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Procédé et appareil pour fabriquer par étirage des corps métalliques creux ou pleins .
La présente invention se réfère aux procédés et appareils pour étruder ou étirer les métaux , c'est à dire les pièces métalliques pleines ou creuses , en entendant par 1à un allongement qui produit une diminution de l'épaisseur de la paroi .
En appliquant le procédé aux pièces creuses , tubes par expl. l'invention réside dans le fait qu'une faible longueur du tube froid ou réchauffé est élargie à chaque opération par déplacement axial le long d'un mandrin sur la tête duquel on l'engage à force , le diamètre de cette tête étant supérieur à celui de l'intérieur du tube initial en question ou par le fait que des parties de la zône à travailler du que sont placées sur la partie cylindrique de la tête du mandrin et étirées par l'intermédiaire d'un mécanisme d'étirage constitué par une bague dont le diamètre intérieur est égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube soumis à l'opération ,
ce qui permet de former la nouvelle paroi et que tous ces processus sont répétés autant de fois qu'il est nécessaire pour que toutes les parties du tube ou celles particulièrement désignées aient été glissées sur la tête du mandrin aux fins de l'étirage .
Le diamètre de la tête du mandrin peut être inférieur ou
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supérieur au diamètre extérieur primitif du tube à étirer , le choix du plus grand diamètre étant déterminé par le plus grand élargissement pratiquement possible . On réussit à fabriquer des tbes d'un diamètre extérieur approximativement égal ou supérieur à celui du tube devant être obtenu après le traitement .
Etant donné que dans le processus faisant l'objet de la présente invention la composante partielle des efforts de déformation se manifestant comme effort de traction par rapport à la partie du tube devant être étirée est faible comparativement aux efforts qui pressent le matériau soumis à la déformation contre la paroi de la tête du mandrin ; le nouveau procéda d'étirage permet de réaliser des diminutions incomparablement plus fortes qu'en se servant du procédé courant où toute la partie étirée du tube est soumise à des efforts de traction et où le degré maximum de déformation dépend de la résistance à la rupture de la partie du tube soumise à l'étirage .
A cet avantage vient s'en joindre un autre par rapport aux procédés courants et qui réside dans la suppression des artifices d'étirage permettant ainsi une diminution de la paroi sans production de déchets et en même temps un élargissement des tubes si l'on veut .
En appliquant le procédé aux pièces à usiner pleines , 1' invention réside dans le fait que la pièce avance progressivement, par degrés , sur un plan qui forme angle avec le plan d'étirage et qu'à chaque opération d'étirage on travaille seulement une faible section de la pièce à travailler avancée sur le plan d'étirage suivant la direction d'étirage , c'eat à dire dans la direction allant de la partie non étirée vers la section étirée .
En vue de l'étirage on déplace ou l'artifice d'étirage dans la direction du travail ou bien 1e porte-outil dans le sens contraire à cette direction . Comme 'outil d'étirage on peut utiliser un corps prismatique ou un cylindre .
Dans le dessin : Fig .1 - 3 montrent schématiquement et en coupe longitudinale les différentes phases d'étirage de la partie du tube ; Fig . 4 est la vue en élévation de côté , partie en coupe d'un
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dispositif pour l'étirage de tubes dans la position qui suit ;Le déplacement du tube vers la première zône d'étirage ; Fig. 5 est une vue similaire dans la position suivant l'achèvement du processus d'étirage ; Fig.6 est une coupe du dispositif suivant la ligne IV-IV de la fig.4.
Fig. 7 , représente dans une vue en élévation latérale un dispois- tif pour l'étirage de pièces pleines dans la position suivant le déplacement de la pièce de travail vers la.première phase d'étirage ; Fig.8 est une vue similaire à la fige 7 dans la position qui suit la première phase d'étirage ; Fig.8 représente une vue analogue dans la position précédant l'avan- 'cement de la pièce à travailler vers la deuxième phase d'éti- rage ; Fig.lO représente une vue de derrière , partie en coupe , du dispo- sitif d'étirage suivant la fig. 9 .
Suivant les fig. 1-3 le tube 1 peut être déplacé suivant l'axe longitudinal du mandrin 2 , qui se termine par une tête cy- lindrique 3 dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur primitif du tube . Le cône d'épanouissement 4 forme la jonction en- tre la génératrice cylindrique du mandrin 2 et celle 5 de la tête 3.
On amène d'abord à force le tube mobile placé sur le man- drin 2 contre la tête fixe 3 ou bien la tête du mandrin mobile con- tre le tube fixe , de sorte que l'extrémité du tube s'épanouit en forme de cône 6 dont l'extrémité libre dépasse la génératrice cylin- drique de la tête . Suivant la fig. 2 on déplace alors , de droite gauche , une bague mobile 7 glissée sur le mandrin fixe et le tu- be , ou bien le mandrin mobile avec son tube , de gauche à droite vers la bague fixe . Aussitôt que la bague d'étirage rencontre la @ partie épanouie 6 ,la partie saisie par la bague est étirée dans la direction venant du tube non étiré entre la bague et la tête pour former la nouvelle paroi 8 du tube .
Plus la différence est petite entre le petit diamètre intérieur de la bague d'étirage et le diamè-
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tre de la partie cylindrique de la tête 3 , plus l'étirage est grand.
Lorsque la bague d'étirage a dépassé dans sa course arrière le cône d'évasement 4 on fait à nouveau avancer le tube pour préparer une nouvelle phase d'étirage 9 ( fige 3 ) et on recommence l'étirage par l'entremise de la bague . Ces phases sont répétées aussi souvent qu'il est nécessaire pour que le tube ait subi l'étirage sur toute sa longueur ou sur les seules parties de sa longueur qui doivent être étirées .
Grâce à ce nouveau procédé d'étirage , il est par expl. possible de réduire en une seule phase l'épaisseur de la paroi d'un tube en acier V 2 a de 2mm à 0,5 mm et davantage .
Dans la forme d'exécution suivant les fig. 4 - 6 représen- tant une presse pour l'étirage de tubes , le levier 13 oscille dans le plan vertical autour d'un axe horizontal du socle 11 fixé au bâti 12 . Dans la coulisse 14 aménagée au milieu du dit levier s'engage le coulisseau 15 pouvant tourner sur le bouton 16 de 1'excentrique 17 . L'arbre 18 (fige 6 ) de ce dernier tourne dans l'une des joues latérales du bâti de la machine . Dans la glissière 22 du bâti peut se déplacer dans un mouvement de va et vient le support 19 guidé par les glissières 21 et portant les outils d'étirage . Afin de transférer les mouvements du levier oscillant au dit support , on munit l'extrémité libre du levier 13 d'une ouverture allongée 23 que traverse un axe horizontal 24 fixé au porte-outil 19 et traversant un évidement vertical 25 .
Le mandrin 2 repose par l'entremise d'un tourillon à collets 29 dans l'évidement 30 du support 27 susceptible d'être déplacé longitudinalement sur une tige de guidage 28 fixé au bâti parallèlement au mandrin et sur laquelle il peut aussi être décalé angulairement Le mandrin est ainsi empêhhé de se mouvoir suivant son axe longitudinal . Un simple mouvement latéral du support 27 dégage l'extrémité du mandrin et permet ainsi d'y glisser un tube devant être soumis à l'étirage .
Le porte mandrin est bloqué dans la position de travail par la vis 31 L' extrémité antérieure du mandrin 2 est guidée par l'ouverture aména-
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gée 32 dans la partie antérieure 33 du support 19pour les outils d'étirage ainsi que par la bague d'étirage 7 garnie d'une rainure 36 et fixée par l'entremise d'une vis 35 dans une ouverture 34 du support 19 .
Afin de pouvoir élargir des parties successives du tube avec le concours de la tête 3 , on fait avancer périodiquement le tube sur le mandrin par l'entremise d'un dispositif comprenant des mâchoires.de serrage supérieures et inférieures 37 et 38 La partie antérieure du tube placé sur le mandrin repose sur les machoi- res inférieures 37 susceptibles d'être déplacées sur une tige 39 de section quadrangulaire placée parallèlement et en dessous du mandrin 2 . Son extrémité arrière est fixée au bras 41 qui surplombe le support 19 et qui est à son tour venu de fonderie avec le bâti de la machine . Les machoires supérieures 39 sont munies de bras verticaux 45 auxquels sont fixés rotativement les leviers du premier genre 43 tournant sur des axes 44 .
Les extrémités des bras les plus courts des leviers 43sont reliées aux machoires supérieures 38 tandis que les extrémités des bras les plus longs des leviers 43 sont articulées à la tige 46
Les buttées 57 des bras 45 limitent le déplacement vers la droite des bras les plus longs des leviers 43 .
La tige 46 parallèle au mandrin peut se déplacer longitudinalement dans l'extrémité supérieure du support 42 dirigé obliquement vers le haut et solidaire du bras recourbé 41 . L'embase ciroulaire 56 et le support 42 forment contre-buttée pour le ressort à compression 55 qui a tendance à repousser la tige 46 vers l'extrême droite ( fig. 5 ) . L'extrémité droite de la tige 46 est munie d' une cheville transversale 48 qui s'engage dans l'ouverture allongée 49 du bras le plus court du levier du premier genre 51 dont le tourillon est fixé dans la partie saillante 52 du bras 42 . L'extrémité échancrée 53 du bras le plus long du levier 51 coopère avec la vis de buttée 54 réglable et fixée à la partie arrière du support 19 .
Le fonctionnement est le suivant :
On desserre tout d'abord la vis de réglage 31 et on rabat
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le support 27 latéralement . Dans la position des organes représen- tée à la fig. 5 , on glisse le tube 1 sur le mandrin 2 de sorte que l'extrémité antérieure du tube vient en contact avec la tête 3 . On ramène alors le support 27 dans la position initiale , on bloque la vis 31 et on provoque la rotation de l'arbre de commande 18 .
Pendant que le support 19 exécute sa course arrière , la vis de but- tée 54 rencontre le bras le plus long du levier 51 et le repousse vers la droite . La tige 46 reliée au bras le plus court se dépla- ce vers la gauche et agit sur les leviers 43 de telle sorte que les machoires de serrage 38 s'appuient fortement contre le tube .
Mais comme le mouvement de la tige n'est pas encore terminé à ce mo- ment , les mâchoires 37 , 38 ainsi que le tube se trouvent poussés contre la tête 5 du mandrin ce qui produit l'épanouissement du tu- be ( fig.4 ) . A ce moment le support 19 commence sa course de tra- vail sur la gauche . Le levier 51 se trouve alors libéré de sorte que le ressort 55 commence à agir et ramène ainsi la tige 46 dans la position extrême droite . Ceci a pour résultat de soulever les qui mâchoires 38 relachent le tube . Aussitôt que les leviers 43 rencon trent les buttées 57 les mâchoires de serrage 37 , 38 participent au mouvement vers la droite de la tige 46 jusqu'à ce qu'une des mâchoires 37 vienne rencontrer le bras 41 .
Pendant la course avant du support 19 , la bague d'étirage 7 refoule des parties de l'extré- mités du tube épanoui par dessus la partie cylindrique de la tête 3 et forme ainsi la nouvelle partie amincie 8 du tube .
Ce processus se répète sans discontinuation . Avant que l'extrémité encore non étirée du tube ne quitte les'mâchoires 37, 38 d'entraînement , on glisse un tube vierge sur le mandrin qui fait avancer le tube précédant , lorsque celui-ci échappe aux machoi- res .
Les fig. 7-10 représentent une machine spécialement appli- cable à l'étirage des pièces à travailler pleines . Dans la partie supérieure des joues latérales 62,63 du bâti 64 est assujetti un cylindre d'étirage 61. Dans la partie inférieure du bâti 64 se trou-
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ve un palier 69 (fig. 10 ) dans lequel tourne l'arbre coudé 68 dont le maneton 71 porte le coulisseau 73 .Ce dernier est logé dans la coulisse 74 découpée dans le bras 72 venu de fonderie avec le support 66 sur lequel sotaménagés les outils d'étirage .
Ce support 66 peut se déplacer grâce à ses glissières 67
65 dans les rainures/aménagées dans les joues latérales 62,63 et remon- tant de l'avant vers l'arrière ; ce chariot 66 peut être animé d'un n mouvement de va et vient suivant l'axe longitudinal du dispositif d'étirage et perpendiculairement par rapport à l'axe du cylindre 61.
Le support 66 est équippé d'une table plane 75 destinée à recevoir la pièce à travailler 79 .La surface d'étirage 76 est aménagée sur le support 66 parallèlement aux glissières de guidage 67 et forme un angle obtu avec la surface 75 .Sur le support 66 est fixée ,en dehors du plan d'étirage la crémaillière 77 , parallèle aux harres de guidage 67 et dont les dents dirigées vers le cylindre engrèment avec une roue dentée 78 calée sur le tourillon du cylindre 61.
Afin de pouvoir faire avancer la pièce de travail 79 après chaque opération pour lui faire prendre une nouvelle position d'éti- rage ,on utilise un dispositif de serage commandé par les mouvements du support 66 avec le concours d'une timonerie spéciale . On aménage à cette fin dans un découpage de la partie supérieure du support- outil une pièce coulissante 84 susceptible de se déplacer parall lement à la surface 75 sur les tiges de guidage 85 . La machoire de serrage 87 est guidée par rapport à la pièce 84 par l'entremise de vis à tête ec logées dans la pièce de coulissage 84 de telle sor- te qu'elle puisse sedéplacer verticalement jusqu'au niveau inférieur des têtes de vis .
Sur les deux faces de la machoire de serrage 17 sont articulés les leviers coudés 89è- dont les extrémités inférieures sont reliées à charnière à l'extrémité inférieure des leviers plus courts 91 dont les extrémités supérieures sont articulées aux deux faces latérales de la pièce coulissante 84 .Au point de liaison des leviers coudés 89 et des petits leviers 91 sont articulées les extrémités supérieures des leviers 92 munis approximativement dans le centre d'ouvertures allongées 93 coopérant avec les chevilles
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horizontales 94 enchâssées dans les faces latérales du support66,
Les extrémités inférieures des leviers 92 sont également munies d' ouvertures allongées 95 reliées par l'entremise de chevilles 96 aux extrémités en fourche des tiges de poussée 97 .Celles-ci sont supportées par les paliers 98 du support 66 tout en pouvant se dé- placer longitudinalement et parallèlement par rapport aux glissiè- res de guidage 67 . Un buttée terminale de chaque tige ainsi que le palier voisin 98 servent de buttées aux ressorts à compression 99 qui ont tendance à repousser chacune des tiges vers l'extrème gauche . Les extrémités des tiges 97 coopèrent avec des vis de but- tées 10!maintenues dans un support approprié 102.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lorsque le dispositif d'étirage et la pièce à travailler 79 se trouvent dans la position de la fig.'7 , on met en marche ce qui fait avancer le support 66 et la pièce 79 vers la droite , tandis que cylindre 61 tourne dans le sens opposé du mouvement horai- re .
Dans ce cas le bout 81 de la pèce 79 dépassant le plan d'éti- rage 76 est laminé d'une manière semblable à celle que l'on emploie - pour aplatir la pâte au moyen d'un rouleau , mais avec cette dif- férence que dans l'occurence le cylindre reste au repos tandis que la pièce à travailler se déplace . Imméditement après la mise en marche , les ressorts 99 commencent à agir de sorte que les tiges 97 ne suivant pas au début le mouvement du support 66 Mais comme les chevilles 94 fixées à ce support se meuvent vers la droite (fig.
8 ) les bras supérieurs des leviers 92 effectuent un mouvement de bascule vers la droite en tournant sur les dites chevilles . Cette oscillation des leviers 92 a pour résultat de soulever la pièce de serrage 87 ( une de chaque côté de la machine ) jusqu'à ce qu'elen rencontre la têtede la vis 88 . Pendant que le levier 92 continue sont son mouvement de bascule ,les pièces 84 et 87/amenées vers la droi- te jusqu'au moment où la pièce 84 rencontre la paroi du support 66.
Un dispositif quelconque , connu et courant dans les laminoirs , agissant comme frein mais non représenté au dessin , empêche la piè=
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ce à travailler 79 , d'être entraînée pendant le mouvement de renul des pièces 84 .
Lors de la course arrière du support 66 , qui commence dès que la manivelle atteint la position de la fig. 8 , il ne se produit aucun mouvement relatif des dispositifsd'avancement par rapport au support de la pièce à travailler . Ce mouvement commence seulement lorsque les extrémités des tiges 97 rencontrent les têtes des vis de réglage 101 (fig.9) A partir de cet instant les tiges 97 s'arrêtent .
Or , comme les pitons 94 fixés au support 66 continuent à se déplacer vers la gauche ,les bras supérieurs des leviers 92 ayant les tenons 94 pour point de rotation se déplacent vers la gauche en oscillant . Lorsque l'oscillation des leviers 98 est suffi- sante le coulisseau 84 ainsi que les mâchoires de serrage 87 et la pièce à travailler sont avancés qur les tiges 85 vers la droite ce qui amène la pièce à une nouvelle position d'étirage .
Toutes les procédures écrites ci-dessus se répètent dans une suite rapide jusqu'à ce que la pièce entière a été étirée de la manière voulue .
Le procédé d'étirage suivant l'invention permet de réaliser les degrés de déformation les plus élevés que l'on puisse po tenir . Il est ainsi possible d'étirer ou d'allonger une plaque en laiton , ayant une teneur de 63% de cuivre et une épaisseur de 4 mm à 0,6- 0,4 mmd'épaissuer
Au lieu du cylindre on peut utiliser un corps de section prismatique dont la partie produisant l'étirage montre une section longitudinale telle que la génératrice droite , rompue ou incurvée faisant face à la surface d'étirage comporte par rapport à la surface d'étirage des distances décroissantes de la face frontale.
La pièce de travail étirée et allongée quitte l'appareil d'étirage librement et à une vitesse relativement faible . On peut accoupler avec le processus d'étirage , les traitements calorifiques suivants , servant à l'annulation des tensions d'étirage intérieures et de la dureté d'étirage d'une manière fort appropriée avec l'étirage effectué , en faisant entrer par expl. lors du traitemant
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de tubes , la partie du tube étirée quittant le dispositif dans un four à recuire établi près de l'appareil d'étirage et en utilisant les dispositifs d'avancement du mécanisme d'étirage et le processus lui-même de faire entrer les tubes venant de l'appareil d'étirage directement dans le four à recuire .
Un four de ce genre , propre à l'exécution du présent procédé , muni d'une chaufferie électrique par résistance peut être d'une construction fort simple , parce qu' il peut n'abriter qu'un seul tube . Le déplacement du tube à l'intérieur du four peut par expl. être effectué sur une tige ou sur un cable métallique qu'on attache d'une part à la tête d'étirage 5 et d'autre part , tout en lui faisant traverser le frur tubulaire , en dehors de ce four , en y produisant une certaine:.' tsachtion La tige ou le cable de support établi en une matière résistant à 1acha- 1eup et aux températures élevées peut être entouré de matières isolantes ou calorifges
Comme il s'agit dans le cas présent , de l'application du procédé objet de l'invention , das tubes à faibles parois , le recuit jusqu'au ramollissement ne demande que peu de temps .
La longueur du four ne doit donc être que très faible .
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