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"Perfectionnements aux procédés et appareils pour l'ex- trnsion on filage à la presse de métalt.
La présente invention est relative à la production économique, individuellement et simultanément, de pièces on corps métalliques, pleins et creux et de forme allon- gée, par extrusion ou filage à la presse à chaud.
La rapidité de fonctionnement est très importante pour obtenir l'extrusion satisfaisante de métaux, et no- tamment de métaux ferreux, étant donné que, à moins que le degré élevé de plasticité du métal puisse être main- tenu dans l'ébauche que l'on file à la presse et que 1' écoulement rapide du métal à travers le cylindre et la
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filière soit assuré, une force énorme est requise pour réaliser l'extrusion. Par conséquent, l'usure sur la filière et autres organes, due au frottement et aux ef- fets préjudiciables résultant d'un échauffement prnlengé de cette filière et antres organes, est si importante qu'elle rend excessifs les frais de l'opération d'extru- sion.
Ceci est une des raisons principales pour lesqnel- les l'extrusion de métanx ferreux et non ferreux n'a pas été effectuée couramment jusqu'ici.
L'invention a pour objet, entre autres, un appareil permettant d'assurer l'extrusion de pièces ou. corps mé- talliques d'une manière très avantageuse, afin de réduire les pressions requises, et notamment de réduire les frais de funetionnement et d'outillage.
Pour obtenir ce résultat, linvention a trait à. un appareil dans lequel on peut Introduire très rapidement une billette chaude on ébauche métallique plastiqae, appareil pouvant rapidement presser et filer le métal plastique chauffé à travers la filière et la machine. A cet effet, l'invention permet également de réaliser un appareil pour effectuer une extrusion à vitesse élevée même si les organes mobiles de la machine sont avantageusement actionnés à une vitesse normale, en prévoyant un appareil destiné à effectuer un mouvement composé, pour assurer soit une extrusion directe dans laquelle la filière est fixe par rapport au cylindre, soit une extrusion indireo- te dans laquelle la filière est déplacée dans un cylindre qui porte l'ébauche.
Dans tant appareil d'extrusion à chaud, la filière, les garnitures et les outils sont soumis à l'usure la
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plus grande par suite de réchauffement, étant donné qu' ils subissent à la fois l'aotion nuisible de la chaleur
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nomale de l'éballohe plastique par radiation avant que la pression soit exercée, a,in .q;#1I et l'effet préjudi- ciable du chauffage par conduction pendant que la pres- sion est exercée en effectuant la réduction désirée de la dimension de 1'ébauche lorsque le métal est poussé à tra-
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vers un orifice de co1Ifo1'll&t1on. Si la filière est ntili- sée pour effectuer une nouvelle extrusion après avoir été
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éohanffée d'une manière excessive, il se produit une usa- re préjudiciable et excessive.
Toutefois, dans les appa- reils utilisés jusqu'ioi, le remplacement d'one filière chaude par une filière froide ne pouvait être effectué
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qu'avec beaucoup de difficultd. La présente invention permet de réaliser un nouvel appareil pour expulser au-
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ionatiquement la filière chaude et préparer automatique- ment un logement pour la filière froide.
Cet appareil avantageux rédll1t de ce fait les frais d'oitillage, il augmente le rendement de la machine, et diminue les ris-
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ques de brf7.nre pour l'opérateur en manipulant la filière chaude.
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L'inconvéniant le plus important des appareils et procédés d'extrusion proposes jusqu'ici oonsiste en ce que l'ébauche métallique placée dans le cylindre se trouve repliée et feuilletée, ce qui oblige à exercer des pres- sions excessives pendant l'extrusion et transmet ces pres- sions énormes à la filière qai est ainsi soumise à une usure excessive, et le corps métallique filé se trouvant
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également 1I1i-m@'me feuilleté.
Ces facteurs avaient pour résultat un déchet d'environ vingt-cinq pour cent de la
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totalité du métal placé dans la machine pour tre soumis à l'extrusion ¯;et nécessitaient un rechauffage et une nouvelle coulée coûteux des déchets avant que ceux-ci puissent être utilisés à nouveau.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil nouveaux et avantageux permettant de remédier à cet inconvénient principal qui a eu surtout gour effet de limiter les opérations d'extrusion dans l'industrie, et permettant également que les efforts jusqu'ici infruc- tueux pour réaliser ces opérations d'extrusion puissent maintenannt recevoir une application pratique satisfai- sante.
En travaillant à résoudre les problèmes qu'entraine 1extrusion de plusieurs corps pleins ou tabulaires, 1' inventeur a réalisé certains perfectionnements importants relatifs à l'écoulement, par extrusion, de métal lorsqu' on file à la presse des corps pleins ou tabulaires formés de métaux ferreux ou non ferreux, perfectionnements qui ont donné lieu à. une nouvelle invention. Le but de ce nouveau procédé est d'équilibrer ou d'égaliser approxi- nativement les températures de l'ébauche chauffée en- dant l'ensemble du mouvement du métal.
Lorsqu'on réduit, par laminage ou par extrusion, la section transversale d'une ébauche uniformêment ch@uffée. et qu'on l'allonge sous la forme d'un corps plein ou tu- bulaire ayant une section transversale plus faible, les pressions de réduction exercées sur les surfaces exté- rieures de l'ébauche réagissent directement sur le métal autour de l'axe de cette ébauche. Ceci oblige le métal à s'écouler dans un sens opposé à l'écoulement du métal
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à partir des surfaces extérieures (voir les fLéches dans la fig. 24).
Dans l'extrusion à chaud, les mêmes condi- tions existent lorsqu'on file à la presse une ébauche pleine à travers un orifice oentral (voir fig. 25).Cette condition est due au fait qu'il n'est pas possible de régler les températures de l'ébauche après qu'elle a été retirée du four.
L'ébauche métallique rayonne rapidement sa chaleur, à partir des surfaces extérieures, dans l'atmosphère, jusque ce qu'elle atteigne le cylindre. Lorsqu'elle vient en contact avec les parois du cylindre et les outils, qui sent plus froids que l'ébauche, il se produit une nouvel- le perte de chaleur à la surface, pour la raison que la chaleur,avant et pendant l'écoulement par extrusion, est rayonnée rapidement dans les parois du cylindre et dans les surfaces des outils. Ces effets abaissent la tempéra- tare de la surface de l'ébauche et, à un degré moindre, la température interne. Ceci diminue l'état plastique du métal de l'ébauche dans ses parties extérieures ou super- ficielles davantage qu'au centre.
Par conséquent, lors- qu'une pression est exercée sur les extrémités de l'ébau- ohe, cette pression est transmise aux surfaces extérieures de celle-ci, parallèlement à son axe. Les pressions s'ajou- tant les unes aux autres dans les surfaoes de l'ébauche sont provoquées par la résistance statique du métal lors- qu'on le pousse à travers l'orifice resserré de la filière de conformation chaque fois que le centre de cette der- nière coïncide aveo l'axe de l'ébauche.
Lorsque le métal moins plastique des surfaces de l'ébauche est poussé dans l'orifce de la filière et se déplace vers le point de moin-
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dre résistance, qui est son centre, le métal plus plas- tique au centre de l'ébauche, avec ses températures plan élevées et sa plasticité plus grande, est diffusé en éventail dans la structure moléculaire de la surface ex- térieure de l'ébauche, qui s'écoule dans lesens de l'ou- verture de la filière.
Tant qu'il y a un volume suffisant de métal s'éeou- lant en avant, dans lequel l'écoulement vers l'arrière du métal plus plastique peut être diffusé moléoulairement, trut le métal s'écoulera librement. Toutefois, lorsqu' une partie comprise aproximativement entre la moitié et- deux tiers de l'ébauche a été filé à la presse, le volume de la partie non filée n'est pas suffisant pour absorber l'écoulement vers l'arrière du métal plus chaud venant du centre del'ébauche, et les surfaces moins plastiques du métal commencent alors à se replier vers l'intérieur derrière l'écoulement en sens modifié du métal venant du centre de l'ébauche.
Cet obs- tacle à l'écoulement du métal, combiné avec le refroidis- sement rapide de celui-ci, forme des lamelles dans la structure de la partie non filée de l'ébauche, lamelles qui exigent des pressions énormes pour s'écouler, et si aveo des pressions excessives le tronçon feuilleté de 1' ébauche est chassé hors de la filière, une ou plusieurs lamelles allongées apparaîtront dans la structure du pro- duit fini.
Lorsqu'on file à la presse des pièces ou corps pleins à travers des orifices axiaux, des essais ont dé- montré d'une manière concluante que, lorsqu'un métal chauf- fé et plastique, dans la structure duquel régnent des températures différentes, commence à se replier et à for-
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mer des lamelles, le likre écoulement, par extrusion, du métal est alors arrêté, quelle que soit la somme de pres- sion exercée sur celui-ci. Il en résulte toujours qu'un tronçon non filé à la presse reste dans le cylindre, le volume de ce tronçon étant d'environ 25% de la longueur et du poids originaux de 1'ébauche. Ce tronçon constitue un déchet et doit être refondu avant de pouvoir être ntili- sè à nouveau.
L'inventeur a en outre constaté que, lorsqu'on ef- fectue une opération d'extrusion centrale pour obtenir un corps plein @@ dars @ moye n n' @stant prévu pour empêcher ou retarder l'éopulement vers l'arrière du métal au centre de l'ébauche at qui se combine avec les températures inégales dans la structure du métal, il était nécessaire d'utiliser des pressions d'extrusion extrême- ment élevées pour déterminer l'écoulement du métal, même lorsqu'on effectuait seulement des rédactions assez faibles de la section transversale de l'ébauche. Ces pressions d' extrusion plus élevées réagissent toujours d'une manière préjudiciable sur les surfaces des outils.
Dans les procédés d'extrusion industriels actuels de métaux non ferreux, lorsqu'on file à la presse un seul corps plein, la perte en tronçon non fil é à la presse s'élève en moyenne à environ 25% au cours de chaque opé- ration, et on subit la même perte dans l'extrusion simul- tanée de plusieurs corps, extrusion qui est limitée à pas plus de quatre tiges en partant d'une ébauche coubée, pleine et non travaillée, qui est filée à travers des ouvertures de conformation situées au centre de la filiè- re . Il se produit également une pe rte considérabledue au
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fait que les tiges sont détachées par découpage du tron- çon de métal non filé à la presse.
Les figs. 24, 25 et 26 montrent schématiquement lea conditions d'écoulement du métal dans les procédés d'ex- trusion et de laminage proposés jusqu'ici.
Les figs. 1 - 6, 12, 13, 20, 22 et 23 montrent les différentes phases d'écoulement du métal au cours des opérations et du procédé nouveaux et avantageux décrits ci-après.
Le principe fondamental de ce nouveau, procédé d' extrusion de métaux ferreux et non ferreux consiste à réaliser an moyen pratique de filer à la presse à. une vitesse élevée une ébauche non travaillée on partielle- ment travaillée et chauffée à l'état plastique pour ob- tenir des pièces ou corps allongés. En travaillant préa- lablement l'ébauche avant extrusion, de façon à égaliser sensiblement et à répartir uniformément les températures de cette ébauche, on obtient un écoulement uniforme, dans un seul sens, du métal, de sorte qn' une pression moindre est exigée pour obliger le métal à s'écouler librement et plus complètement hors du cylindre à travers les ou- vertures de conformstion de la filière.
Suivant la présente invention, on réalise un procé- dé perfectionné d'extrusion de pièces ou corps métalli- ques, qui consiste à placer une ébauche métallique chauf- fée et plastique dans la chambre d'un cylindre, à enfon- cer dans la dite ébauche métallique un outil qui a les proportions voulues, par rapport à la dimension de l'ébau- che ou de la dite chambre, ou des deux, de façon à obte- nir une égalisation assez complète des températures inter-
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ne et externe de la dite ébauche, et à comprimer cette dernière dans la dite chambre pour assurer l'extrusion du métal hors de celle-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention., et dans le cas où. on désire effectuer l'extrusion de piè- ces ou corps métalliques pleins, l'extrémité de 1 outil est maintenue hors de l'orifice de conformation de la filière et à une distance prédéterminée de cet orifice, tandis que pour l'extrusion de pièces ou corps métalli ques creux, un mandrin de conformation réduit, disposé sur l'outil, est maintenu dans 1 orifice deconformation de la filière et dans une position relative prédéterminée par rapport à cet orifice.
L'invention permet en outre de réaliser un appareil perfectionné pour l'extrusion de pièces ou corps métalli- ques, comprenant une presse d'extrusion comportant un plongeur, une filière et un cylindre pour supporter une ébauche métallique chauffée, ainsi qu'an outil on mandrin à égaliser, disposé pour être enfoncé dans l'ébauche mé- tallique chauffée pour égaliser les températures interne et externe de l'ébauche pendant l'extrusion de cette der- nière par compression dans le aylindre, entre la filière et le plongeur.
lorsqu'il s'agit de filer à la presse des pièces pleines, telles que des tiges, des barres, des rails, des profilés, des bandes ou des tubes, individuellement ou simultanément, par ce nouveau procédé, l'ordre des opérations est le suivant : 1 ébauche métallique plasti- que et chauffée est rapidement projetée dans un cylindre et est maintenue étroitement dans celui-ci en fermant les
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ouvertures du dit cylindre. En mime temps que l'ébauche se trouve ainsi complètement renfermée, un outil à percer les températures et à égalisera fonctionnant à grande vitesse, y est en- foncé (voir fig. 4).
En effectuant par ce procédé toute opération d'extrusion en ce qui concerne la dimension on la forme, la dimension de l'outil à percer et à égaliser n'est de préférence pas inférieure à un tiers de la di- mension de l'ébauche métallique lorsqu'elle remplit le cylindre, au de la dimension de la chambre d'extrusion du cylindre, ou de ces deux dimensions.
Lorsque l'outil à percer s'enfonce dans l'ébauche, le mttal provenant du trou ainsi fomé allonge la dite ébauche (différences montrées figs. 3 et 4) et, en même temps, par le déplace- ment du métal plus chaud provenant du centre de l'ébauche, ses températures plus élevées sont réparties dans les parois du tube à parois épaisses ainsi formé, par l'écou- lement vers l'arrière du. métal autour de l'outil à percer, au, en d'autres termes, une égalisation presque complète des températures interne et externe de l'ébauche est ob- tenue, ce qui empêche le repliement et le feuilletage de cette ébauche.
En outre, une partie de la chaleur prove- nant du centre de l'ébauche est rayonnée dans les surfa- ces de l'outil à percer, ce qui égalise encore davantage les températures dans les parois intérieure et extérieure du tube ainsi formé. A partir de ce tube, ou billette préalablement travaillée, des pièces pleines au tabulaires sont avantageusement filées à la presse, individuellement ou. simultanément, suivant la forme désirée.
Certains des avantages principaux de ce nouveau mode d'écoulement du métal, par extrusion, sont les sui- vants :
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1 - Le travail préalable, aérant éxtrusion, d'ébau- ches métall i qu e s non travaillées ou partiellement travail- lées, et l'équilibrage et l'égalisation de leurs tempéra- tares.
2 - Du fait que l'outil à percer et à égaliser oc- cape une position fixe par rapport à la filière lorsqu'on file à la presse des pièces pleins ou tabulaires, on ob- tient un écoulement plus libre du métal dans le sens de l'extrusion*
3 - L'écoulement vers l'arrière du métal se trouve contrôlé et empêché, écoulement qui provoque un feuille- tage ou repliement du métal à l'extrémité de l'ébauche lorsque ses surfaces extérieures ont perdu une partie im- portante de leur plasticité vers la fin de l'opération de extra si on,, et moins restreint
4 -L'écoulement plus libre / du métal permet d'em- ployer des pressions d'extrusion plus faibles, ce qui se traduit par une usure moindre, due à la pression, des filières,
des flutils et des parois du cylindre.
5 - Par ce nouveau mode de contrôle du sens de 1' écoulement du métal par extrusion, il est possible de filer simultanément à la presse des pièces de grande lon- et de formes multiples gueur, augmentant ainsi considérablement le rendement d' un appareil à filer individuellement des pièces à la presse.
6 - En formant un alésage assez grand dans 1'ébauche et en réduisant de ce fait la section transversale de celle-ci, on peut employer de faibles pressions plus sa- tisfaisantes et un appareil plus compact.
Afin que 1' invention puisse être clairement compri- se et facilement mise en oeuvre, ell va maintenant être
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décrite plus en détail, en référence an dessin annexé qui représente, à titre d'exemple, plusieurs formes de réalisation de l'invention, et dans le quel :
La fige 1 est une vne quelque peu schématique de l'appareil complet.
La fig. 2 est une vue de coté de la partie centrale de l'appareil, avec l'ébauche métallique ohauffée dans sa position de chargement initiale et avec l'outil à per- cer et la filière maintenant les extrémités de l'ébanche.
La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2, montrant le cylindre qui a été déplacé pour renfermer l'ébauche, et représentant l'appareil disposépourassurer une extra- sion directe.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3, montrant une filière destinée à assurer l'extrusion de tiges plei- les temperaturs nes et représentant l'outil à percer et à égaliser/à 1' achèvement de la course de perçage.
La fig. 5 est une vue analogue à la fige 4, montrant la filière et le cylindre qui est maintenant associé avec celle-ci, déplacés comme une seule pièce vers la gauche, et le plongeur déplacé vers la droite pour assurer l'ex- trusion du métal de l'ébauche à travers la filière.
La fig. 6 est nne vue analogue à la fig. 5, montrant la filière et le cylindre associé, et le plongeur à l'ex- trémité de la course d'extrusion.
La fig. 7 montre l'outil de dégagement monté sur l'extrémité de l'outil à percer, à la fin de l'opération de dégagement.
La fig. 8 esi une vue en coupe, à plus grande échelle, de l'outil de dégagement.
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La fig. 9 est une vue en coupe transversale faite par l'appareil suivant la ligne 9-9 de la fige 3.
La fig. 10 est nne Vue dé détail partielle, montrant la filière au moment ot, elle est expulsée.
La fig. 11 est une coupe, à plus grande échelle, faite suivant la ligne 11-11 de la fige 10, montrant les moyens ppax guider plusieurs tiges filées à la presse hors de la machine.
La fige 12 est une vue partielle, partie en coupe, à plus grande échelle, montrant le nouveau procê@é d' écoulement da métal tel qu'il est appliqué à la produc- tion d'une seule tige pleine.
La fige 13 est uns vue analogue à la fig. 12, mon- trant ce procédé d'écoulement du métal tel qu'il est appliqué à la production d'un seul tube.
La fig. 14 est une vue analogue à la fige 3, mais montrant l t extrllsion indirecte de plusieurs tiges pleines.
La fige 15 est une vue analogue à la fige 14, mon- trant la filière et le plongeur ainsi que le cylindre associé à la fin de l'opération d'extrusion indirecte.
La fig. 16 est une vue de face d'une filière pour former pluaieurs tiges rondes.
La fig. 17 est une vue en coupe faite suivant la ligne 17-17 de la fige 16.
La fige 18 est une vue de face de la filière pour former plusieurs tiges de section carrée.
La fig. 19 est une vue en coupe faite saluant la ligne 19-19 de la fig. 18.
La fig. 20 est une -vue en aoape partielle de la filière et des moyens associés pour former plusieurs
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'bandes.
La. fig. 21 est une vue en coupe faite suivant la ligne 21-21 de la fig. 20.
La fig. 22 est une vue partielle, partie en coupe de l'appareil utilise pour l'extrusion directe de plu- sieurs tabès.
La. fig. 23 est une vue analogue à la fig. 22, mais montrant un appareil d'extrusion indirecte pour former plusieurs tubes.
La fig. 24 est une vue montrant l'écoulement usuel vers l'arrière du. métal central dans une ébauche ou billette chauffée pour le travail à chaud par laminage et en train d'être travaillée de cette manière, tandis que les lignes en traits mixtes montrent le nouveau moyen pour empêcher l'écoulement vers l'arrière.
La fig, 25 est une vue montrant le aime écoulement vers l'arrière se produisant pendant qu'uns ébauche ou billette chauffée est filée à la presse à travers un orifice dans le sens de la ligne d'applichation de la pression d'extrusion, les lignes en traits mixtes mon- trant le nouveau @ pour empêcher l'écoulement vers l'arrière.
La fig. 26 est une vue montrant un écoulement vers l'arrière analogue se produisant pendant qu'une êbauche ou. billette chauffée est filée à la presse à travers un orifice dans un sens perpendiculaire à cette ligns de pression, les lignes en traits mixtes montrant le nouveau @ pour empêcher l'écoulement préjudiciable 'Vars l'arrière.
En se reportant au dessin en détail, on voit que
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plusieurs- cylindres de pression d'une presse hydraulique duplex 30 sont logés dans des enveloppes 31 et 32 repré- sentées aux extrémités opposées de l'appareil dans la fig. 1. Les dits cylindres sont formés de la façon usuelle ou de toute manière convenable et comportent des pistons dans¯le temps pour actionner dans un ordre relatif réglé/les divers organes mobiles de l'appareil.
L'enveloppe 31, représentée à la gauche de la fig.
1, comporte deax cylindres 33 pour les pistons d'avance- ment 34 d'une traverse 35 portant un plongeur 36, c'est-' à-dire pour déplacer cette traverse vers la droite comme on le voit fig. 1, et deux cylindres 37, plus petits, aveo des pistons de rappel 38 pour cette traverse. La dite enveloppe 31 renferme également un cylindre 39 pour un piston d'avancement 40 d'une traverse 41 portant un
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autil à geroer et d a3.i éx 'm'éra.tures outil à percer et à égaliser7!2. -c"-est-a-dire pour dépla- cer cet outil également vers la droite dans la fig. 1, et une paire de cylindres 43 pour des pistons de rappel 44 pour cette traverse 41.
L'enveloppe 32, représentée à la droite de la fig.
1, comporte deux cylindres 45 pour des pistons d'avance- ment 46 d'une traverse 47 portant une filière, c'est-à- dire pour déplacer cette traverse vers la gauche comme on levoit fig. 1, et une paire de cylindres 48 pour des pistons de rappel 49 pour cette traverse 47. La dite enveloppe 32 renferme également deux cylindres 50 pour deux pistons à double effet 51 pour faire avancer et rappeler une traverse 52 portant un cylindre 53 destiné à recevoir une billette ou une ébauche métallique chauffée et plastique 54, et une paire de cylindres 55 pour deux
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antres pistons à double effet 56 pour faire avancer et rappeler une traverse 57 portant un éjecteur de filière 58.
Tons les cylindres et pistons comportent naturelle- ment les lumières et les tuyauteries requises pour leur permettre d'être actionnés par la pression de tout fluide approprié.
Les trois traverses les plus grandes 35, 47 et 52 vont et viennent sar des tirants 59 s'étalant; entre les deux enveloppes d'extrémité 31 et 32 et les réunissant.
La traverse 52, qui porte le cylindre 53 recevant la billette ou ébauche, est reliée à ses pistons à double effet 51 par des tiges de liaison 60 passant et pouvant coulisser à travers des ouvertures 61 ménagées dans la traverse 47. La traverse 41, portant l'outil à percer 42, est reliée à ses pistons de rappel 44 par des tiges 62, auxquelles cette traverse est fixée par des écrous 63, et ces tiges passent et peuvent coulisser à travers des ouvertures 64 et 65 pratiquées dans les deux traverses adjacentes 35 et 52, respectivement, et passent et peu- vent coulisser dans des ouvertures 66 ménagées dans la traverse porte-filière 47.
Des arrêts 67 sont prévus sur ces tiges pour limiter les mouvements de l'oatil à percer et à égaliser 42 vers la filière, telle que 68, fig. 16, cette filière étant disposée dans un évidement 69 prati- qué dans un porte-filière 70, voir fig. 1.
L'outil à percer et à égaliser 42 comporte, à proxi- mité de sa traverse 41, une partie 43' de grand diamètre, et au delà de cette partie la section Transversale de l'outil est réduite pour former un épaulement 71, la dite partie de grand diamètre s'adaptant à glissement dans une
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ouverture traversant la traverse 35, la partie antérieure de l'outil ayant une section transversale réduite s'adap- tant à glissement dans une ouverture 72 traversant le plongeur 36, et le dit épaulement étant disposé pour coopé- rer avec l'extrémité gauche du plongeur lorsque l'outil à percer et à égaliser a été avancé de la distance voulue à travers le plongeur.
Dans la fige 1, aucune filière n'est représentée en place dans l'évidement 69 du porte-filière 70, mais quelques ânes des nombreuses filières utilisables sont représentées dans les autres 'tees (par exemple dans les figs. 16-21) et sont également décrites.
Très du centre des figs. 1 et 2 on a représenté une forme de mécanisme de chargement comprenant un ber- oeau 73 sur lequel est placée une ébauche métallique 64 qui est plastique et fortement chauffée. Ce berceau est porté à la partie supérieure d'un plongeur 74 mobile ver- ticalement et actionné par un fluide, et dans la fig. 2 le berceau est représenté comme étant encore soulevé.
Toutefois, ce berceau est sur le point d'être abaissée comme représenté fige 3, pour la raison que la fige 2 montre l'achèvement du fonctionnement initial de l'appa- reil, savoir: un mouvement suffisant mais très faible de la traverse 41 vers la droite pour faire avancer le nez 75 de l'ou%il 42 pour qa'il attaque 1*extrémité gau- che de l'ébauche et coopère avec la filière pour serrer et maintenir cette ébauche en place, afin qu'elle soit prête pour l'opération suivante.
L'achèvement de cette opération suivante est repré- senté fige 3. Ici, l'ébauche 54, toujours maintenue entre
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l'outil à percer et à égaliser 42 et la filière 68, se trouve entièrement à l'intérieur du cylindre 53. En d' autres termes, la traverse 52 portant ce cylindre 53 a maintenant été déplacée vers la droite d'une distance qui est indiquée par une comparaison des figs. 2 et 3.
Le cylindre 53 a maintenant avancé jusqu'à la limite de son déplacement vers la droite, et la partie antérieure 76, de diamètre réduit, du porte-filière 70 est mainte- nant complètement entrée dans l'extrémité droite du cylin- dre 53, un épaulement 77, présenté par le porte-filière 70 étant appliqué contre la face extérieure de l'extrémi- té droite de la garniture du cylindre 53, point où ce der- nier est renforcé et rendu plus massif par une forte colle- rette extérieure 78. Le dit épaulement renforce également le porte-filière et le rend plus massif pour résister aux efforts de dilatation, au delà du cylindre 53, pen- dant l'extrusion du métal à travers la filière 68.
Dans la fige 4, l'opération suivante est représentée comme étant complètement effectuée, savoir : le perçage sensible de l'ébauche et l'égalisation sens de la température, de pré- férence de boat en bout par l'outil à percer et à égaliser 42. La filière 68 et sa traverse 47, le cylindre 53 et sa traverse 52. et le plongeur 36 et sa traverse 35 sont tous dans la position 91'ils occupaient dans la fig. 3, mais la traverse 41 s'est avancée suffisamment vers la droite pour amener les arrêts 67 présentés par .ces tiges 62 contre la traverse porte-filière 47. Ainsi, l'outil 42 est maintenu dans une position relative prédéterminée par rapport à la filière pendant l'extrusion.
C'est ce perçage de l'ébauche chaude et plastique,
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aveo un outil d'égalisation de la température de dimen- sion assez grande, de préférence au moins un tiers de la dimension de 1'ébauche lorsqu'elle remplit le cylindre 53, ou un tiers de la dimension de ce @ 53, marne lorsqu' on désire filer à la presse les pièces pleines, qui assure une redistribution du métal et égalise sensi- blement la température des parties intérieure et extéri- eure de l'ébauche.
Cotte dernière égalisation de la tem- pérature est effectuée par l'outil 42 qui refoule le mé- tal intérieur plus chaud de l'ébauche vers la surface extérieure de celle-ci et par dissipation d'une partie de la chaleur, de la marne manière que les parois du. cy- lindre 53 absorbent la chaleur de la surface extérieure de celui-ci.
En se reportant maintenant à la fig. 5, on voit qu' environ la moitié de l'ébauche métallique 54 est re- présentée comme ayant été filée à la presse, le métal chaud de l'ébauche étant maintenant chassé vers la droite à travers la filière 68 et de là à travers les passages de distribution 96 pour distribuer ou fournir dans le présent cas plusieurs tiges. Ainsi que cela est indiqué clairement par les flèches montrées fig. 5, le plongeur 36 est à ce moment déplacé vers la droite, et la filière 68 ainsi que l'outil 42 sont déplacés vers la gauche.
Avec la filière et 1 fout 11, le cylindre 53 est également déplacé vers la gauche. Etant donné que la filière ne se déplace pas dans le cylindre 53, une extrusion dite "di- recte" est effectuée.
Dans la fig. 6 l'opération représentée comme étant en cours dans la fig. 5, est montrée terminée, les organes
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ayant avance, ainsi qu'il vient d'être décrit, jusqu'à ce que la tête du plongeur 36 soit si près de la filière 68 qu'à peu. près la totalité du métal de l'ébauche 54 ait été filée à travers la filière, sauf en ce qui concerne la quantité négligeable de métal constituant maintenant un mince lingot 80 analogue à un disque.
Ensuite, la traverse porte-plongeur 35 est rappelée vers la. gauche, et la traverse porte-filière 47 est rap- pelée vers la droite. En réalité, toutes les traverses sont à ce moment de préférence ramenées aux limites de leurs courses de rappel, à l'exception de la traverse 41 portant l'outil 42 de perçage et d'égalisation de la température. Cette traverse est disposée de façon que le dit outil 42 soit projeté quelque peu vers la droite de la traverse 52 portant le cylindre 53 (comme représenté en traits mixtes sur la fig.' 7), permettant de ce fait un rapide montage temporaire, sur l'outil 42, d'an outil de dégagement 81, représenté fig. 8.
L'outil 81 est montré fige 7 comme étant déjà monté sur l'outil 42 et après application de cet outil 81 sur le lingot 80 pour pousser le métal formé au delà de la filtre 68, comme il sera décrit plus loin ; mais, naturelle- ment, pondant le montage de l'outil de dégagement 81 sur l'outil de perçage 42, la traverse 41 portant ce dernier n'a pas encore été amenée dans la position montrée fig.
7 à la suite de son rappel vers la gauche, comme mention- né ci-dessus.
Comme représenté figs. 7, 22 et 23 et dans certaines autres figures seulement, le nez 75 de l'outil de perçage 42 comporte une ou des clavettes 82, deux de ces clavettes
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étant de préférence disposées diamétralement en regard l'une de l'autre. Ces clavettes sont destinées à s'adap- ter dans des rainures de clavette scorrespondantes 82 formées dans un tron central 84 pratiqué dans la filière 68, ou dans un bloc 85 du dispositif pu outil de dégage- ment 81, ce trou recevant le nez 75 de l'ou%il 42 et, dans ledispositif de dégagement, constituant nn prolon- gement antérieur réduit d'un autre évidement 86.
Cet évidement 86 reçoit un épaulement formé à la base da nez de l'outil de perçage, et un antre évidement reçoit une partie de 1* outil de perçage qui se trouve derrière cet épaulement. Le bloc 85 présente une partie conique 87 qui est filetée comme représenté, ce filetage étant interrcmpu par plusieurs fentes 88. Sur cette partie filetée peut âtre réglée une bague de serrage 89 qae l'on peut faire tourner à la main à l'aide de poignées 90.
Sur l'extrémi- té opposée du bloc 85 font saillie plusieurs broches plus petites 91 disposées suivant un cercle, étant donné que la filière 68, comme représenté ici, est destinée à assurer l'extrusion de plusieurs tiges rondes 92 dispo- sées suivant an cercle; une broche 93 un peu plus grosse est également présentée par le centre du bloc. Toutes ces broches ont leur axe parallèle à l'axe des évidements formés dans le bloc pour recevoir le nez et les parties adjacentes de l'outil 42.
La filière 68 est fixe dans le porte-filière 70, de même que l'outil 42 est immobilisé en rotation sur sa traverse 41, par exemple du fait que des clavettes 94, présentées par le porte-filière 70, entrent dans des fentes 94' ménagées dans la filière (voir figs. 16, 22 et 23), et étant donné l'emplacement
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sur l'outil 42 des clavettes 82, la série annulaire d' orifices d'extrusion 95 formas dans la filière doit s'aligner avec les petites broches 91 présentées par le bloc 85, et une ouverture circulaire centrale 84, formée dans la filière 68,doit s'aligner avec la grosse broche 93 présentée par le bloc 85, lorsque le dispositif 81 de la fig. 8 est serré, à. l'aide des poignées 90, sur 1' outil de perçage. Cette ouverture centrale est prolongée par un alésage approprié formé dans l'éjecteur 58.
Après que le dispositif 81 de la fig. 8 a.été ainsi monté sur l'outil de perçage 42, la traverse porte-filière 47 peut recevoir an mouvement d'avancement vers la gauche pour amener les organes en contact, on l'outil 42 et le dispositif de dégagement 81'porté par celui-ci peuvent être déplacés vers la droite, ou ces deux mouvements peuvent être effectués conourramment jusqu'à ce que la filière 68 et le dispositif de dégagement soient dans la position relative montrée en traits pleins dans la fig. 7. De ce fait, les petites broches 91 sont enfoncées à travers le lingot 80, détachant de celui-ci toutes les tiges 92 filées à la presse et les déplaçant vers la droite dans des passages de distribution 96 ménagés dans la pièce intérieure 159, voir fig. 11.
En même temps, la grosse broche 93 est enfoncée à travers le trou @en- tral du lingot, trou qui a été laissé par l'emplacement du nez 75 de l'outil 42 lors de la dernière phase de 1' opération d'extrusion précédemment décrite. Sous ce rap- port, on se reportera à nouveau à la fig. 6.
La grosse broche 93 est enfoncée à travers le lingot 80 dans le but d'assurer un meilleur alignement des petites broches
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91 avec les orifices 95;
On sépare ensuite l'outil de dégagement de la fi- bière. Lorsque l'outil de perçage 42 est déplacé suffi- samment vers la gauche pour faire avancer le dispositif de la fige 8 (qui se trouve maintenant sur le dit outil 42) de la position indiquée en traits pleins à la posi- tion montrée en traits mixtes dans la fige 7, toutes les broahes du dispositif de dégagement sont retirées de la filière, et avec elles le lingot 80 est détaché de la fi- lière.
Si les broches ne retirent pas le lingot 80, celui- ci peut être détaché de la filière en y frappant un coup sec. On fait tourner les poignées 90 pour desserrer le bloc 85 de l'oatil 42, et le dispositif 81 de la fige 8 est enle vé.
Etant donné que le nez 75 de l'outil de perçage 42 est arrêté lorsqu'il atteint la position montrée fig. 6, l'épaulement 98 de celui-ci sera écarté de la filière 68 d'une distance suffisante de façon que la contre-pres- et si on du métal s'écoulant rapidement/passant sur l'épaule- ment, réagisse sur celui-ci pour s'opposer à toute ten- dance que peut avoir une partie quelconque de l'outil de perçage à s'allonger sous l'effet de la température et de la pression élevées auxquelles il est soumis.
Etant donné que l'épaulement n'est qu'à une courte distance de l'orifice de la filière et du point d'écoulement étroit du métal, il renvoie le métal qui peut s'écouler vers 1' arrière dans le métal s'écoulant et refoulé à travers la filière, empêchant ainsi que l'ébauche se replie et qu' elle se trouve feuilletée, ainsi que cela aurait lieu s' il se produirait un écoulement ,vers l'arrière ,du métal
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dans 1centre del 1 ébauche.
En outre, par suite de la construction en gradins de l'outil de perçage, la chaleur est dissipée beaucoup plus rapidement: par les parties de plus grand diamètre de l'outil. De ce fait, toute tendance que pourrait avoir l'outil à s'échauffer d'une manière excessive pendant l' extrusion est empêchée.
En outre, à l'aide de cette disposition, il est possible d'utiliser un outil 42 excessivement robuste et qui, sur la majeure partie de sa longueur, présente une très grande section transversale. Le nez 75 est de pré- férence amovible, par exemple en prévoyant un filet de vis Interrompu (non représenté) entre le dit nes et la partie antérieure de l'outil de perçage . Ce nez est d'une configuration spéciale, comportant de préférence une poin- te ou extrémité hémisphèrique.
Une filière 68 telle que celle mentionnée ci-dessus en décrivant les figs. 7 et 8, est également représentée figs. 9 et 10, et plus clairement dans les figs. 16 et 17. Dans ces dernières figures, on remarquera les rainu- res de clavette 83, destinées à recevoir les clavettes 82 présentées par le nez 75 de l'outil de perçage 42, ces clavettes étant représentées comme dans la fig. 7 pendant la phase de l'opération d'extrusion au cours de laquelle le dit nez passe dans l'ouverture centrale de la filière.
Les orifices 95 destinés à former des tiges rondes 92 sont plus clairement représentés figs. 16 et 17, tandis que les figs. 18 et 19 représentent un type de filière 68a qui donne des résultats satisfaisants pour l'extru- sion de plusieurs tiges présentant une section transver-
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sale carrée, et la présence des marnes rainures de clavette 83 sera constatée.
Un bloc creux amovible 99, qui est monté sur le qui plongeur 36 est/présente un diamètre égal au diamètre de ce plongeur, protège ce dernier de la violence de la plis- sante course d'extrusion et de l'usure qui en résulte.
Ce bloc est alésé exactement au diamètre de l'alésage 72 du plongeur 36, alésage 72 à travers lequel s'étend l'outil de perçage 42.
Comme mentionné précédemment, il est désirable de remplacer fréquemment une filière par une autre filière, et cela dans le but de maintenir les filières froides et de donner des périodes de repos à certaines des filières pendant que d'autres sont utilisées pour la production d'une série de pièces filées à la presse et toutes sem- blables, ou pour passer de la production d'une série de pièces rondes à la production d'une série de pièces ayant une section transversale carrée. Suivant l'invention, il est prévu un mécanisme pour expulser une filière et la remplacer par une autre filière à l'achèvement des opéra- tions d'extrusion.
Chaque fois qu' à l'àchèvement d'une opération d'ex- trusion, la filière qui se trouve à ce moment en position doit être enlevée, cette filière (68. par exemple )est expulsée par 11 éjecteur 58 avec lequel sont combinés, comme mentionné précédemment, les pistons 56 montrés fig. 1. En se reportant sous ce rapport aux figs. 1, 10 et 11, on voit que ces pistons portent des tiges ou plan- geurs 56' reliés à une traverse 57 portant un électeur 58 sur sa face gauche ou antérieure.
L'éjecteur consiste
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en un manchon extérieur 158, dans lequel est solidement fixée une pièce intérieure 159 dans la périphérie de la- quelle sont formées des rainures de guidage 96 pour gui- der et supporter les pièces filées à la presse pendant leur passage jusqu'au point de distribution à l'extérieur de la machine, sur la droite de l'enveloppe 32. Le manchon extérieur et la pièce intérieure combinée avec celui-ci sont fixés à la traverse 57 par des vis ou tout autre mo- yen convenable. L'extrémité postérieure ou droite de la pièce intérieure 159 butte sur la face antérieure de la traverse 57.
Les extrémités antérieures du manchon 158 et de la pièce 159 s'atfleurént et en contact avec la face postérieure de la filière 68, afin d'empêcher cette dernière de se déplacer vers l'arrière pendant la course d'extrusion. La traverse 57 est immobilisée centre tout déplacement vers l'arrière pendant la course d'extrusion du fait qu'elle vient buter centre la paroi postérieure du support 160 du porte-filière 70, support dans lequel la traverse 57 va et vient.
Un court manchon de guidage 161, fixé à la face postérieure de la traverse 57 par des vis ou organes analogues, et construit de la même manière que l'éjecteur 58, sert à la fois d'élément de support pour la traverse et d'organe de guidage pour les articles filés à la pres- se. Les passages 96, formés dans l'éjecteur 58, communi- quent avec les passages correspondants pratiqués dans le manchon de guidage 161 par des trous alignés ménagés dans Le corps de la traverse 57.
Le tube de guidage 79, fixé dans la traverse prin- cipale 47, est d'une construction analogue à celle de 1'
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éjecteur 58 et du manchon de guidage 161, et complète les moyens de guidage représentés pour amener les pièces filées à la presse de la filière jusqu'en un point à l' extérieur de la machine. Pendant l'éjeotion de la filière, après l'opération de dégagement, les articles filés à la presse reposent dans le long tube de guidage 79 et, par conséquent, ne se déplacent pas avec l'éjeoteur lors- que celui-ci se meut pour expulser la filière.
Afin d'expulser la filière à remplacer, on imprime aux pistons 56 une course vers la gauche pour expulser la filière, ce qui déplace la traverse 57 par rapport à la traverse porte-filière 47. Cette course puissante ex- pulse la filière, et celle-ci tombe, comme représenté, ou peut être expulsée et accrochée sur un crochet et un dispositif de levage approprié, ou autre. Ensuite, on im- prime aux dits pistons une course de rappel vers la droi- te, ce qui ramène les organes dans la position représentée fig. 1. La filière de remplacement est maintenant placée dans son évidement 69 formé dans 1'extrémité gauche du porte-filière.
Des organes appropriés de mise en position, par exemple des clavettes 94, comme représenté figs. 22 et 23, sont prévus pour appliquer la filière dans cet évidement, de façon à placer les ouvertures de la filière dans la position relative voulue par rapport aux passages 96 et pour qu'elles s'alignent, au moment voulu, avec les broches 91 lorsque le dispositif de dégagement 81 de la fig. 8 est utilisé, comme expliqué ci-dessus, la filière de remplacement glissant facilement en position par suite de sa température assez faible comparée à la température du porte-filière 70.
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L'appareil ayant été ramené à la position montré fig. 1, le berceau. 73 est à nouveau soulevé, prêt à dis- tribuer une autre ébauche métallique fortement chauffée, de façon qu'une antre opération d'extrusion puisse être effectué, comme décrit ci-dessus.
Dans la fig. 12, qui représente le plus alaire- ment le nouveau procédé d'écoulement du. métal, on a montré un putil de perçage 42a dont la forme diffère de celle de l'outil de perçage 42 de l'appareil décrit ci- dessus, et spécialement établi pour fonctionner efficace- ment pendant l'extrusion à travers la filière 68b pour former une seule tige pleine. Dans cette figure, les or- ganes sont disposés à peu près au moment de la phase d' extrusion montrée fig. 5.
Le porte-filiére 70, le cylindre 53 et la billette 54 se déplacent maintenant comme une seule pièce vers la gauche, et le plongeur 36 se déplace maintenant vers la droite, mais l'outil 42a de perçage et d'égaLisation de la température est rendu fixe par rap- port à la filière, par exemple par les organes 62 et 67 précédemment décrits. Ces organes se déplacent pour exer- cer, à une vitesse extrêmement élevée, une pression par bout sur les extrémi'cés apposées de l'ébauche métallique 54, pour la comprimer dans le cylindre 53 suivant l'in- vention.
En outre, en partie du. fait de la température élevée de l'ébauche métallique 54, maintenue à cette tem- pirature Bandant l'opération d'extrusion par suite de la rapidité avec laquelle cette dernière est effectuée sui- vant l'invention, le métal est complètement travaillé pendant l'zxtrusion, et il se produit dans la structure de l'article fil é à la presse des changements moléculaires
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complets tels que les défauts inhérents du métal initial sont supprimés, même lorsque, on plutôt notamment lors- que le métal que l'on file à la presse est un métal fer- reux, même de l'acier.
En outre, la conformation des sur- faces de chaque produit filé à la presse est exactement semblable à la conformation de l'ouverture ou des ouver- tures de la filière, que la filière soit établie pour la production d'un seul article, comme dans la fig. 12, de section transversale ronde, carrée, ou autre, ou de plusieurs articles, comme dans l'appareil décrit ci-des- sus et comme dans l'appareil décrit ci-dessous, et que la filière soit établie pour la production de tubes cy- lindriques ou autres, ou de bandes, de rails, de profilés, etc..
Beaucoup de ces avantages découlent de l'emploi de force hydraulique suivant l'invention, c'est-à-dire de l'utilisation de cette force pour exercer les énormes pressions que l'on a découvert comme étant exigées, et en même temps de l'application de ces pressions à des vi- tesses très élevées, de façon que leur application soit terminée pendant que la billette est à l'état très plas- tique, ainsi que de l'emploi combiné de pressions pneu- matique et hydraulique pour produire une pression presque explosive sur le métal de la billette, afin d'obliger celui-ci à s'écouler à travers les ouvertures de la filiè- re (rapport entre le diamètre du plongeur et de la bil- lette).
La pièce terminée est formée à une très grande vitesse et, dans certains cas, une vitesse de 30 mètres par seconde est atteinte; toutefois, il est entendu que la vitesse d'écoulement du métal varie suivant la réduction proportionnée de la section transversale de la billette
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par rapport à la section transversale du ou des produits finis qui sont formés à l'aide de cette billette.
En outre, en examinant à ce moment certaines des caractéristiques importantes du. procédé suivant la pré- sente invention, la Société demanderesse a trouvé que dans les procédés d'extrusion antérieurs s'effectuant à une vitesse assez faible, même lorsque la filière est faite d'aciers spéciaux dilatables et résistant à la cha- leur, tels que les aciers au tungstène employés pour la fabrication d'outils, les surfaces de ces filières pré- sentent une usure considérableaprès qu'un certajn nombre d'opérations d'extrusion à faible vitesse a été effectue à des pressions très élevées.
Les vitesses élevées de la présente invention, qui n'on% jamais été utilisées dans aucune opération d'extru- sion hydraulique, permettent de résoudre complètement le problème de l'usure des filières et des outils, même lors- que les filières et autres outils sont faits de métaux et d'alliages relativement peu coûteux. Ces vitesses éLe- vées raccourcissent la durée de contact du métal chaud avec les filières et les outils à une période ne dépas- sant pas quelques secondes dans chaque oyble de fonction- nement avec un cycle de fonctionnement minimum d'environ
60 secondes.
Pendant cette courte durée de contact, la transmission de la chaleur du métal de la billette aux pas outils n'endommagera/leurs surfaces même au plus faible (degré. pour la raison que la durée réelle de pression petit être maintenue à moins de trois secondes. Cette pression s'exerçant à très grande vitesse pendant l'écoulement du métal, orée un phénomène dans l'écoulement presque sans
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friction du métal à travers les filières et autour del' outil de conformation.
Le fait que l'écoulement du métal s'effectue à ce moment autour d'un outil de conformation d'un diamètre suffisant par rapport à la dimension de l'ébauche, on du cylindre qui la renferme, on des deux, pour réaliser une égalisation appréciable des températures interne et ex- j'il terne de l'ébauche, et qu'll empêche l'écoulement,vers l'ar- rière, du métal ainsi que le feuilletage de ce dernier, constitue une caractéristique de l'invention qui est d' une importance considérable ainsi qu'on va maintenant 1'expliquer*
En se reportant à ce sujet aux figs. 24, 25 et 26, prises en combinaison avec la fig.
12 en cours de disons- sion, il y a lieu d'expliquer qu'en réduisant, en la tra- vaillant ou par extrusion, la section transversale d'une billette uniformément ohauffée pour l'allonger et la trans- former en une ou plusieurs pièces ayant une section trans- versale plus faible que celle de la billette les pres- sions de réduction exercées sur les surfaces extérieures de cette dernière réagissent directement sur le métal se trouvant autour de l'axe de la billette.
Le métal a Mors tendance à s'écouler comme indiqué par les flèches dans les figs. 24, 25 et 26, et le métal s'éooule dans ce sens, le métal intérieur se déplaçant suivant des lignes diri- gées vers l'extérieur à partir de l'axe de la billette, et vers l'arrière en s'éloignant de l'ouverture d'extra- sion.
Par suite de la radiation de la chaleur avant que la billette soit longée dans le cylindre qui doit la ren- fermer, comme montré par exemple dans la fig. 3, et en-
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suite en raison de la. transmission de la chaleur, par conduction, jusqu'aux parties métalliques du cylindre 53 en contact avec l'ébauche métallique 54, la tempéra- tare à. la surface de l'ébauche métallique diminue , dans le procédé d'extrusion ordinaire bien avant sa température interne et avant que la totalité on qu'une partie consi- dérable de l'ébauche ait été filée à travers la filière.
Il se produit un écoulement croissant vers l'arrière du métal intérienr de l'ébauche à mesure que d'antres parties du métal de la. billette sont chassées à travers la filière pendant l'allongement de plus en glus grand de la place filée à la presse.
En d'antres termes, dans les procédés d'extrusion antérieurs dans lesquels on emploie de fai- bles vitesses et pins particulièrement dans ceux on il ne se produit aucune égalisation appréciable des températures interne et externe de l'ébauche et aucune redistribution du métal chauffé de celle-ci, il se produit continuelle- ment un refoulement wers l'arrière du métal plus plasti- que venant du centre de l'ébauche, à partir de la filière, provoqué par l'écoulement de métal moins plastique prove- nant des surfaces de la billette et da métal plus pasti- que de cette dernière revenant dans la partie plus molle de l'ébauche qui est moins comprimée que le métal chassé dans l'orifice de la filière.
Par suite de l'écoulement du métal vers l'arrière, l'ébauche commence à se feuille- ter, et ce feuilletage se manifeste dans les pièces filées à la presse, ce qui a ,pour effet de les affaiblir on d' obliger de les mettre au rebut. Ces difficultés sent évi- tées grâce à la présente invention, en redistribuant le métal intérieur plus chaud de l'ébauche, en empêchant que
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l'ébauche se replie et qu'elle se feuillette, en partie par la vitesse élevée à laquelle les pressions sont appliquées et en partie'.-par la manière en quelque sorte explosive dont elles sont exercées, le tout étant parti- culièrement efficace lorsque l'outil de perçage et d'éga- lisation de la température coopère avec la filière comme décrit ici.
Sons ce dernier rapport, le nez 75 on 75a de cet outil 42 ou 42a, respectivement,, est représente comme étant soit placé dans la filière 68, comme dans l'appa- reil décrit en premier lien, soit comme venant très près d'une filière 68b, comme dans la fig. 12.
Si cette der- nière position relative de l'outil de perçage 42a par rapport à la filière 68a est mainteue pendant toute l'opération d'extrusion, ainsi qu'il est prévu snivant la présente invention, l'outil joue un raie imp@@tant en ce sens qu'il empêche le métal de se bloquer dans l' orifice de la filière pour lui permettre de s'écouler librement dans l'orifice 95a de la dite filière et qu'il empêche également le métal de s'écouler vers l'arrière et l'ébauche ainsi que la pièce filée à la presse de se feuilleter, ainsi qu'on le verra en examinant les lignes en traits mixtes des figs. 24, 25 et 26. De préférence, l'aire comprise entre l'extrémité du nez 75a et l'entrée de l'orifice 95a est la morne que la section transversale de la tige filée à la presse.
Il y a lien de remarquer particuliérement que l' outil de perçage 42a (et 42) a une dimension appréciable, de préférence au moins au tiers on davantage de la dimen- sion on cylindre 53, on de l'ébauche 54 (on des deux)
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lorsque cette dernière remplit le dit cylindre 53, pour assurer une redistribution appréciable du métal plus chaud provenant du centre de l'ébauche, de façon que la quantité importante de métal de l'outil puisse chasser une somme considérable de chaleur de la paroi intérieure de l'ébauche, et de façon que les températures interne et externe de cette dernière soient sensiblement égales.
Une antre caractéristique importante de l'invention, notamment en combinaison avec les caractéristiques qui viennent d'être mentionnées, consiste en ce que l'ébauche est initialement: percée, même lorsqu'on file à la. presse des pièces pleines. A mesure que l'outil 42 ou 42a de perçage et d'égalisation de 1 a température s'enfance à travers l'ébanche, le métal provenant du trou ainsi formé allonge cette dernière (voir figs. 3 et 4) et, en même temps, par le déplacement du métal plus chaud provenant du centre de la billette, les températures pins élevées de ae métal sont redistribuées dans la paroi épaisse que présente la billette qui a maintenant une forme tabulaire, par mite de l'écoulement vers l'arrière du métal autour de l'outil de perçage.
En d'autres termes les actions très préjudiciables, représentées graphiquement par les flèches centrales des figs. 24,25 et 26 ne se produisent pas, ou. plutôt bien que des écoulements quelque peu analogues du métal aient lieu, ils sont guidés dans un sens tel qu'ils soient avantageux plutot que nuisibles en effectuant la réparti- tion de la chaleur et, par conséquent, en assurant la plasticité de l'ébauche, radialement par rapport à celle- ci dans toutes ses parties.
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Tous oes résultats avantageux sont également obtenus dans une filière pour la production de plusieurs pièces, qu'il s'agisse de pièces pleines ou tabulaires, ces filiè- res étant par exemple oelles représentées figs. 16-21.
Si plusieurs tiges sont filètes à la presse dans l'appareil représenté fige* 1-6, sans l'outil 42 d'égalisation de la température prévu par la présente invention, il se produira un repliement du métal dans la partie centrale plus molle de la billette et celle-ci se trouvera feuil- letée. Toutefois, en utilisant ltoutil d'égalisation de la température qui est prévu suivant la présente inven- tion, la température du métal est sensiblement égale tout autour de chaque orifice de la filière et,, par conséquent, le métal ne peut se replier et se feuilleter.
Les mêmes résultats avantageux sont obtenus, lorsque, comme dans la fig. 13, un seul tube est .fil' à travers la filière représentée dans cette figure. Le nez 75b de l'outil de perçage a pénétré d'une distance appréciable dans l'ouverture de la filière 68c, ce nez constituant Incidemment un mandrin de conformation de l'intérieur du par tube 93b. Un épaulement 100, présenté/l'outil 42b, tend à empôcher le métal de se replier et de se feuilleter, et le diamètre plus grand de cet outil, à l'endroit de l'épaulement 100, assure, comme décrit précédemment, une redistribution du métal intérieur plus chaud de l'ébauche dans l'ébauche de tube.
Le diamètre plus grand de l'outil 42b, à l'endroit de l'épaalement 100, également réduit avantageusement la section transversale de l'ébauche mé- tallique et diminue de ce fait la somme de pression exer- cée pendant l'extrusion.
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En se reportant maintenant aux figs. 14 et 15, on voit que dans ces figures les organes principaux corres- pondent aux organes des figs. 1 à 6 et sont désignés par les marnes nombres de référence. La filière 68 est destinée à la production de plusieurs tiges pleines. Dans ce type d'appareil, on emploie le procédé indireot d'extrusion, c'est-à-dire que, à la suite de l' opération de perçage par l'outil 42 et de l'entrée du nez 75 de cet outil dans une ouverture centrale de la filière (opération de per- çage analogue à celle décrite ci-dessus en référence aux figa.
1, 2, 3 et 4), la filière et le plongeur smt dé- placés l'un vers l'autre pour comprimer la billette par bout afin de la filer à travers les ouvertures extérieu- res formées dans la filière, mais pendant cette opération, effectuée par des courses rapides à pression élevée et exercées en quelque sorte d'une manière explosive, des organes mobiles caractérisant l'invention, il ne se pro- duit aucun mouvement relative entre le plongeur 36 et le cylindre 55 et la billette 54.
En d'autres ternes, ces deux éléments se déplacent comme une seule pièce* Dès que l'opération de perçage est terminée, le plongeur 36 et le cylindre 53 sont verrouillés positivement ensemble par un étrier 101, en forme d'U. poussé vers l'axe du plongeur 36, de façon que la partie courbe de cet étrier en forme d'U et ses branches adjacentes s'adaptent, comme représenté, dans un évidement circonférentiel 102 ména- gé dans le plongeur 36. Cet étrier est poussé, au moment gpulu, dans le dit évidement par nn piston (non}représenté) disposé dans un cylindre à fluide sous pression 103, à l' extrémité extérieure du plongeur 104 duquel le dit étrier
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est fixé.
Ce cylindre est(porté par la traverse 52 du cylindre 53 à l'aide d'une console 103' présentée par la dite traverse.
Dans la fig. 15, le plongeur 36 et le cylindre 53 sont représentés encore verrouillés ensemble à 1' achèvement même de l'opération d'extrusion; aux moments voulus, le cylindre @@ 103 écarte 1 Strier 101 du plon- geur 36 et permet un mouvement relatif entre le plon- geur 36 et le cylindre 53 pour ramener ces organes, par les pistons 34 et 51, dans les positions qu'ils doivent occuper au début d'une autre opération d'extrusion.
En se reportant maintenant aux figs. 20 et 21, montrant une application de l'invention à la fabrication simultanée d'ébauches 105 de bandes plates, dans ces figures, bien que le plongeur 36 ne soit pas représenté, l'ébauche 54 est filée à la presse, de manière à obtenir ces ébauches 105, à travers des trous ou orifices en arc de cercle 95c ménagés dama une filière 68d. Cette filière 68d est placée dans l'évidement 69 du porte- filière 70 soutenu par un éjecteur 58, comme décrit pré- cédemment.
Les pièces filées à la presse sont aplaties, et conformées d'une autre manière, à volonté, en ce qui concerne les déformations des bords et des coins produi- tes pendant l'opération d'aplatissement, de toute maniè- re connue ou appropriée. Dans le présent cas, la filière 68d est représentée comma étant faite en deux parties pour faciliter l'usinage précis des orifices de conforma- tion, qui ici, ne sont pas seulement en arc de cercle, maisbeaucoup plus longs dans le sens des ares que ra-
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étalement par rapport à ceux-ci.
Une pièce intérieure de filière 107 présente plu- sieurs prolongements 109 faisant saillie radialement et comportant des têtes carrées. Les parties de ces prolon- gements qui se trouvent au-dessous des dites têtes cons- tituent des parois d'extrémité des ouvertures on orifi- ces de conformation des bandes, et les dites tétes s'adap- tent dans des évidements rectangulaires 110 formés à la vers l'extérieur
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fraiseà partir d'un seil alésage -3¯ ¯¯ : extérie ure de filière 108.
La pression du métal de la billette qui s'écoule pendant l'opération d'extrusion est empêchée, par l'@@ éjecteur 58,de déloger les dites têtes de leurs évidements, c'est-à-dire de déplacer les deux pièces de la filière l'une par rapport à l'antre axialement à la filiére. Le déplacement, vers l'arrière, de l'éjecteur et de sa traverse 57 est limité par butée contre la paroi d'extrémité du porte-filière 160 monté sur la traverse 57.
Les figs. 22 et 23 représentent une application de l'invention pour l'extrusion simultanée de pièces creu- ses, c'est-à-dire de tubes, ou par exemple de pièces en
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U; dans cette application. les caractéristiqlles de l'in- vention oontrôlant l'écoulement du. métal de l'ébauche et qui ont été décrites ci-dessus en référence aux figs.
24, 25 et 26, sont améliorées en égalisant les diverses parties du métal qui s'écoulent simultanément et en ame- nant des quantités convenables de ces parties dans des zones qui se trouvent individuellement dans le voisinage de l'entrée de ce métal dans les différentes ouvertures de la filière, chacune de ces ouvertures étant destinée
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à former une des dites pièces creuses. Pour la commodité ces pièces filées à la presse sont représentées ici comme étant des tubes cylindriques 111. La fig. 22 montre la production simultanée de tubes par extrusion directe, étant donné que la filière 68 se déplacera avec le cylin- dre 53.
Les organes actifs, tels que la filière 68, le porte-filière 70, l'éjeoteur 58, le plongeur 36, l'outil 42 d' égalisation de la température, et divers autres or- ganes sont les mêmes que ceux décrits précédemment en ré- férence à la production simultanée de pièces pleines.
La différence principale consiste en ce que le bloc 99 est remplacé par une tête 112 portant des mandrins de conformation 113 en nombre égal à celui des orifices 95 de la filière et disposés pour entrer centralement dans ces orifices. Une clavette 114 peut être prévue pour dé- termine r l'emplacement des mandrins 113. D'autre part, la fig. 23 montre les mêmes organes pour effectuer une extrusion indirecte; dans cette figure la filière est déplacée dans le cylindre 53, comme décrit en détail en référence aux figs. 14 et 15.
Etant donné que l'un quelconque ou plusieurs des organes, tels que le plongeur 36, le cylindre 53 et la filière 68, dans l'appareil décrit ici, peuvent se dépla- cer l'un par rapport à un autre ou à d'autres, à volonté, ceci montre qu'il est possible d'appliquer les earaoté- ristiques de l'invention qui ont pour bat de contrôler l'écoulement du métal de la billette pendant l'extrusion dans les conditions assez difficiles qui existent lors de la production simultanée de pièces creuses, par extrusion directe et indirecte, et par extrusion dans
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laquelle tous les mouvements moteurs se produisent, à par- tir d'un cote, ou par extrasion composée dans laquelle les mouvements moteurs se produisent à partir des deux côtés concurremment.
En se reportant maintenant au prooédé de contrôle de l'écoulement du. métal précédemment mentionné, comme représenté figs. 22 et 23, l'outil 42 de perçage et d' égalisation de la température est pourvu d'une tête 112 pour former un épaulement de contrôle de l'écoulement du métal, qui s'étend radialement sur une distance appré- ciable et entoure une partie légèrement agrandie de ce qu'on peut appeler le nez de perçage 75 proprement dit.
Ce nez est représenté comme étant entré, suivant l'inven- tion, dans une ouverture centrale formée dans la filière 68. Le dit outil 42 de perçage et d'égalisation de la température, en vue d'obtenir les meilleurs résultats, en tant que les expériences effectuées l'ont démontré, doit avoir un diamètre au moins égal à un tiers de eelui de l'ébauche. En outre,. à titre de caractéristique éminem- ment désirable, 11 outil 42 présente des rainures 115 d' une forme spéciale, et du genre représenté.
Ces rainures 115 sont espacées l' une de l'autre autour de l'outil 42 à peu près de la même manière que les ouvertures de conformation de la filière sont espacées l'une de l'autre autour de cette dernière, et toutes les rainures 115 sont inclinées vers l'axe de l'outil 42 et autour des mandrins de conformation 113 à mesure que ces rainures s'étendent vers la filière.
L'outil 42 sert à redistribuer le métal intérieur plus chaud plus uniformément dans toute l'ébauche, afin
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d'empêcher que cette dernière se replie et se feuillette, et 11 réduit la section transversale de 1'ébauche, de façon que l'on puisse employer des pressions d'extrusion plus faibles, comme décrit en détail précédemment. Les tubes 111 sont dégagés à l'aide de l'toutil 81, de la manière précédemment décrite.
D'après ce qui précède, le mode de mise en oeuvre de l'invention et ses caractéristiques principales seront maintenant clairement compris. Toutefois, en résumé, on petit indiquer que la présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour : (1) redistribuer le mé- tal plastique intérieur plus chaud de l'ébauche; (2) éga- liser sensiblement les températures Interne et externe de l'ébauche plastique; (3) s'empêcher le métal qui s' écoule de se replier et de se feùilleter; (4) réduire considérablement les déchets; (5) percer une ébauche plastique préalablement à l'extrusion de pièces pleines; (6) assurer l'extrusion à une vitesse élevée à l'aide d'un appareil fonctionnant à une vitesse normale, par des mouvements composés et opposés;
(7) expulser la fi- lière automatiquement; (8) assurer l'extrusion simultanée de pièces pleines et creuses.
Si on le préfère on peut utiliser des cylindres et des pistons simples à la place de cylindres et de pis- tons doubles.