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"Méthode et dispositif pour produire des corps oreu en forme de pots avec les billettes métalliques." @ .
Les corps métalliques en forme de pots, o est- a-dire les corps métalliques tubulaires fermés à une , extrémité, tels qu ils sont exigés en particulier pour le , traitement ultérieur dans un bano d étirage ou de poussée, sont généralement produits en pressant un mandrin de per- gage dans une billette incandescente du métal, en particu- , lier, de fer ou d acier, pendant que la billette est placée dans une matrice qui détermine la forme extérieure dn corps creux.
Comme une condition préalable du dit traitement
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ultérieur est que la longueur du corps creux soit un multiple de son diamètre) il arrive inévitablement que le mandrin, en étant poussé dans la billette, se trouve dévié dans une mesure plus ou moins grande hors de la direction axiale et que, en conséquence, les parois du , corps creux et du produit tubulaire obtenu sont d une épaisseur irrégulière. Le risque de déviation du mandrin , s augmente avec la longueur du trou et le degré de la pres- sion nécessaire.
Cette dernière peut être réduite en , employant pour la production d un corps creux rond une billette angulaire dont les bords la oentrent dans une matrice circulaire et en ayant la section transversale , de 1 espace libre laissé entre les parois de la billette autant que possible égale à la section transversale du trou à former de telle sorte que pendant 1' opération du perçage, le métal éprouve un déplacement substantielle- ment latéral avec seulement un minimum de tendance à couler dans la direction longitu dinale. Cependant, de cette manière) seuls des corps creux dune longueur , n excédant pas sensiblement celle des billettes peuvent , être produits, et c est pourquoi, pour produire des corps creux de la longueur voulue pour le traitement ultérieur,
des billettes comparativement longues et une course de perçage comparativement longue dovent être employées, ce qui augmente en conséquence le risque de déviation du mandrin.
Pour éliminer cet inconvénient, il a été proposé /Brevet anglais 371919/ de placer une billette métallique incandescente -d- /voir Fig. 1 du dessin accompagnant la présente description/ sur un piston-e- et de pousser la
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billette à la maniera d une presse d expulsion, entre un mandrin -b- et une bague d étirage -a- se rétrécissant vers sa sortie, moyens par lesquels on espérait produire des pièces à travailler comparativement longues avec des troue exactement centrés. Mais dans ce procéder le déplace- ment latéral considérable du métal était nécessairement accompagné d un grand allongement qui, en raison de la très grande pression nécessaire, augmentait la difficulté de maintenir le mandrin centré.
La présente invention remédie à ce défaut en ce que la section transversale totale de la pièce à travail- ler, trou compris, est augmentée en refoulant le métal de la billette incandescente dans une presse à expulsion entre un mandrin et un calibre dont la section transver- sale s élargit vers 1 extrémité qui fait face au mandrin.
La pression requise dans cette méthode de travail est comparativement faible, de sorte que des billettes relative- ment longues peuvent être percées avec 1 assurance que les trous sont pratiquement dans le centre réel, en par- ticulier si le mandrin est guidé oentriquement par un organe qui est avancé par la pièce à travailler.
L emploi d une matrice dont 1 extrémité de décharge faisant face au mandrin s augmente en largeur permet à la pièce qui est poussée au-dessus du mandrin d être pressée dans la direction opposée, à la même chaleur et avec 1 aide du même mandrin, à travers la matri- ce de la presse d'expulsion, la pièce à travailler étant ainsi réduite au plus petit diamètre de la matrice et allongée en conséquence.
Du fait que 1 opération décrite est répartie
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sur deux coursas de la presse, c est-a-dire la course de , perçage ou de pression et la oourse d étirage, la course de perçage et par suite la pression nécessaire peuvent être très faibles, de sorte que le risque de déviation du mandrin est pratiquement inexistant, D autre part, la course d étirage peut être considérablement plus longue, de sorte que de très longues pièces à travailler peuvent être produites, par exemple d une longueur telle que la pièce à travailler chaude sortant de la presse peut être étirée, à sa même chaleur et dans une seule pération dans un banc d , étirage,
à la longueur d une bouteille ou cylindre ordinaire à gaz. Cette cir- constance que la pièce à travailler ne quitte pas la matrice entre la course de perçage et la course d éti- rage assure le guidage parfaitement oentré du mandrin au commencement de la course d étirage.
Si 1 extrémité fermée du corps creux doit avoir une étendue à paroi relativement mince, par exemple, pour le pied d un cylindre à gaz en acier, ou une tête pleine en pointe et longue en comparaison du diamètre comme c est le cas dans les oorps creux pour la produc- tion des projectiles creux, des cavités correspondantes doivent être prévues dans la face de 1 extrémité du piston de la presse.
Pour faciliter la pénétration du métal dans ces cavités étroites et très profondes, le prooédé employé dans la première course ou course de perçage consistât contrairement au brevet anglais 371919, non pas , refesler de mandrin et le cylindre de la presse sur le pieten fire de cette dernière, mais à pousser le
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piston mobile dans le cylindre qui reste immobile ainsi que le mandrin.
La Fig. 2 du dessin ci-annexé est une coupe , , longitudinale schématique d un mode typique d exéoution , d une presse suivant 1 invention pour la production de corps creux destinés à être employés dans la fabri- cation des oylindres à gaz, les parties étant montrées dans une position pendant la oourse de perçage.
La Fig. 3 montre la presse pendant la course , d étirage.
La Fig. 4 montre une forme de la presse pour la production de corps creux pour projectiles.
Dans le bâti de la presse-1- sont montés le , cylindre vertical -2- de la presse d expulsion et le , , oalibre -3- s élargissant vers 1 extrémité inférieure. Le piston-4- est guidé vertioalement au-dessus du cylindre, et le mandrin -5- est guidé de la même manière en dessous , du cylindre. Avant et pendant le perçage d une billette -6- le mandrin -5- occupe la position montrée dans la Fig.
- 2, o est-à-dire que 1 extrémité du mandrin se trouve entre les extrémités intérieure et extérieure du oalibre -3- , et, par suite, dans la portée d opération de cette dernière. Suivant 1 invention et oontrairement aux , presses connues) 1 embouchure de 1 extrémité extérieure, qui fait face au mandrin, du calibre -3- est plus large , que celle de 1 extrémité éloignée du mandrin. De pré- férence, le profil intérieur du calibre présente un , point d infleotion en 3 .
Au cours du fonotionnement, le piston -4- est
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remonté suffisamment pour permettre à une billette incan- @ descente -6- d être introduite en direction de haut en bas dans le cylindra -2-. La billette peut remplir complètement la section transversale du cylindre ou simplment être en contact aveo la paroi de ce dernier par ses bords de guidage. Le piston est maintenant abaissé en expulsant le métal de la billette entre'le mandrin immobile -5- et le calibre -3-, la pièce a travailler prenant ainsi une section transversale annulaire dont le diamètre extérieur est plus grand que le diamètre intérieur du cylindre de la presse.
En même temps, la pièce de travail pousse en avant, en antagonisme avec la pression du ressort -8- , une coulisse de centrage -7- qui est guidée entre le man- drin-5- et le bâti -1-. La oourse de perçage ou de pression se termine aussitôt que le piston-4- s approche du calibre -3- et entre temps a formé un fond de 1 épaisseur et de la forme désirées. Ensuite le piston -4- est remonté et le mandrin -5- est poussé en direction ascendante) soit en même temps soit après le relèvement du piston, en refoulant ainsi la pièce a travailler en direction opposée à travers la matrice et sans qu'elle en soit sortie.
Pendant cette dernière phase, le calibre -3- opère comme une bague d étirage qui transforme la pièce courte et à parois épaisses représentée dans la Fig. 2 en un corps creux comparativement lont et à parois minoes, comme montré dans la Fig. 3.
La tête du piston étant formée comme dans la Fig. 2, la course d étirage suivant la Fig. 3 produit un corps creux, qui, a la marne chaleur et après avoir
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été refoulé à travers d autres anneaux à étirage ou calibres à rouleaux, peut recevoir dans une unique opération ultérieure la forme CI un cylindre à gaz finit sauf pour 1 * opération de la contraction de 1 ouverture d embouchure de cylindre.
Contrairement à la pratique habituelle du façonnage et de la contraction ultérieure, le fond et le pied du cylindre étant formés d'une seule pièce avec le corps sont absolument @ surs.
Pour permettre à la rainure annulaire -9-, nécessaire pour façonner le pied du cylindre à gaz, dans la tête du piston d'être complètement remplie de métal, bien que la dite rainure soit très étroite en comparaison de sa profondeur, la presse doit être prévue de telle sorte que pendant sa première course ou course de perçage, la pression doive être appliquée à la pièce à travailler par le piston-4- lui-même. La même disposition est également né- oessaire quand, en vue de produire des corps creux à con- vertir en projectiles creux, le fond doit avoir, comme montré dans la Fig. -4-, une forme conique comparativement longue par rapport au diamètre du corps creux.
Au moyen de la méthode déorite ci-dessus, on peut produire des corps creux en forme de pots compara- tivement longs dans des aciers qui sont difficiles à , travailler, tels que les aciers supérieurs d une grande , résistance mécanique, ce qui permet d obtenir, par exemple, des cylindres à gaz beaucoup plus minces et beaucoup plus , legers que ceux qui étaient employés jusqu ici.
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"Method and device for producing oreu pot-shaped bodies with the metal billets." @.
Pot-shaped metal bodies, i.e. tubular metal bodies closed at one end, as required in particular for subsequent processing in a stretching or pushing bano, are generally produced by pressing. a piercing mandrel in an incandescent billet of metal, in particular, iron or steel, while the billet is placed in a die which determines the outer shape of the hollow body.
As a prerequisite of said treatment
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further is that the length of the hollow body is a multiple of its diameter) it inevitably happens that the mandrel, being pushed into the billet, is deflected to a greater or lesser extent out of the axial direction and that, consequently, the walls of the hollow body and of the tubular product obtained are of irregular thickness. The risk of mandrel deflection increases with the length of the hole and the degree of pressure required.
The latter can be reduced by, employing for the production of a round hollow body an angular billet whose edges enter a circular die and by having the cross section of the free space left between the walls of the billet as much as possible equal to the cross-section of the hole to be formed such that during the drilling operation the metal experiences substantial lateral displacement with only minimal tendency to flow in the longitudinal direction. However, in this way) only hollow bodies of a length not substantially exceeding that of the billets can be produced, and therefore, to produce hollow bodies of the desired length for further processing,
comparatively long billets and a comparatively long drilling stroke must be employed, which consequently increases the risk of mandrel deflection.
To eliminate this drawback, it has been proposed / English patent 371919 / to place an incandescent metal billet -d- / see Fig. 1 of the drawing accompanying this description / on a piston-e- and push the
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Billet in the manner of an expelling press, between a mandrel -b- and a drawing ring -a- narrowing towards its exit, means by which it was hoped to produce comparatively long workpieces with exactly centered holes. But in this process the considerable lateral displacement of the metal was necessarily accompanied by a great elongation which, due to the very great pressure required, increased the difficulty of keeping the mandrel centered.
The present invention overcomes this defect in that the total cross section of the workpiece, including the hole, is increased by forcing the metal of the incandescent billet through an extrusion press between a mandrel and a gauge, the cross section of which is transverse. - dirty widens towards 1 end facing the mandrel.
The pressure required in this method of work is comparatively low, so that relatively long billets can be drilled with the assurance that the holes are practically in the actual center, especially if the mandrel is centrally guided by an organ. which is advanced by the workpiece.
The use of a die whose 1 discharge end facing the mandrel increases in width allows the part which is pushed over the mandrel to be pressed in the opposite direction, with the same heat and with 1 aid of the same mandrel, through the die of the extruding press, thereby reducing the workpiece to the smallest diameter of the die and lengthening accordingly.
Because 1 described operation is distributed
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on two courses of the press, i.e. the drilling or pressure stroke and the drawing stroke, the drilling stroke and therefore the necessary pressure can be very low, so that the risk of deflection of the press. mandrel is practically non-existent, On the other hand, the drawing stroke can be considerably longer, so that very long workpieces can be produced, for example of a length such that the hot workpiece exiting the press can be stretched, at its same heat and in a single operation in a stretching bench,
to the length of an ordinary gas cylinder or cylinder. This fact that the workpiece does not leave the die between the drilling stroke and the drawing stroke ensures that the mandrel is guided perfectly at the start of the drawing stroke.
If the closed end of the hollow body is to have a relatively thin-walled extent, for example, for the foot of a steel gas cylinder, or a solid head pointed and long in comparison to the diameter as is the case in bodies hollow for the production of hollow projectiles, corresponding cavities must be provided in the face of the piston end of the press.
To facilitate the penetration of the metal into these narrow and very deep cavities, the procedure employed in the first stroke or drilling stroke consisted, unlike the English patent 371919, not, to reshape the mandrel and the press cylinder on the pieten fire of this last, but to push the
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movable piston in the cylinder which remains stationary as well as the mandrel.
Fig. 2 of the accompanying drawing is a schematic longitudinal sectional view of a typical embodiment of a press according to the invention for the production of hollow bodies for use in the manufacture of gas cylinders, the parts being shown in one position during the drilling oourse.
Fig. 3 shows the press during stroke, stretching.
Fig. 4 shows a form of the press for the production of hollow bodies for projectiles.
In the frame of the press-1- are mounted the vertical cylinder -2- of the expulsion press and the,, oalibre -3- widening towards the lower end. The piston-4- is guided vertically above the cylinder, and the mandrel -5- is guided in the same way below the cylinder. Before and during the drilling of a billet -6- the mandrel -5- occupies the position shown in Fig.
- 2, o that is to say that 1 end of the mandrel is located between the inner and outer ends of the oalibre -3-, and, therefore, within the operating range of the latter. According to 1 invention and unlike known presses) 1 mouth of 1 outer end, which faces the mandrel, of the gauge -3- is wider than that of 1 remote end of the mandrel. Preferably, the inner profile of the caliber has a 3 infleotion point.
During operation, the piston -4- is
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raised enough to allow an incan- @ descent billet -6- to be introduced in an up and down direction into the cylindra -2-. The billet can completely fill the cross section of the cylinder or simply be in contact with the wall of the latter by its guide edges. The piston is now lowered by expelling the metal from the billet between the stationary mandrel -5- and the gauge -3-, thus the workpiece taking on an annular cross-section whose outside diameter is greater than the inside diameter of the cylinder. of the press.
At the same time, the workpiece pushes forward, in antagonism with the pressure of the spring -8-, a centering slide -7- which is guided between the chuck-5- and the frame -1-. The drilling or pressing stroke ends as soon as the piston-4- s approaches gauge -3- and in the meantime has formed a bottom of the desired thickness and shape. Then the piston -4- is reassembled and the mandrel -5- is pushed in an upward direction) either at the same time or after the lifting of the piston, thus pushing the workpiece in the opposite direction through the die and without it. out of it.
During this last phase, the gauge -3- acts as a draw ring which transforms the short, thick-walled part shown in Fig. 2 in a comparatively long hollow body with thin walls, as shown in FIG. 3.
The piston head being formed as in FIG. 2, the stretching stroke according to FIG. 3 produces a hollow body, which, after having
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been forced through other draw rings or roller gauges, can receive in a single subsequent operation the form CI a finished gas cylinder except for the operation of the contraction of 1 cylinder mouth opening.
Contrary to the usual practice of shaping and subsequent contraction, the bottom and the foot of the cylinder being formed integrally with the body are absolutely safe.
To allow the annular groove -9-, necessary for shaping the foot of the gas cylinder, in the piston head to be completely filled with metal, although the said groove is very narrow compared to its depth, the press must be provided so that during its first stroke or piercing stroke, pressure must be applied to the workpiece by the piston-4- itself. The same arrangement is also necessary when, in order to produce hollow bodies to be converted into hollow projectiles, the bottom must have, as shown in FIG. -4-, a comparatively long conical shape compared to the diameter of the hollow body.
By means of the above-described method, comparatively long pot-shaped hollow bodies can be produced in steels which are difficult to work with, such as higher steels of high mechanical strength, which allows to obtain, for example, gas cylinders much thinner and much lighter than those which were used until now.