Presse à extruder les métaux. La présente invention a. pour objet. une presse à extruder les métaux utilisée, par exemple, pour extruder des tubes et fabriquer des formes creuses.
Dans une presse à extruder ordinaire, un lingot est placé dans un logement par un poinçon d'extrusion. Un mandrin est disposé dans le poinçon, ledit mandrin étant utilisé pour percer le lingot et étant. utilisé aussi conjointement. au procédé d'extrusion, le man drin et le poinçon d'extrusion étant actionnés d'une manière appropriée par des cylindres hydrauliques. Quand une telle presse fonc tionne pour extruder des matières comme l'acier, le mandrin devient très chaud et doit être refroidi, sinon la vie du mandrin est extrêmement courte et le fonctionnement de la presse n'est pas économique. Une des diffi cultés rencontrées est que le temps nécessaire pour refroidir le mandrin réduit considérable ment. le débit de la presse si l'on utilise un seul mandrin pour des opérations consécu tives.
On peut utiliser de nombreux moyens pour refroidir les .mandrins, tels que le re froidissement à air, à huile, à eau, etc. Le refroidissement à air présente des avantages, particulièrement. par sa simplicité, mais de mande un temps plus long que les autres moyens de refroidissement. L'huile présente certaines difficultés de manutention et le temps nécessaire pour le refroidissement est. encore relativement long. Il n'est pas possible d'utiliser l'eau sur les mandrins en acier résis tant. aux températures élevées, car le mandrin se fend par suite du brusque eliangement de température quand l'eau le frappe.
De nombreux essais ont. été faits pour ob vier aux difficultés ci-dessus, mais une solu tion satisfaisante n'a pas été trouvée. On a proposé de retirer le mandrin de la presse à extruder et d'en insérer un nouveau dans le poinçon d'extrusion, mais ordinairement le mandrin est vissé dans le support du man drin. Le changement du mandrin en le déga geant de son support ne peut se faire par suite des hautes températures et de la pres sion auxquelles la liaison filetée est soumise pendant l'extrusion. D'autres types de joints permettant un dégagement facile ne sont pas satisfaisants par le fait que l'espace existant dans l'âme du poinçon d'extrusion est limité et qu'il n'est pas possible de prévoir un joint d'une résistance suffisante.
Des mandrins fixés à une tige pleine ont été utilisés pour l'extrusion d'un métal léger à partir d'un lingot, et un joint à baïonnette est prévu entre le mandrin et le support du mandrin pour le changement à main du man drin. Cette connexion a cependant l'inconvé nient que le mandrin n'est pas mobile relative ment au poinçon d'extrusion lui-même et ne peut ainsi pas être retiré rapidement pendant l'extrusion. Dans ce cas, le métal qui est estampé ou formé peut se contracter sur le mandrin et il devient ainsi difficile de retirer le mandrin du métal.
Il est évident. que dans l'extrusion à haute températur, particulière ment de l'acier, il est d'une extrême impor tance de résoudre le problème du refroidisse ment dit mandrin avec la phis petite perte possible de temps de fonctionnement de la presse.
La presse à. extruder les métaux selon l'in vention est caractérisée en ce qu'elle com prend un dispositif à mandrin coopérant avec une matrice et un poinçon d'extrusion pour façonner le métal à des températures relative ment élevées, ledit dispositif à mandrin étant susceptible d'être retiré dans une position éloi gnée de la zone d'opération de la presse et dans laquelle i1 est librement accessible (le l'extérieur pour permettre son remplacement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de '..a presse selon l'invention.
La fig. 1 est une vite en élévation partielle ment en coupe d'une première forme d'exécu tion de la presse.
La fig. 2 est une vue en élévation sem blable à. la fi-. l., certains organes étant re présentés dans une autre position de fonc tionnement.
La fig. 3 est une vue, à plus grande échelle, d'un détail de la fi-. 1.
La fi-. 4 est une vue en coupe partielle, à, plus grande échelle, par la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. 5 est une vue en coupe par la ligne 5-5 de la fig. 2.
La fie. 6 est une vue en coupe par la ligne 6--6 de la fig. 1.
La fig. 7 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, par la ligne 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est. une grue similaire à la fig. 6, certains organes étant représentés dans suie autre position de fonctionnement.
La fig. 9 est une vue prise approximative ment depuis la ligne 9-9 de la fig. 8.
La fig. 10 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, par la ligne 10-10 de la fig. 8. La fi-. 11 est une vue d'une seconde forme d'exécution de la pièce représentée à la fig. 9.
La fig. 12 est une vite en élévation latérale depuis la. droite de la fig. 11.
La fi-. 13 est. une vue en élévation lon ,i tudinale partielle, partiellement. en coupe, d'une deuxième forme d'exécution d'une presse à. extrader comportant un seul cylindre principal, au lieu des deux cylindres princi paux de la fi-. 1.
La fig. 14 est une vue en coupe par la ligne 14-14 de la fi-. 13.
La fig. 15 est une vue en élévation longli- tudinale partielle, partiellement en coupe, d'une troisième forme d'exécution.
La fig. 16 est une vue en coupe par la ligne 16-16 de la fig. <B>15.</B>
La première forme d'exécution se rapporte à une presse à. extruder comprenant deux cylindres principaux de commande du poin çon d'extrusion logés de chaque côté de la ligne centrale de la presse. Le cylindre prin cipal supérieur 20 et le cylindre principal in férieur 21 sont montés sur deux montants 22 et 23, lesdits montants étant supportés en 24 et 25 par la base principale 26 de la presse. Chaque cylindre peut comporter des pattes (non représentées) s'étendant latéralement pour supporter les tirants principaux<B>27,</B> les dits tirants passant dans des pattes latérales des montants 22 et 23.
Les cylindres princi paux sont serrés entre des écrous 28 et 29 (fig. 2) vissés sur les tirants, eux-mêmes fixés à une platine 30 portant. un dispositif à matrice d'extrusion désignée d'une manière générale par 31.
Les cylindres principaux comportent des pistons 32 reliés à. une crosse principale mo bile 33, cette dernière portant un porte-outil 34 et un poinçon 3?. Ce poineon 35 coopère de la manière usuelle avec un alésage 36 conte nant le lingot.
Deux tires de retrait 3 7 sont reliées à la crosse principale mobile 33 dans le but de retirer ladite crosse mobile, ces tiges de re trait 37 étant commandées par le dispositif de retrait 38 comprenant. un cylindre disposé dans une crosse fixe 39. Il est prévu, de pré- férenee, deus tiges clé retrait, une de chaque côté de la ligne centrale de la machine. Des prolonâements 40 (les tirants principaux 27 traversent la crosse fixe 39. Les tiges clé re trait 37 comportent des écrous réglables 41 qui coopèrent avec une crosse mobile 42 d'un appareil de perforation qui sera décrit en détail plus loin.
Dans les presses à extruder ordinaires, l'appareil de perforation comprend un man drin qui peut être forcé dans un lingot logé clans l'alésage 36. Le dispositif à mandrin d'une presse selon l'invention comprend un mandrin 43 (fig. 1, 2 et 3) et un support de mandrin 44. Le mandrin et le support. peu vent avoir un mouvement alternatif dans l'âme du poinçon 35.
Le mandrin peut être, par exemple, fixé dans le support de mandrin 44 au moyen d'un pas de vis (fig. 3). [Le support. de mandrin 44 comporte une extré mité élargie 45 qui se loge facilement dans un évidement correspondant 47 (fig. 2) d'une titre (le perforation 48, de fanon que la face arrière du support, de mandrin bute sur un épaulement 49 (le la tige de perforation 48.
lia tige de perforation peut être déplacée pendant la. perforation d'un lingot par une paire de cylindres de perforation 49--1 portés par la crosse fixe 39. Les pistons 50 des cylin dres de perforation sont reliés à la crosse mo bile 42 clé perforation, celle-ci étant à son tour reliée à la tige de perforation 48 au moyen d'un embrayage 51. Un cylindre de perforation et un piston sont visibles à la fig. 1, l'autre cylindre et l'autre piston étant visibles à la fi-. 2.
L'embrayage 51 peut comprendre deux petits cylindres 52, 52 (fig. 5) disposés de manière à serrer et desserrer des éléments d'embrayage 53 sur la tige de perforation 48. Quand l'embrayage 51 est serré et que les cylindres de perforation 491 sont en mouve ment, le mandrin est déplacé puissamment en avant, L'action des cylindres de perforation 49 < 1 étant transmise au dispositif à mandrin au moyen des pistons 50, de la crosse de per foration mobile 42, de l'embrayage 51 et, de la tête élargie 45 du support de mandrin 44.
La tige de perforation 48 peut. comporter, si on le désire, un épaulement 54 qui coopère avec un disque 55 et qui peut être employé pour transmettre la force des cylindres de perforation 40-1 au poinçon 35 par l'intermé diaire de la crosse mobile 33, comme i1 sera dit plus loin. Le disque 55 peut comporter une surface inférieure plane 56 (fig. 2) qui peut glisser sur une console horizontale 5 7 servant de support pour la tige de perforation 48 quand celle-ci se trouve dans une position retirée et que son extrémité n'est pas suppor tée dans les éléments portés par la crosse mo bile 33.
Il peut être prévu un dispositif de retrait qui permet de déplacer le mandrin grâce au relâchement de la pression dans les cylindres de perforation, depuis une position avancée relativement au poinçon jusqu'à. la position représentée à la fi-. 1 quand le mandrin doit être retiré immédiatement après l'extrusion. Ce disposit.if de retrait comprend une paire de cylindres hydrauliques 59 (fi-' 4) com mandant une pièce coulissante 60 (fig. 1, 2 et 4), ladite pièce coulissante 60 étant guidée dans la crosse mobile 33 et les cylindres étant alimentés d'une manière appropriée avec un fluide, de manière à pousser la pièce coulis sante 60 vers l'arrière, c'est-à-dire vers la droite (fig. 4).
Il est évident qu'on peut utiliser des ressorts ou d'autres moyens appropriés à la place du dispositif hydraulique représenté à la fig. 4. La force exercée par les cylindres de retrait 59 est transmise au support de man drin 44 par l'intermédiaire de la pièce coulis sante 60 qui, par sa partie avant, s'appuie contre l'épaulement 61 de la partie élargie 45 du support de mandrin (fig. 2). On voit, ainsi qu'après l'opération de perforation dit lingot par le mandrin 43, et le relâchement de la pression dans les cylindres de perfo ration 491, le mandrin 43 est déplacé dans la position représentée à la. fig. 1 par rap port. au poinçon 35.
On peut de cette façon éviter les difficultés dont, il a été parlé plus haut concernant la contraction du métal extrudé sur le mandrin. Il est prévu des dispositifs de retrait à cylindres 58, ces dispositifs étant reliés à la crosse mobile de perforation 42 dans le but de retirer celle-ci.
Pour compléter le retrait du dispositif à mandrin, la tige de perforation 48 est dépla cée dans la position représentée à la fig. 2 au moyen de cylindres de déplacement à double effet 62 qui sont montés rigidement dans la crosse mobile de perforation 42. Les pistons 63 des cylindres de déplacement sont reliés à une crosse 64 des cylindres de déplacement, ladite crosse étant fixée à un prolongement. 65 de la tige de perforation 48. On peut voir qu'après dégagement de l'embrayage 51, la tige de perforation 48 peut être déplacée en arrière relativement à la crosse mobile de perforation 42.
Par relâchement de l'em brayage 51, l'action des cylindres de déplace ment 62 produit le déplacement de la tige de perforation 48, du support de mandrin 44 et du mandrin 43 dans la position représentée à la fig. 2. Il est possible ainsi d'effectuer un mouvement de déplacement relativement long de la tige de perforation 48 indépendamment des pistons dans les cylindres de perforation 49A jusqu'en un point où le mandrin peut être changé. De cette manière, la course des pistons des cylindres de perforation peut être courte, comme dans les presses à tubes ordi naires.
Les cylindres de déplacement 62 n'ont évidemment pas besoin d'être aussi gros que les cylindres de perforation 49A puisqu'ils servent seulement à déplacer la tige de perfo ration 48.
Quand la tige de perforation 48 est dépla cée en arrière jusqu'à la position représentée à la fi-. 2, le dispositif à mandrin est entraîné avec elle parce que la partie élargie 45 est poussée en contact. intime avec la tige de per foration, grâce à l'engagement entre l'épaule ment 61 et la pièce coulissante 60 et aux forces crées pendant l'opération de perforation.
Un arracheur 66 relié à un arrêt 67 est prévu pour arracher ou séparer le support de mandrin 44 de la tige de perforation au mo ment approprié et ainsi chasser le dispositif à mandrin hors de la tige de perforation. De nombreux moyens autres que l'arracheur re présenté peuvent être utilisés pour séparer le support de mandrin et la tige de perfora tion.
Quand la tige de perforation 48 est dé placée en arrière, un appui de mandrin 68 (fig. 6 et 7) est dans la position voulue pour recevoir et supporter le support de mandrin 44 quand il est. séparé de la tige<B>(le</B> perfora tion. Dans la. forme d'exécution représentée, l'appui de mandrin 68 comprend une paire de bras pivotants 69 comportant des supports 70 à leurs extrémités extérieures prévues pour engager le support de mandrin 44.
L'appui de mandrin est représenté dans sa position inactive dans les fig. 6 et 7, une tige de con nexion 71 comportant un galet 72 qui peut coopérer avec une pièce 73 de commande de l'appui de mandrin. LTn galet 74 est. porté par un disque 55 (fi-. 7) pouvant coopérer avec une surface 75 de la pièce de commande 73.
Par le mouvement en arrière de la tige (le perforation 48 de la. position représentée à la fig. 7 à celle représentée à la fig. 10, le galet 74 coopère avec la surface 75 et fait tourner la pièce de commande 73 de manière qu'elle tire la tige de connexion 71 vers la droite au moment voulu, ce qui déplace les bras 69 d'appui de mandrin dans la position représentée dans les fil-. 8 et 10, de manière qu'ils reçoivent le support de mandrin quand il est chassé de la tige de perforation. Le bras de transfert 76 (fig. 6) comporte un dispo sitif à cylindre hydraulique 78 actionnant une pièce 79 en forme d'auge.
Quand on actionne le cylindre hydraulique 78, la pièce 79 est avancée de la position représentée à la fig. 6 dans celle représentée à la fig. 8 on elle saisit le dispositif à mandrin.
L'appareil de transfert est. prêt ainsi pour le fonctionnement d'un cylindre à double effet 80. L'actionnement du cylindre 80, destiné à faire pivoter le bras de transfert 76 autour de 77 de la position représentée en traits pleins à la fig. 8 jusqu'à la position repré sentée en traits pointillés, amène ainsi le sup port de mandrin en un point où il peut être déposé dans un évidement 82 d'une série d'évidements ménagés dans des disques rota tifs 83 (fing. 8 et 9). Les disques 83 sont mon tés sur un arbre 81 qui peut tourner par intermittence ou prendre des positions déter minées de toute manière habituelle.
Des pla teaux de guidage 85 servent à maintenir les supports de mandrin -1-1 dans les évidements 83 quand le disque 83 tourne. Après que le mandrin a été transféré dans une position où il peut être facilement engagé dans les évide ments des disques 83, le cylindre hydraulique 78 peut être actionné de sorte que l'auge 79 se déplace vers le bas et. dépose le support de mandrin dans tin évidement d'une série d'évi dements vides. Les disques 83 sont alors dépla cés pour amener Lin dispositif à, mandrin froid dans la position voulue pour qu'il soit saisi par l'aube 79 par l'action du cylindre hydraulique 78.
Après engagement du dispositif à mandrin de la manière décrite, l'actionnement du cy lindre 80 amène le dispositif à mandrin dans la position représentée en lignes pleines à la fig. 8 où il est engagé par l'auge 79 et les supports 70, en avant de la tige de perfora tion 18 et dans la trajectoire de celle-ci.
Par le mouvement. en avant de la tige de perforation qui se fait ensuite, le support de mandrin est engagé par la tige de perforation et porté en avant, l'extrémité élargie 45 du support entrant dans l'évidement 47 de la tige de perforation. L'auge 79 est retirée au moment approprié de manière à ne pas inter férer avec le mouvement de la tige de perfo ration. Le retrait des appuis de mandrin petit se faire au moyen du galet. 74 qui coopère avec la pièce de commande 73 et déplace les appuis de mandrin 69 hors de la trajectoire de la tige de perforation et des appareils con nexes.
Le mouvement des appuis de mandrin hors de la trajectoire de la tige de perfora tion 18 est différé jusqu'à ce que la partie élargie 15 du support de mandrin ait été en gagée clans l'évidement de la tige de perfo ration, la. position relative du galet. 74 et de la pièce de commande 73 étant telle due le support de mandrin est maintenu jusqu'à ce que ledit. engagement se fasse.
On petit utiliser un dispositif de refroi dissement approprié 86 (fig. 9) pour projeter de l'huile ou un autre fluide réfrigérant sur les mandrins 43. Un récipient 87 et des écrans 88 et 89 de tout type approprié peuvent être utilisés pour recueillir l'huile ou le fluide réfrigérant. Dans ce dispositif de refroidisse ment des mandrins, il peut être prévu un nombre quelconque de positions, l'exemple re présenté comportant six positions.
Pour revenir au fonctionnement chi méca nisme de transfert, quand le mandrin et le support de mandrin sont dans la position re présentée à la. fig. 2, supportés sur les appuis de mandrin 69 (fig. 8) après retrait de la tige de perforation 18, le dispositif à cylin dre hydraulique 78 (fie. 6 et 8) est actionné pour engager le mandrin et transférer un mandrin chaud au dispositif de refroidisse ment des mandrins à droite de la fig. 8.
Un mandrin et un support de mandrin froids sont transférés de l'appareil de refroi dissement des mandrins dans une position en avant de la tige de perforation. Cette der nière est avancée alors au moyen des cylin dres de déplacement 62 (fib. 1), le support de mandrin étant engagé par la tige de perfora tion quand la. tige se déplace en avant. Le mouvement en avant de la tige de perforation continuant, le dispositif d'appui 69 du man drin est retiré dans la position représentée à la fig. 7.
La tige de perforation continue à avancer jusqu'à. ce qu'elle atteigne la position représentée à la fig. 1, l'épaulement 61 du support de mandrin venant à ce moment en contact avec l'extrémité avant de la pièce cou lissante 60. L'embrayage 51 est alors engagé pour relier la. crosse mobile de perforation 4\? et les cylindres de perforation 491 avec la tige de perforation 48. La crosse mobile 33, et avec elle le poinçon 35, est alors actionnée de manière à. déplacer les parties vers la posi tion active (fia. 1), toutes les parties mobiles de l'appareil de perforation, y compris la crosse mobile de perforation 42, étant entraî nées par les tiges de retrait 37 et les écrous 41.
Le lingot 90 (indiqué en lignes pointillées à la fig. 1) est poussé dans l'alésage 36 du logement de lingot.
Le mandrin 43 peut être alors avancé au moyen des cylindres de perforation 49A exer çant une force par l'intermédiaire de l'em brayage 51 et de la tige de perforation 48. Le mouvement en avant du dispositif à man drin s'effectue contre la résistance des cylin dres 59 (fi-. 4) qui sont sous pression et le support de mandrin étant alors engagé dans la tige de perforation dans cette phase du fonctionnement. Il est évident que la liaison entre le support de mandrin et la tige de per foration se fait simplement par pression dans les deux directions, de sorte que le dispositif à mandrin peut être facilement engagé avec la tige de perforation 48 ou dégagé de celle-ci.
L'extrusion peut alors se faire de la ma nière habituelle, bien connue dans la. pratique. La force des cylindres de perforation 49A peut être transmise à la tige de perforation 48 seule, ou elle peut être utilisée conjointement à la force des cylindres principaux 20, 21 en engageant le disque 55 avec une pièce de g@ii- dage 91 (fig. 1) qui sert à guider la pièce coulissante 60 lorsque celle-ci est dans sa po sition extérieure.
Quand l'opération d'extrusion s'achève, les cylindres de perforation 49A peuvent être mis en communication avec l'échappement, ce qui abaisse la pression dans ces cylindres. Les cylindres 59 peuvent alors se retirer, ce qui produit un mouvement vers l'arrière de la pièce coulissante 60, qui entraîne le mandrin hors du tube ou du lingot extrudé, et. ce qui déplace en même temps tout le dispositif de perforation mobile vers la droite (fig. 1 et 2) à l'extrémité de la course des pistons des cylin dres 59. Les différentes parties reprennent. ainsi la position représentée à la fig. 1.
L'em brayage 51 est ensuite dégagé de faon que la tige de perforation 48, avec le mandrin et le support de mandrin, puisse être déplacée vers la droite (fig. 1 et 2) par les cylindres de déplacement 62. Dans le dernier mouve ment de ces organes, l'extrémité frontale de la tige de perforation est. retirée de la pièce coulissante 60, l'extrémité avant de ladite tige étant supportée par la console 57 par l'inter médiaire de la surface 56 du disque 55. Quand la tige de perforation s'approche de sa posi tion la plus en arrière, les appuis de man drin commandés par la pièce 73 sont action nés pour amener ces appuis de mandrin 69 dans la position voulue pour soutenir le dis positif à mandrin.
A l'extrémité de la course de déplacement, le support de mandrin 44 bute contre l'arracheur 66, afin de séparer le support de mandrin (le la tige de perfora tion 48.
Le mandrin peut être alors enlevé comme décrit, précédemment et un dispositif à. man drin froid ou un nouveau dispositif à man drin mis automatiquement en place, l'opéra tion se répétant. Pendant que le changement s'effectue, le tube extrudé peut être coupé, la matrice et l'alésage du logement du lingot lubrifiés, et d'autres opérations nécessaires peuvent se faire sans perte de temps.
Pendant. le changement. de mandrin, on peut inspecter leur état et, si nécessaire, rem placer un mandrin défectueux sans affecter la production de la presse, si l'on a soin d'avoir des dispositifs à mandrin assemblés disponi bles.
Le dispositif rotatif pour tenir et refroi dir les mandrins peut avoir des formes va riées. Les fig. 11 et 12 donnent une autre forme d'exécution dans laquelle des disques 100, 100 sont montés à. rotation sur un arbre 101, lesdits disques présentant des tiges 102 qui s'étendent entre eux et qui portent des crochets 103 en des points espacés sur leur longueur. Les crochets 103 jouent le méme rôle que les évidements 82 de la fi-. 8 pour recevoir et tenir les mandrins. U n dispositif de refroidissement. 104 est. similaire au dispo sitif 86 de la fig. 9.
Il est, évident qu'on peut utiliser de nombreux autres mécanismes de transfert, comme celui représenté dans les fi-.<B>15</B> et<B>16.</B>
Les fig. 13 et 14 montrent une forme d'exécution de la presse dans laquelle on uti lise un seul cylindre de commande central 105 du poinçon d'extrusion. La tige de perfora tion 106 traverse une âme 107 du piston<B>108</B> du cylindre de commande. Le piston 108 est relié à la crosse mobile et au porte-outil<B>109</B> par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 121 comportant de chaque côté des ouvertures 111. Le poinçon 110 est logé à l'extrémité du porte- outil 109. Le rôle des ouvertures<B>111</B> est de permettre le retrait. du dispositif à. mandrin.
Il est prévu une pièce coulissante 114, sem blable à la pièce coulissante 60 précédemment décrite, et le mandrin et le support de man drin sont tenus dans cette pièce coulissante de la manière représentée dans les fig. 1 et 2.
Une crosse de perforation mobile 115 porte les cylindres de déplacement. 116, ces cylin dres étant reliés par l'intermédiaire de tiges <B>117</B> et d'une crosse 118 à la tige de perfora tion dans le but de compléter le retrait. de la tige de perforation à la suite du fonctionne ment des cylindres de retrait de perforation 121A. Un embrayage 119 relie la tige de per foration à des cylindres de perforation 120 par l'intermédiaire de la crosse de perforation mobile<B>115.</B>
Le mandrin et le support de mandrin peu vent être retirés au moyen de tout appareil approprié, d'une manière similaire à celle dé- erite dans les formes d'exécutions précédentes, leur accès étant. facilité par les ouvertures 111.
Les fig. 15 et 16 représentent une autre forme d'exécution de la presse dans laquelle des cylindres principaux<B>1.30</B> de commande de la tige d'extrusion sont disposés horizontale ment de chaque côté d'une tige de perfora tion 131. Les cylindres 130 sont reliés d'une manière appropriée pour actionner la crosse mobile et le porte-outil indiqués d'une manière générale par 132. Le dispositif à mandrin comprend un mandrin 133 et un support de mandrin 134 qui peuvent être insérés dans l'extrémité de la tige de perforation 131. Quand la tige de perforation 131 est retirée au moyen des cylindres de déplacement 135, le mandrin et le support de mandrin sont pla cés sur des bras 136 d'appui du mandrin du mécanisme de transfert. Lesdits bras 136 sont.
représentés à la fig. 15 dans leur position inactive, mais ils peuvent être déplacés dans une position active au moment approprié par une pièce de commande 137. A cet effet, des moyens de liaison non représentés peuvent. être prévus entre la pièce de commande 137 et les bras 136.
Une crosse de perforation mobile 138, une crosse de cylindre fixe 139, des cylindres de perforation 140 et uni dispositif d'embrayage 141 permettent de commander le dispositif d'une manière similaire à celle décrite pour les autres formes d'exécution.
Quand le support de mandrin 134 repose sur les appuis de mandrin 136, un bras de transfert 140A (fig. 16), qui pivote en 7.47, est. prévu pour être actionné par un cylindre hydraulique 142 par l'intermédiaire d'une chaîne flexible 143 ou de tout autre dispositif approprié. Quand on actionne le cylindre hydraulique 142, le bras de transfert 140 tourne et prend la position 144 représentée en traits pointillés (fig. 16), amenant le dispo sitif à mandrin vers le haut où il peut être pris par une paire de crochets 145.
Les ero- chets 145 sont montés sur des tiges 146 dis posées entre des disques rotatifs 147, ces dis ques tournant d'une manière intermittente sous l'action de l'arbre 148. Dans cette forme d'exécution, l'appareil pour faire tourner et refroidir les mandrins est disposé verticale ment au-dessus de la trajectoire du dispositif à mandrin et on peut y accéder par la plate- forme 149.
Metal extrusion press. The present invention a. for purpose. a metal extrusion press used, for example, to extrude tubes and make hollow shapes.
In an ordinary extrusion press, an ingot is placed in a housing by an extrusion punch. A mandrel is disposed in the punch, said mandrel being used to pierce the ingot and being. also used jointly. in the extrusion process, the man drin and the extrusion punch being suitably actuated by hydraulic cylinders. When such a press operates to extrude materials such as steel, the mandrel becomes very hot and must be cooled, otherwise the life of the mandrel is extremely short and the operation of the press is uneconomical. One of the difficulties encountered is that the time required to cool the mandrel is considerably reduced. the throughput of the press if a single mandrel is used for consecutive operations.
Many means can be used to cool the chucks, such as cooling with air, oil, water, etc. Air cooling has particular advantages. by its simplicity, but requires a longer time than other cooling means. The oil presents some handling difficulties and the time required for cooling is. still relatively long. It is not possible to use water on heavy duty steel mandrels. at high temperatures, because the mandrel splits as a result of the sudden temperature change when the water hits it.
Many tests have. been made to obviate the above difficulties, but a satisfactory solution has not been found. It has been proposed to remove the mandrel from the extruder and insert a new one into the extrusion punch, but ordinarily the mandrel is screwed into the holder of the sleeve. The change of the mandrel by disengaging it from its support cannot be done as a result of the high temperatures and the pressure to which the threaded connection is subjected during extrusion. Other types of joints allowing easy release are not satisfactory because the space existing in the core of the extrusion punch is limited and it is not possible to provide a joint of resistance. sufficient.
Mandrels attached to a solid shank have been used for extruding a light metal from an ingot, and a bayonet joint is provided between the mandrel and the mandrel holder for manual change of the mandrel. This connection has the drawback, however, that the mandrel is not movable relative to the extrusion punch itself and thus cannot be removed quickly during extrusion. In this case, the metal which is stamped or formed may contract on the mandrel and thus it becomes difficult to remove the mandrel from the metal.
It is obvious. that in the high temperature extrusion, especially of steel, it is of extreme importance to solve the so called mandrel cooling problem with the smallest possible loss of press operating time.
The press at. extruding metals according to the invention is characterized in that it comprises a mandrel device cooperating with a die and an extrusion punch for shaping the metal at relatively high temperatures, said mandrel device being capable of be withdrawn in a position away from the operating area of the press and in which it is freely accessible (the outside to allow its replacement.
The accompanying drawing shows, by way of example, three embodiments of the press according to the invention.
Fig. 1 is a quick elevation partly in section of a first embodiment of the press.
Fig. 2 is a view in elevation similar to. the fi-. l., some organs being shown in another operating position.
Fig. 3 is a view, on a larger scale, of a detail of the fi-. 1.
The fi-. 4 is a partial sectional view, on a larger scale, through line 4-4 of FIG. 2.
Fig. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 2.
The fie. 6 is a sectional view taken along line 6--6 of FIG. 1.
Fig. 7 is a partial sectional view, on a larger scale, taken on line 7-7 of FIG. 6.
Fig. 8 is. a crane similar to fig. 6, some members being shown in soot another operating position.
Fig. 9 is a view taken approximately from line 9-9 of FIG. 8.
Fig. 10 is a partial sectional view, on a larger scale, taken through line 10-10 of FIG. 8. The fi-. 11 is a view of a second embodiment of the part shown in FIG. 9.
Fig. 12 is a quick side elevation from 1a. right of fig. 11.
The fi-. 13 is. a partial elevation view, partially. in section, of a second embodiment of a press. extrader comprising a single main cylinder, instead of the two main cylinders of the fi. 1.
Fig. 14 is a sectional view taken along line 14-14 of FIG. 13.
Fig. 15 is a partial longitudinal elevational view, partially in section, of a third embodiment.
Fig. 16 is a sectional view taken along line 16-16 of FIG. <B> 15. </B>
The first embodiment relates to a press. An extruder comprising two main extrusion punch control cylinders housed on either side of the press centerline. The upper main cylinder 20 and the lower main cylinder 21 are mounted on two uprights 22 and 23, said uprights being supported at 24 and 25 by the main base 26 of the press. Each cylinder may include legs (not shown) extending laterally to support the main tie-rods <B> 27, </B> said tie-rods passing through side tabs of the uprights 22 and 23.
The main cylinders are clamped between nuts 28 and 29 (fig. 2) screwed onto the tie rods, themselves fixed to a supporting plate 30. an extrusion die device generally designated by 31.
The main cylinders have pistons 32 connected to. a main mo bile butt 33, the latter carrying a tool holder 34 and a punch 3 ?. This punch 35 cooperates in the usual way with a bore 36 containing the ingot.
Two withdrawal rods 37 are connected to the movable main butt 33 for the purpose of removing said movable butt, these retraction rods 37 being controlled by the withdrawal device 38 comprising. a cylinder disposed in a fixed butt 39. There are preferably two key withdrawal rods, one on each side of the center line of the machine. Extensions 40 (the main tie rods 27 pass through the fixed stock 39. The key rods re trait 37 comprise adjustable nuts 41 which cooperate with a movable stock 42 of a perforating apparatus which will be described in detail later.
In ordinary extruding presses, the perforating apparatus comprises a mandrel which can be forced into an ingot housed in the bore 36. The mandrel device of a press according to the invention comprises a mandrel 43 (Fig. 1). , 2 and 3) and a mandrel holder 44. The mandrel and the holder. wind may have a reciprocating movement in the core of the punch 35.
The mandrel can be, for example, fixed in the mandrel holder 44 by means of a screw thread (fig. 3). [The support. of mandrel 44 has an enlarged end 45 which fits easily in a corresponding recess 47 (fig. 2) of a title (the perforation 48, with dewlap that the rear face of the support, of the mandrel abuts on a shoulder 49 (the the piercing rod 48.
The piercing rod can be moved during the. perforation of an ingot by a pair of perforation cylinders 49--1 carried by the fixed grip 39. The pistons 50 of the perforation cylinders are connected to the movable grip 42 key perforation, the latter in turn being connected to the perforation rod 48 by means of a clutch 51. A perforation cylinder and a piston are visible in FIG. 1, the other cylinder and the other piston being visible in fig. 2.
The clutch 51 may include two small cylinders 52, 52 (Fig. 5) arranged to tighten and loosen clutch elements 53 on the perforation rod 48. When the clutch 51 is engaged and the perforation cylinders 491 are in motion, the mandrel is moved powerfully forward, The action of the perforation cylinders 49 <1 being transmitted to the mandrel device by means of the pistons 50, the mobile perforation stick 42, the clutch 51 and, the enlarged head 45 of the mandrel holder 44.
The piercing rod 48 can. comprise, if desired, a shoulder 54 which cooperates with a disc 55 and which can be used to transmit the force of the perforation cylinders 40-1 to the punch 35 through the intermediary of the movable stick 33, as will be said further. The disc 55 may have a flat lower surface 56 (Fig. 2) which can slide on a horizontal bracket 57 serving as a support for the piercing rod 48 when the latter is in a withdrawn position and its end is not open. not supported in the components carried by the mo bile stick 33.
A withdrawal device may be provided which allows the mandrel to be moved by releasing the pressure in the perforation cylinders from an advanced position relative to the punch to. the position shown in fi-. 1 when the mandrel is to be removed immediately after extrusion. This withdrawal device comprises a pair of hydraulic cylinders 59 (fi- '4) controlling a sliding part 60 (fig. 1, 2 and 4), said sliding part 60 being guided in the movable butt 33 and the cylinders being suitably supplied with a fluid, so as to push the slurry piece 60 towards the rear, that is to say towards the right (FIG. 4).
It is obvious that springs or other suitable means can be used instead of the hydraulic device shown in FIG. 4. The force exerted by the withdrawal cylinders 59 is transmitted to the man drin support 44 via the sliding part 60 which, by its front part, rests against the shoulder 61 of the enlarged part 45 of the. chuck support (fig. 2). It can be seen that after the perforation operation called ingot by the mandrel 43, and the release of the pressure in the perforation cylinders 491, the mandrel 43 is moved to the position shown in. fig. 1 per report. with punch 35.
In this way, it is possible to avoid the difficulties which have been mentioned above concerning the contraction of the metal extruded on the mandrel. Cylinder retrieval devices 58 are provided, these devices being connected to the movable piercing stick 42 for the purpose of removing the latter.
To complete the withdrawal of the mandrel device, the piercing rod 48 is moved to the position shown in FIG. 2 by means of double-acting displacement cylinders 62 which are rigidly mounted in the movable perforation stick 42. The pistons 63 of the displacement cylinders are connected to a stick 64 of the displacement cylinders, said stick being fixed to an extension. 65 of the perforation rod 48. It can be seen that after disengaging the clutch 51, the perforation rod 48 can be moved back relative to the movable perforation stick 42.
By releasing the clutch 51, the action of the displacement cylinders 62 causes the displacement of the perforation rod 48, the mandrel holder 44 and the mandrel 43 in the position shown in FIG. 2. It is thus possible to effect a relatively long moving movement of the piercing rod 48 independent of the pistons in the piercing cylinders 49A to a point where the mandrel can be changed. In this way, the stroke of the pistons of the perforation cylinders can be short, as in ordinary tube presses.
The displacement cylinders 62 obviously do not need to be as big as the perforation cylinders 49A since they only serve to move the perforation rod 48.
When the piercing rod 48 is moved back to the position shown in fig. 2, the mandrel device is driven with it because the enlarged part 45 is pushed into contact. intimate with the piercing rod, thanks to the engagement between the ment shoulder 61 and the sliding part 60 and to the forces created during the piercing operation.
A puller 66 connected to a stopper 67 is provided to tear or separate the mandrel holder 44 from the puncture rod at the appropriate time and thereby drive the mandrel device out of the perforation rod. Numerous means other than the puller shown can be used to separate the mandrel holder and the puncture rod.
When the puncture rod 48 is moved back, a mandrel support 68 (Figs. 6 and 7) is in the desired position to receive and support the mandrel support 44 when it is. separate from the rod <B> (the </B> perforation. In the illustrated embodiment, the mandrel support 68 comprises a pair of pivoting arms 69 having supports 70 at their outer ends intended to engage the mandrel. chuck holder 44.
The mandrel support is shown in its inactive position in figs. 6 and 7, a connecting rod 71 comprising a roller 72 which can cooperate with a part 73 for controlling the mandrel support. LTn pebble 74 is. carried by a disc 55 (Fig. 7) which can cooperate with a surface 75 of the control part 73.
By the backward movement of the rod (the perforation 48 from the position shown in Fig. 7 to that shown in Fig. 10, the roller 74 cooperates with the surface 75 and rotates the control part 73 so that 'it pulls the connecting rod 71 to the right when desired, which moves the mandrel support arms 69 to the position shown in wires 8 and 10, so that they receive the mandrel support when it is driven from the perforation rod The transfer arm 76 (fig. 6) comprises a device with a hydraulic cylinder 78 actuating a part 79 in the form of a trough.
When the hydraulic cylinder 78 is actuated, the part 79 is advanced from the position shown in FIG. 6 in that shown in FIG. 8 it grasps the mandrel device.
The transfer device is. thus ready for the operation of a double-acting cylinder 80. The actuation of the cylinder 80, intended to pivot the transfer arm 76 around 77 from the position shown in solid lines in FIG. 8 to the position shown in dotted lines, thus brings the mandrel support to a point where it can be placed in a recess 82 of a series of recesses made in rotating discs 83 (fing. 8 and 9). The discs 83 are mounted on a shaft 81 which can rotate intermittently or assume determined positions in any usual manner.
Guide plates 85 serve to hold the mandrel supports -1-1 in the recesses 83 when the disc 83 rotates. After the mandrel has been transferred to a position where it can be easily engaged with the recesses of the discs 83, the hydraulic cylinder 78 can be actuated so that the trough 79 moves down and down. deposits the mandrel holder in a recess of a series of empty recesses. The discs 83 are then moved to bring the cold mandrel device into the desired position so that it is gripped by the vane 79 by the action of the hydraulic cylinder 78.
After engaging the mandrel device in the manner described, actuation of the cylinder 80 brings the mandrel device to the position shown in solid lines in FIG. 8 where it is engaged by the trough 79 and the supports 70, in front of the perforation rod 18 and in the path thereof.
By movement. in front of the piercing rod which is then done, the mandrel holder is engaged by the perforating rod and carried forward, the widened end 45 of the holder entering the recess 47 of the perforating rod. The trough 79 is withdrawn at the appropriate time so as not to interfere with the movement of the perforation rod. The small mandrel supports are removed by means of the roller. 74 which cooperates with the control part 73 and moves the mandrel supports 69 out of the path of the perforating rod and of the related devices.
The movement of the mandrel supports out of the path of the perforating rod 18 is delayed until the enlarged portion 15 of the mandrel support has been engaged in the recess of the perforating rod 1a. relative position of the roller. 74 and the control part 73 being such due the mandrel holder is held until said. commitment is made.
A suitable cooler 86 (Fig. 9) can be used to spray oil or other coolant onto the mandrels 43. A receptacle 87 and screens 88 and 89 of any suitable type can be used to collect the coolant. oil or refrigerant. In this device for cooling the mandrels, any number of positions may be provided, the example shown having six positions.
To return to the transfer mechanism operation, when the mandrel and the mandrel support are in the position shown in. fig. 2, supported on the mandrel supports 69 (fig. 8) after removal of the perforating rod 18, the hydraulic cylinder device 78 (fie. 6 and 8) is actuated to engage the mandrel and transfer a hot mandrel to the device. for cooling the mandrels to the right of fig. 8.
A cold mandrel and mandrel holder are transferred from the mandrel cooler to a position in front of the piercing rod. The latter is then advanced by means of the displacement cylinders 62 (fib. 1), the mandrel support being engaged by the perforation rod when the. rod moves forward. As the forward movement of the perforating rod continues, the support device 69 of the handle is withdrawn in the position shown in FIG. 7.
The piercing rod continues to advance up. until it reaches the position shown in FIG. 1, the shoulder 61 of the mandrel support at this time coming into contact with the front end of the sliding part 60. The clutch 51 is then engaged to connect the. mobile perforation stick 4 \? and the perforation cylinders 491 with the perforation rod 48. The movable stick 33, and with it the punch 35, is then actuated so as to. moving the parts to the active position (fia. 1), all moving parts of the perforating apparatus, including the movable perforating handle 42, being driven by the withdrawal rods 37 and the nuts 41.
Ingot 90 (indicated by dotted lines in Fig. 1) is pushed into bore 36 of ingot housing.
The mandrel 43 can then be advanced by means of the perforation cylinders 49A exerting a force via the clutch 51 and the perforation rod 48. The forward movement of the locking device takes place against the thrust. resistance of the cylinders 59 (fig. 4) which are under pressure and the mandrel support then being engaged in the perforation rod in this phase of operation. It is evident that the connection between the mandrel holder and the piercing rod is done simply by pressing in both directions, so that the mandrel device can be easily engaged with or disengaged from the piercing rod 48. .
The extrusion can then be done in the usual way, well known in the. convenient. The force of the perforation cylinders 49A can be transmitted to the perforation rod 48 alone, or it can be used in conjunction with the force of the main cylinders 20, 21 by engaging the disc 55 with a guide piece 91 (fig. 1) which serves to guide the sliding part 60 when the latter is in its external position.
When the extrusion operation is completed, the perforation cylinders 49A can be brought into communication with the exhaust, which lowers the pressure in these cylinders. The rolls 59 can then withdraw, which produces a rearward movement of the slider 60, which drives the mandrel out of the tube or extruded ingot, and. which moves at the same time all the mobile perforation device to the right (fig. 1 and 2) at the end of the stroke of the pistons of the cylinders 59. The different parts resume. thus the position shown in FIG. 1.
The clutch 51 is then disengaged so that the perforating rod 48, together with the mandrel and the mandrel holder, can be moved to the right (fig. 1 and 2) by the displacement cylinders 62. In the last movement ment of these organs, the front end of the perforation rod is. withdrawn from the sliding part 60, the front end of said rod being supported by the console 57 by the intermediary of the surface 56 of the disc 55. When the perforating rod approaches its rearmost position, the man drin supports controlled by the part 73 are actuated to bring these mandrel supports 69 into the desired position to support the positive mandrel.
At the end of the travel stroke, the mandrel holder 44 abuts against the puller 66, in order to separate the mandrel holder (the perforation rod 48.
The mandrel can then be removed as described above and device to. cold man drin or a new man drin device automatically put in place, repeating the operation. While the change is taking place, the extruded tube can be cut, the die and the ingot housing bore lubricated, and other necessary operations can be done without wasting time.
During. change. mandrel, one can inspect their condition and, if necessary, replace a defective mandrel without affecting press production, if care is taken to have assembled mandrel devices available.
The rotary device for holding and cooling the mandrels can have various shapes. Figs. 11 and 12 give another embodiment in which discs 100, 100 are mounted. rotation on a shaft 101, said discs having rods 102 which extend between them and which carry hooks 103 at points spaced along their length. The hooks 103 play the same role as the recesses 82 of the fi. 8 to receive and hold the chucks. A cooling device. 104 is. similar to device 86 of FIG. 9.
Obviously, many other transfer mechanisms can be used, such as the one shown in Figures <B> 15 </B> and <B> 16. </B>
Figs. 13 and 14 show an embodiment of the press in which a single central control cylinder 105 of the extrusion punch is used. The perforation rod 106 passes through a core 107 of the piston <B> 108 </B> of the control cylinder. The piston 108 is connected to the movable handle and to the tool holder <B> 109 </B> by means of a connecting piece 121 comprising openings 111 on each side. The punch 110 is housed at the end of the tool holder 109. The role of the openings <B> 111 </B> is to allow removal. from device to. mandrel.
There is provided a sliding part 114, similar to the sliding part 60 described above, and the mandrel and the handle support are held in this sliding part in the manner shown in FIGS. 1 and 2.
A movable perforation stick 115 carries the displacement cylinders. 116, these cylinders being connected via rods <B> 117 </B> and a butt 118 to the perforation rod in order to complete the withdrawal. of the puncture rod as a result of the operation of the puncture removal cylinders 121A. A clutch 119 connects the perforation rod to perforation cylinders 120 via the movable perforation handle <B> 115. </B>
The mandrel and the mandrel holder can be removed by means of any suitable apparatus, in a manner similar to that deserved in the preceding embodiments, their access being. facilitated by the openings 111.
Figs. 15 and 16 show another embodiment of the press in which the main rollers <B> 1.30 </B> for controlling the extrusion rod are arranged horizontally on each side of a perforation rod 131. The cylinders 130 are suitably connected to actuate the movable butt and the tool holder indicated generally by 132. The chuck device includes a chuck 133 and a chuck holder 134 which can be inserted into the chuck. end of the perforation rod 131. When the perforation rod 131 is withdrawn by means of the displacement cylinders 135, the mandrel and the mandrel holder are placed on supporting arms 136 of the mandrel of the transfer mechanism. Said arms 136 are.
shown in fig. 15 in their inactive position, but they can be moved into an active position at the appropriate time by a control part 137. For this purpose, not shown connecting means can. be provided between the control part 137 and the arms 136.
A movable perforation stick 138, a fixed cylinder grip 139, perforation cylinders 140 and a clutch device 141 allow the device to be controlled in a manner similar to that described for the other embodiments.
When the mandrel holder 134 rests on the mandrel supports 136, a transfer arm 140A (Fig. 16), which pivots at 7.47, is. intended to be actuated by a hydraulic cylinder 142 by means of a flexible chain 143 or any other suitable device. When the hydraulic cylinder 142 is actuated, the transfer arm 140 rotates and assumes the position 144 shown in dotted lines (fig. 16), bringing the mandrel device upwards where it can be taken by a pair of hooks 145.
The hooks 145 are mounted on rods 146 disposed between rotating disks 147, these disks rotating intermittently under the action of the shaft 148. In this embodiment, the apparatus for making rotating and cooling chucks is disposed vertically above the path of the chuck device and can be accessed through platform 149.