Dispositif pour la formation d'articles tubulaires par refoulement. Bien des tentatives ont été faites pour former des articles métalliques tubulaires par un procédé de refoulement au moyen de métaux exigeant d'être chauffés pour pos séder la fluidité nécessaire; mais aucune de ces tentatives n'a été couronnée de succès pour diverses raisons, et 1a présente inven tion a pour objet principal d'obvier aux in convénients dûs à l'engorgement des outils par le métal fluide et au retrait des articles formés lors de leur refroidissement.
L'invention permet de produire des ar ticles tubulaires, de longueur relativement courte, très rapidement par l'utilisation de machines à fonctionnement rapide (comme les poinçonneuses) n'exigeant que le mini mum de main-d'oeuvre et de matière, de manière à reduire par cela même le prix de revient et. à assurer un grand rendement.
Suivant l'invention, le dispositif pour former des articles tubulaires par refoule ment comprend une matrice disposée pour recevoir une billette percée, un piston plon geur disposé pour pénétrer dans l'extrémité supérieure de la matrice et pour refouler le métal de la billette de dehors en dedans, et un mandrin disposé clans le plongeur et susceptible de pénétrer dans la matrice et de passer à, travers la billette percée avant que le plongeur vienne en prise avec cette billette et d'être retiré du tube formé par un mouvement indépendant du plongeur.
Le dessin représente, à, titre d'exemple, à la rig.1 une coupe verticale d'un piston plon geur et d'une matrice ainsi que du bélier d'une presse employée pour la mise en pra tique (le l'invention, le piston plongeur étant repré.seiité relevé; à la Tig. 2. une coupe similaire à la fi,-. 1, re- l:résE,litant: les positions relatives des par ties, lorsque le plongeur se trouve dans une position intermédiaire; à la Fig. 3 une coupe similaire aux fig i et 2, représentant les positions relatives des par ties à peu près à la fin de la. course active chi bélier;
à la Fi-. 4 une coupe à plus grande échelle du piston plongeur et de la matrice, et à la Fig. 5 une vue en perspective d'un tube fini.
Pour mettre l'invention en pratique; on utilise une machine à fonctionnement. ra pide, telle qu'une poinçonneuse, sur la table de laquelle est placée la matrice 2; la ma trice est formée d'un élément supérieur 3 présentant. un logement 4 clans lequel on place la billette chaude au moyen de la- ctuelle l'article à obtenir doit être fait.
Un bloc à matrice 5 est disposé à l'inté rieur clé la pièce supérieure 3 au fond du logement 4, la matrice étant d'un diamètre moindre que ledit logement et présentant la gorge biseautée 6 qui va du logement<B>41</B> à l'évidement 7, lequel forme la partie supé rieure, plus grosse, de l'article tubulaire à fabriquer.
Un étranglement ou gorge secondaire S est formé dans le bloc à matrice 5 pour ré duire le diamètre de l'ouverture de la ma trice à la dimension et à la forme du dia- mètre extérieur clé la plus petite partie du tube à produire. Le restant de la longueur de la matrice est. formé par plusieurs blocs à matrice 9 assujettis dans la matrice prin cipale 2. Le piston plongeur 10, assujetti au bélier 7.1 de la presse, est disposé pour péné trer dans le logement 4 afin de presser I matière clé la billette clans la matrice et ce piston est pourvu d'un orifice central 12.
clans lequel est placé le mandrin-pilote 13. Le mandrin 13 est disposé de manière à pou voir glisser dans le piston plongeur et son extrémité supérieure présente une tête 14 assujettie clans un bloc. cylindrique 15 dis posé de façon à pouvoir glisser à l'intérieur d'un évidement cylindrique 16, axialement disposé à l'intérieur du bélier de la presse et susceptible d'effectuer, dans celui-ci. un mouvement de va-et-vient. Dans l'extrémité supérieure du bloc 7.5 est formée une ouver ture 17 dans laquelle s'étend l'extrémité du bras de levier 18 qui passe à travers une fente 1.9 pratiquée clans le côté. du bélier.
Le bout extérieur du bras de levier 18 est monté sur un pivot fixe 20. Un pivot 21 est assujetti au bélier, au-dessous du bras de levier 18 et est. susceptible, dans le mouve ment du bélier, clé venir en prise avec le dessous de ce bras de levier 18. Le bras de levier est. engagé avec le bloc 15, portant le mandrin 13. et. est tenu en contact avec ie pivot 2t par un ressort à boudin 22, travail lant à la compression, entourant. la tige 23 reliée à pivot audit levier et glissant. longi tudinalement à travers un guide 24 assu- J;etti à. la presse.
Le fonctionnement est le suivant: On chauffe tout d'abord à la température voulue la billette 25 qui est percée centralement, puis on la place dans le logement 4 et on fait descendre le bélier de la presse. A me sure que le bélier descend, le bras de levier 18, en oscillant sur son pivot fixe, et en pi votant sur le pivot 21, fait descendre. le man drin. 13 à une vitesse supérieure à celle du plongeur, clé façon à faire sortir l'extrémité du mandrin d'une quantité suffisante pour qu'il s'étende à travers 1a billette et au delà du dessous clé celle-ci, à peu près jusqu'à la gorge 8, .juste avant que le plongeur 10 vienne en prise avec la billette (fig. 2).
La pression du plongeur 10 fait fuir la matière clé la billette à, travers la gorge ou partie étranglée 6 dans l'évidement \i et à mesure que le piston se meut clé dehors en dedans clans la matrice, le mandrin 13 est avancé, par l'action du bras clé levier 78. à une vitesse égale à celle du plongeur, parce que le bloc 15, portant le mandrin 13, est arrivé au fond clé l'évidement 16. au moment o?i le plongeur 10 est venu en prise avec la billetle. Le métal fuit. à travers les gorges étranglées 6 et 8 pour former la partie ré duite clé tube et. comme le mandrin 13 s'étend bien dans cette partie restreinte, le métal est complètement amené à la forme modifiée voulue.
Le résultat de ceci est. que les dimensions du tube fini sont exactement déterminées.
Aussitôt, que le mouvement du plongeur de dehors en dedans cesse, la. pression cessa et le tube se contracte immédiatement et serre sur le mandrin 13 et., à mesure que<B>lé</B> plongeur est retiré dans son mouvement de retour, le tube est partiellement retiré de la matrice pour le mandrin.
A mesure que le plongeur continue soa mouvement ascendant, le pivot. 21 vient en prise avec le dessous du bras<I>Cie.</I> levier 15. et oblige l'extrémité du bras (le levier qui vient en prise avec. le bloc 15 à se mouvoir (le bas en haut plus vite que le piston plongeur, en soulevant, par conséquent, le bloc cylindri que 15 à l'intérieur de soir logement et en tirant de bas en haut ,,tir le mandrin 13 qui y est relié. Le mandrin se trouve ainsi retiré automatiquement, de force, de l'organe tu bulaire formé.
La .formation d'articles tubulaires de la manière décrite est extrêmement rapide; la billetto une fois introduite clans la matrice, on déclenche la presse et le plongeur des cend d'un mouvement rapide. Le mandrin est actionné pour se mouvoir indépendam ment cru piston plongeur et. en avance sur lui.
Le mouvement indépendant du iilandrin clans le mouvement de retour ou de retrait. du piston plongeur est. essentiel au succès de l'opération, afin de dégager le mandrin du tube contracté.
Device for forming tubular articles by upsetting. Many attempts have been made to form tubular metal articles by an upsetting process using metals requiring heating to achieve the necessary fluidity; but none of these attempts have been successful for various reasons, and the main object of the present invention is to obviate the disadvantages due to the clogging of the tools by the fluid metal and the shrinkage of the articles formed during the process. their cooling.
The invention makes it possible to produce tubular articles of relatively short length very quickly by the use of rapidly operating machines (such as punching machines) requiring only the minimum of manpower and material, of so as to reduce thereby the cost price and. to ensure a high yield.
According to the invention, the device for forming tubular articles by upsetting comprises a die arranged to receive a perforated billet, a plunger piston arranged to penetrate into the upper end of the die and to force the metal of the billet out. inside, and a mandrel disposed in the plunger and capable of entering the die and passing through, through the pierced billet before the plunger engages this billet and of being withdrawn from the tube formed by a movement independent of the plunger .
The drawing shows, by way of example, at rig. 1 a vertical section of a plunging piston and of a die as well as of the ram of a press used for putting into practice (the invention , the plunger being shown raised; at Tig. 2.a section similar to fi, -. 1, rel: resE, reading: the relative positions of the parts, when the plunger is in a position intermediate; in Fig. 3 a section similar to Figs 1 and 2, showing the relative positions of the parts at about the end of the active ram stroke;
at the Fi-. 4 a section on a larger scale of the plunger and the die, and in FIG. 5 a perspective view of a finished tube.
To put the invention into practice; a working machine is used. steep, such as a punching machine, on the table of which the die 2 is placed; the matrix is formed by an upper element 3 presenting. a housing 4 in which the hot billet is placed by means of which the article to be obtained must be made.
A die block 5 is placed inside the upper part 3 at the bottom of the housing 4, the die being of a smaller diameter than said housing and having the bevelled groove 6 which goes from the housing <B> 41 </ B> to the recess 7, which forms the upper part, larger, of the tubular article to be manufactured.
A secondary constriction or groove S is formed in the die block 5 to reduce the diameter of the die opening to the size and shape of the outer diameter key to the smallest part of the tube to be produced. The remainder of the length of the die is. formed by several die blocks 9 secured in the main die 2. The plunger 10, secured to the ram 7.1 of the press, is arranged to enter the housing 4 in order to press the key material the billet in the die and this piston is provided with a central orifice 12.
Clans which is placed the pilot mandrel 13. The mandrel 13 is arranged so as to slide in the plunger and its upper end has a head 14 secured in a block. cylindrical 15 arranged so as to be able to slide inside a cylindrical recess 16, axially disposed inside the ram of the press and capable of performing therein. a back-and-forth movement. In the upper end of the block 7.5 is formed an opening 17 in which extends the end of the lever arm 18 which passes through a slit 1.9 made in the side. ram.
The outer end of the lever arm 18 is mounted on a fixed pivot 20. A pivot 21 is secured to the ram, below the lever arm 18 and is. likely, in the movement of the ram, key come into engagement with the underside of this lever arm 18. The lever arm is. engaged with the block 15, carrying the mandrel 13. and. is held in contact with ie pivot 2t by a coil spring 22, working lant in compression, surrounding. the rod 23 pivotally connected to said lever and sliding. longi tudinally through a guide 24 assu- J; etti to. the press.
The operation is as follows: The billet 25 which is pierced centrally is first heated to the desired temperature, then it is placed in the housing 4 and the ram of the press is lowered. As the ram goes down, the lever arm 18, by oscillating on its fixed pivot, and by voting on the pivot 21, makes it descend. the man drin. 13 at a speed greater than that of the plunger, key so as to cause the end of the mandrel to protrude by a sufficient amount to extend through the billet and beyond the underside thereof, to approximately 'to the groove 8, .just before the plunger 10 engages with the billet (fig. 2).
The pressure of the plunger 10 causes the key material to leak out of the billet through the groove or constricted portion 6 in the recess \ i and as the piston moves key out into the die, the mandrel 13 is advanced, by the action of the key arm lever 78. at a speed equal to that of the plunger, because the block 15, carrying the mandrel 13, has reached the key bottom of the recess 16. at the moment when the plunger 10 has come in. taken with the ticket. The metal is leaking. through the constricted grooves 6 and 8 to form the reduced part key tube and. since the mandrel 13 extends well in this restricted part, the metal is completely brought into the desired modified shape.
The result of this is. that the dimensions of the finished tube are exactly determined.
As soon as the movement of the diver from outside to inside ceases, the. pressure ceased and the tube immediately contracts and tightens on the mandrel 13 and., as the plunger is withdrawn in its return movement, the tube is partially withdrawn from the die for the mandrel.
As the diver continues his upward movement, the pivot. 21 engages the underside of the <I> Cie. </I> arm lever 15. and forces the end of the arm (the lever which engages with the block 15 to move (the bottom up faster the plunger, thereby lifting the cylinder block 15 inside the housing and pulling from bottom to top, pull the mandrel 13 connected to it. The mandrel is thus withdrawn automatically, from force, of the formed tubular organ.
The forming of tubular articles in the manner described is extremely rapid; once the billetto has been introduced into the die, the press and the ash plunger are started with a rapid movement. The mandrel is actuated to move independently raw plunger and plunger. ahead of him.
The independent movement of the iilandrin in the return or withdrawal movement. of the plunger is. essential to the success of the operation, in order to free the mandrel from the contracted tube.