EP0106751A1 - Procédé de fabrication de pièces cylindriques de diamètres progressivement croissants et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procédé de fabrication de pièces cylindriques de diamètres progressivement croissants et dispositif pour sa mise en oeuvre Download PDF

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EP0106751A1
EP0106751A1 EP83401926A EP83401926A EP0106751A1 EP 0106751 A1 EP0106751 A1 EP 0106751A1 EP 83401926 A EP83401926 A EP 83401926A EP 83401926 A EP83401926 A EP 83401926A EP 0106751 A1 EP0106751 A1 EP 0106751A1
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mandrel
blank
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support spout
support
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EP83401926A
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Yves Pencé
Jean Claude Piercy
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
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    • B21C37/16—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
    • B21C1/22—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles
    • B21C1/24—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles by means of mandrels
    • B21C1/26—Push-bench drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/10—Making machine elements axles or shafts of cylindrical form

Definitions

  • cylindrical parts of progressively increasing diameters is meant, in the present description, a part, generally of circular section but which could be of polygonal or other section, comprising an internal drilling, the internal and / or external diameter of the part going growing from its end.
  • This part can then be transformed into a hollow part, that is to say a part whose internal diameter of the central part is greater than the internal diameters of the two end parts, by any known method in particular by drawing and shrinking .
  • FR-A-1 259 364 describes a similar process in which the member forcing the tube through the necking die on the mandrel, which member may be the draw spindle of the drawing bench, bears against the end of the tube which is folded down to form a support collar.
  • FR-A-2 369 027 also proposes to fold down the anterior end of the tube, this folded part forming a support for the necked mandrel used as a pushing member, as in GB-A-606 306 to force the tube through the shrinking or stretching die.
  • the object of the present invention is to form the cylindrical part of progressively increasing internal and / or external diameters by shrinking and drawing and it is characterized in which, to form on the internal periphery and in the vicinity of the front end of the blank to stretch a support spout substantially perpendicular to the axis of the part on which the pushing force of the mandrel is exerted, the end of the blank on the end of the mandrel by pushing the blank and the mandrel held together in axial displacement through one or more necking dies.
  • connection to the axial displacement between the blank and the mandrel is ensured by eclipsable stops which are put out of action after the formation of the support spout, the necking and / or the stretching of the blank then being performed on the same mandrel.
  • the present invention also relates to a device for implementing the method comprising in known manner at least one die, a mandrel and a press pushing said mandrel through said die characterized in that means integral with the mandrel and / or the press are designed to exert a push behind the blank engaged on the mandrel.
  • said means exerting a thrust behind the blank consist of eclipsable stops.
  • the eclipsing of the stops can be achieved by spacing parts in the form of half-sleeves surrounding the mandrel and bearing on the press plate.
  • the eclipsing is obtained by retraction of the stop.
  • the mandrel is slidably mounted on the press plate forming a fixed stop with the dies pushed by jacks towards the fixed plate, the deactivation of the stop is ensured by an advance of the mandrel.
  • the reference 1 designates a known die whose longitudinal profile is conventional, the diameter corresponding to the pass to be produced.
  • Reference 2 designates the mandrel and reference 3 the press plate.
  • the cylindrical part to be obtained has an end part 4 having an internal diameter d 1 and an external diameter D 1 , a part 5 following it having an internal diameter d 2 greater than d l , the two internal surfaces being joined together per year.
  • the cylindrical blank 9 has, for example, an internal diameter equal to d 2 and an external diameter equal to D 2 , that is to say equal respectively and in a known manner to the largest internal and external diameters of the part to be achieve.
  • the length of the blank is determined in a known manner so that the volume of the metal is equal to the volume of the part to be obtained increased by the falls.
  • the mandrel 2 has a shape corresponding to the internal bore of the part to be obtained. It has a nose 10 of diameter d 1 slightly longer than part 4 if the support spout which will be described below does not form part of the geometry of the part and must be removed by machining. Following this nose there is a frustoconical part 11 corresponding to part 6 and a body 12 of diameter d 2 whose length is greater than that of parts 5, 7 and 8 of the part. In the figures and as a simple illustrative example, the mandrel 2 is shown integral with the press plate 3.
  • the blank 9 being threaded on the mandrel and to achieve by constriction the support spout 13 against which the mandrel driven by the press plate will push, we interpose between the rear end of the blank 9 and the press plate 3 pieces forming stops 14 constituted by half-sleeves surrounding the mandrel.
  • the length of the stops 14 is such that the blank 9 protrudes beyond the end face 15 of the mandrel.
  • the front end of the blank is shrunk in a die having a diameter D 1 by pushing the latter on its rear face from the press plate 3, by means of the stops 14.
  • L he operation can be carried out in several passes with dies of decreasing diameters.
  • the metal is pushed concentrically at the same time as it flows forward due to the reduction in diameter and it comes to form a support spout 13 at the periphery of the front face 15 of the mandrel.
  • this support spout may differ from that shown felt but it still has a bearing surface substantially perpendicular to the axis for the surface 15.
  • This first phase of constriction with thrust exerted behind the blank can be continued to achieve a certain length of the part 4 of diameter D 1 but , due to the creep of the metal, the support spout 13 takes off from the face 15 of the mandrel 2.
  • the process can ultimately be used for parts with constant internal and external diameters that one would like to stretch on a mandrel.

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Abstract

@ La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce cylindrique de diamètres interne et/ou externe progressivement croissants par rétreint et étirage à travers des filières dans lequel on forme sur la périphérie interne et au voisinage de l'extrémité avant de l'ébauche à étirer un bec-appui sensiblement perpendiculaire à l'axe de la pièce, bec-appui sur lequel s'exerce la poussée du mandrin et un dispositif pour sa mise en oeuvre.
Conformément à l'invention on forme le bec-appui en rétreignant l'extrémité de l'ébauche (9) sur l'extrémité (10) du mandrin (2) en poussant l'ébauche et le mandrin maintenus solidaires au déplacement axial à travers une ou plusieurs filières (1) de rétreint.
Il est ensuite possible de rétreindre et/ou d'étirer l'ébauche sur le même mandrin.

Description

  • Par pièces cylindriques de diamètres progressivement croissants, on entend, dans la présente description, une pièce, en général de section circulaire mais qui pourrait être de section polygonale ou autre, comportant un forage interne, le diamètre intérieur et/ou extérieur de la pièce allant en croissant à partir de son extrémité. Cette pièce peut être ensuite transformée en pièce creuse, c'est-à-dire une pièce dont le diamètre interne de la partie centrale est plus grand que les diamètres internes des deux parties d'extrémité, par tout procédé connu notamment par étirage et rétreint.
  • On a déjà proposé dans GB-A-606 306 de réaliser de telles pièces par étirage sur mandrin à travers une filière, le mandrin poussant le tube à travers la filière en prenant appui sur un épaulement interne du tube correspondant à l'extrémité interne de la partie terminale de plus grande épaisseur, laquelle est obtenue par rétreint. FR-A-1 259 364 décrit un procédé analogue dans lequel l'organe forçant le tube à travers la filière de rétreint sur mandrin, organe qui peut être la broche de traction du banc d'étirage, prend appui contre l'extrémité du tube qui est rabattue pour former un collet d'appui. FR-A-2 369 027,propose également de rabattre l'extrémité anté- .rieure du tube, cette partie rabattue formant appui pour le mandrin de rétreint utilisé comme organe de poussée, comme dans GB-A-606 306 pour forcer le tube à travers la filière de rétreint ou d'étirage.
  • Ces divers procédés présentent divers inconvénients résultant notamment de l'obligation, pour les deux derniers cités, de rabattre l'extrémité du tube par forgeage, ce qui crée une faiblesse. En effet les fibres qui sont pliées par forgeage pour former le collet rabattu et qui se trouvent à la périphérie de la section du mandrin sur laquelle est formée la partie rétreinte d'extrémité de plus petite section, sont contre-pliées au moment du passage dans la filière de rétreint. Lorsque, comme proposé par GB-A-606 306, le mandrin prend appui sur un redan interne, la force de poussée importante du mandrin qui s'exerce sur une partie tronconique ou divergente est susceptible de provoquer un "gonflement" au droit de cet appui. Enfin lorsque l'on veut fabriquer par rétreint et étirage une pièce du type en cause présentant plusieurs sections différentes, il faut utiliser plusieurs mandrins.
  • La présente invention a pour but de former la pièce cylindrique de diamètres interne et/ou externe progressivement croissants par rétreint et étirage et elle est caractérisée en ce que, pour former sur la périphérie interne et au voisinage de l'extrémité avant de l'ébauche à étirer un bec-appui sensiblement perpendiculaire à l'axe de la pièce sur lequel s'exerce la force de poussée du mandrin, on rétreint l'extrémité de l'ébauche sur l'extrémité du mandrin en poussant l'ébauche et le mandrin maintenus solidaires au déplacement axial à travers une ou plusieurs filières de rétreint.
  • Selon une autre caractéristique, la solidarisation au déplacement axial entre l'ébauche et le mandrin est assurée par des butées éclipsables qui sont mises hors d'action après la formation du bec-appui, le rétreint et/ou l'étirage de l'ébauche étant ensuite effectués sur le même mandrin.
  • La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comportant de façon connue au moins une filière, un mandrin et une presse poussant ledit mandrin à travers ladite filière caractérisé en ce que des moyens solidaires du mandrin et/ou de la presse sont prévus pour exercer une poussée derrière l'ébauche engagée sur le mandrin.
  • Selon une autre caractéristique lesdits moyens exerçant une poussée derrière l'ébauche sont constitués par des butées éclipsables.
  • L'éclipsage des butées peut être réalisé par écartement de pièces en forme de demi-manchons entourant le mandrin et prenant appui sur le plateau de presse. Dans le cas où le mandrin et la butée sont montés coulissants l'un par rapport à l'autre et poussés par des vérins indépendants, l'éclipsage est obtenu par recul de la butée. Dans le cas où le mandrin est monté coulissant sur le plateau de presse formant butée fixe avec les filières poussées par des vérins vers le plateau fixe, la mise hors d'action de la butée est assurée par une avance du mandrin.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels:
    • La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple d'une pièce cylindrique de diamètres progressivement croissants à fabriquer par le procédé de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique du dispositif et du tube ébauche en place sur le mandrin; la figure 3 illustre schématiquement la formation du bec-appui; la figure 4 illustre schématiquement le rétreint sur mandrin de la partie d'extrémité et la figure 5 illustre schématiquement l'opération d'étirage.
  • Dans les différentes figures, la référence 1 désigne une filière connue dont le profil en long est classique, le diamètre correspondant à la passe à réaliser. La référence 2 désigne le mandrin et la référence 3 le plateau de la presse.
  • La pièce cylindrique à obtenir comporte une partie d'extrémité 4 ayant un diamètre interne d1 et un diamètre externe D1, une partie 5 y faisant suite ayant un diamètre interne d2 supérieur à dl, les deux surfaces internes étant réunies par an chanfrein tronconique 6 et une partie 7 ayant le diamètre interne d2 et un diamètre externe D2 supérieur à D1, les deux parties étant réunies par un chanfrein tronconique externe 8.
  • L'ébauche cylindrique 9 a, par exemple, un diamètre interne égal à d2 et un diamètre externe égal à D2, c'est-à-dire égaux respectivement et de façon connue aux plus grands diamètres interne et externe de la pièce à réaliser. La longueur de l'ébauche est déterminée de façon connue pour que le volume du métal soit égal au volume de la pièce à obtenir augmenté des chutes.
  • Le mandrin 2 a une forme correspondant à l'alésage interne de la pièce à obtenir. Il présente un nez 10 de diamètre d1 légèrement plus long que la partie 4 si le bec-appui qui sera décrit ci-après ne fait pas partie de la géométrie de la pièce et doit être éliminé par usinage. A la suite de ce nez on trouve une partie tronconique 11 correspondant à la partie 6 et un corps 12 de diamètre d2 dont la longueur est supérieure à celle des parties 5, 7-et 8 de la pièce. Dans les figures et à titre de simple exemple illustratif, le mandrin 2 est représenté solidaire du plateau de presse 3.
  • L'ébauche 9 étant enfilée sur le mandrin et pour réaliser par rétreint le bec-appui 13 contre lequel va pousser le mandrin entraîné par le plateau de presse, on interpose entre l'extrémité arrière de l'ébauche 9 et le plateau de presse 3 des pièces formant butées 14 constituées par des demi-manchons entourant le mandrin. La longueur des butées 14 est telle que l'ébauche 9 fasse saillie au-delà de la face terminale 15 du mandrin.
  • Comme illustré dans la figure 3, on rétreint dans une filière ayant un diamètre D1, l'extrémité avant de l'ébauche en poussant cette dernière sur sa face arrière depuis le plateau de presse 3, par l'intermédiaire des butées 14. L'opération peut être effectuée en plusieurs passes avec des filières de diamètres décroissants. Le métal est refoulé concentriquement en même temps qu'il flue vers l'avant du fait de la réduction de diamètre et il vient former un bec-appui 13 à la périphérie de la face frontale 15 du mandrin.
  • La section réelle de ce bec-appui peut différer de celle représentée mais il présente toujours une surface d'appui sensiblement perpendiculaire à l'axe pour la surface 15. Cette première phase de rétreint avec poussée exercée derrière l'ébauche peut être poursuivie pour réaliser une certaine longueur de la partie 4 de diamètre D1 mais, du fait du fluage du métal, le bec-appui 13 décolle de la face 15 du mandrin 2.
  • Avant donc que la longueur de la partie rétreinte sur le nez 10 du mandrin ait atteint la longueur de la partie 4 de la pièce, on écarte les butées 14 (Fig. 4). L'opération de rétreint et de filage se poursuit alors comme illustré aux figures 4 et 5 par la poussée exercée sur le bec-appui 13 par la face terminale 15 du mandrin 2.
  • Avec un mandrin 2 présentant trois zones à diamètres croissants ou plus et des filières correspondant aux diamètres extérieurs des différentes parties, il est possible de rétreindre et d'étirer sur un seul mandrin toute pièce cylindrique à diamètres internes et/ou externes croissants.
  • Le procédé peut à la limite être utilisé pour des pièces de diamètres intérieur et extérieur constants que l'on voudrait étirer sur mandrin.

Claims (7)

1. Un procédé de fabrication d'une pièce cylindrique de diamètres interne et/ou externe progressivement croissants par rétreint et étirage à travers des filières dans lequel on forme sur la périphérie interne et au voisinage de l'extrémité avant de l'ébauche à étirer un bec-appui sensiblement perpendiculaire à l'axe de la pièce, bec-appui sur lequel s'exerce la poussée du mandrin,
caractérisé en ce qu'on forme le bec-appui en rétreignant l'extrémité de l'ébauche (9) sur l'extrémité (10) du mandrin (2) en poussant l'ébauche et le mandrin maintenus solidaires au déplacement axial à travers une ou plusieurs filières (1) de rétreint.
2. Un procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la solidarisation au déplacement axial entre l'ébauche et le mandrin est assurée par des butées éclipsables (14) qui sont mises hors d'action après la formation du bec-appui (13), le rétreint et/ou l'étirage de l'ébauche étant ensuite effectués sur le même mandrin (2).
3. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 comportant de façon connue au moins une filière (1), un mandrin (2) et une presse (3) poussant ledit mandrin à travers ladite filière,
caractérisé en ce que des moyens (14) solidaires du mandrin (2) et/ou de la presse (3) sont prévus pour exercer une poussée derrière l'ébauche (9) engagée sur le mandrin (2).
4. Un dispositif selon la revendication 3,
caractérisé en ce que lesdits moyens exerçant une poussée derrière l'ébauche sont constitués par des butées éclipsables (14).
5. Un dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'éclipsage des butées (14) est réalisé par écartement de pièces en forme de demi-manchons entourant le mandrin (2) et prenant appui sur le plateau de presse (3).
6. Un dispositif selon la revendication 4,
caractérisé en ce que le mandrin (2) et la butée (14) sont montés coulissants l'un par rapport à l'autre et poussés par des vérins indépendants, l'éclipsage étant obtenu par recul de la butée (14).
7. Un dispositif selon la revendication 4,
caractérisé en ce que le mandrin (2) est monté coulissant sur le plateau de presse (3) formant bâti fixe avec les filières (1) poussées par des vérins vers le plateau fixe, la mise hors d'action de la butée étant assurée par une avance du mandrin.
EP83401926A 1982-10-08 1983-09-30 Procédé de fabrication de pièces cylindriques de diamètres progressivement croissants et dispositif pour sa mise en oeuvre Withdrawn EP0106751A1 (fr)

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