EP0306380A1 - Outil étage pour le perçage d'un trou dans une pièce par enfoncement axial de l'outil - Google Patents

Outil étage pour le perçage d'un trou dans une pièce par enfoncement axial de l'outil Download PDF

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EP0306380A1
EP0306380A1 EP88402079A EP88402079A EP0306380A1 EP 0306380 A1 EP0306380 A1 EP 0306380A1 EP 88402079 A EP88402079 A EP 88402079A EP 88402079 A EP88402079 A EP 88402079A EP 0306380 A1 EP0306380 A1 EP 0306380A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
lubricant
diameter
working
stepped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88402079A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Robert Prunier
Régis Ruiz
Jean-Pierre Ravier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGENCE REGIONALE DE DEVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES - ARDT -
Original Assignee
AGENCE REGIONALE DE DEVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES - ARDT -
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Filing date
Publication date
Application filed by AGENCE REGIONALE DE DEVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES - ARDT - filed Critical AGENCE REGIONALE DE DEVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES - ARDT -
Publication of EP0306380A1 publication Critical patent/EP0306380A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/32Lubrication of metal being extruded or of dies, or the like, e.g. physical state of lubricant, location where lubricant is applied
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/10Piercing billets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/02Special design or construction
    • B21J9/04Piercing presses

Definitions

  • the present invention relates to a stepped tool for drilling a hole in a part by axial insertion of the hot tool, and plastic deformation of the material of the part.
  • a lubricant is used, it is generally placed in the entry of a pilot hole drilled in the part, as described for example in patents FR-A-2,067,226, FR-A -1,130,759 GB-A-1,365,510.
  • a lubrication method has the disadvantage that the mass of lubricant which may consist of a flexible sheet of glass, a sheet of glass fabric or even a powder cone of agglomerated glass, risk of being pushed back largely in front of the tool and therefore it does not perfectly fulfill its role of interface between the working surface of the tool and the wall of the hole which is being 'be pierced or enlarged.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks by providing a multi-stage combined tool, of particularly simple design, making it possible to carry out all the work in a single operation and with a better qualitative result.
  • this stepped tool for drilling a hole in a part of a material such as a metal by axial insertion of the hot tool, and plastic deformation of the material of the part, successively comprising, from its anterior end, a cylindrical or conical anterior extreme part of a first relatively small diameter, then at least one groove followed by a working part of revolution with a straight section increasing in the direction opposite to that of the advancement of the tool, the large base of which has a second diameter greater than the first diameter, is characterized in that the groove which is situated behind the anterior end part, is provided, before the tool is inserted into the workpiece, d '' a mass of lubricant in the solid state and whose melting point is lower than the temperature at which the part is located during the drilling operation, so that the solid lubricant melts when the tool enters the hot part and that the s
  • the contact surface between the part and the working part is constantly lubricated by a film of molten lubricant formed from the mass of molten lubricant contained
  • the generatrix of the working part of the tool can be linear, that is to say that the working part then has a frustoconical shape. It can also be partially or totally non-linear, the working part then having a pseudotronconical shape with a curved generator in whole or in part.
  • the tool according to the invention makes it possible, in the case where it comprises several successive working parts, to distribute the total work between these working parts according to the properties of the material (rheology, resistance, triaxial aptitude for work hardening or working) .
  • Functional spaces are created between the working parts the kinetics of crystalline restoration of material and the time taken to heat or cool the surface subjected to work. These spaces are used to establish reserves or supplies of lubricant, for example under pressure, and the volume of these reserves is arranged in relation to the surfaces of the working parts to be lubricated.
  • the combined tool according to the invention has several advantages. From an economic point of view, it makes it possible to reduce manufacturing times, assembly and disassembly costs, possibly heating costs, actual transformation costs and the complexity of scheduling. It also makes it possible to increase the range of possibilities of the basic machine, by lowering the forces necessary for a deformation thanks to relubrication. It also makes it possible to increase the field of transformable materials by allowing access to those which can only undergo one cycle, for example a single heating. From a qualitative point of view and therefore also economical, it makes it possible to reduce rejects by avoiding seizures generating scratches and tears, folds, offsets, in hot work, of the bore relative to the outside of the part , each working part requiring a reduced effort and being guided by the previous working part.
  • the stepped tool 1 shown in FIGS. 1 and 2 is designed for drilling into a metal part 2, brought before its forging temperature, by an axial movement from top to bottom, a hole of large diameter a from a pilot hole 3, of smaller diameter b , drilled in the part 2.
  • the tool could also be used without prior production of the pilot hole 3.
  • This tool 1 is gradually inserted, axially, into the part 2, being guided by the pilot hole 3, by means of 'A pusher P with axial movement.
  • the part 2 is held outside, in a conventional manner, in a matrix not shown.
  • the stepped tool 1 comprises several parts of different diameters and each comprising a working part.
  • the tool 1 At its lower or anterior end, the tool 1 comprises a conical part 1 a , with a point facing forward and whose diameter of the posterior base is equal to the diameter b of the pilot hole 3.
  • This frustoconical anterior part 1 a is used, in this case, only for guiding the anterior end of the tool in the pilot hole 3.
  • Above this anterior end portion 1 a is a first cylindrical portion 1 b of diameter c less than diameter b and to which a first working part 1 c is connected.
  • This first working part 1 c has a lateral surface with a straight section progressively increasing upwards, that is to say in the direction opposite to that of the advancement of the tool, for example of frustoconical shape, of small base. anterior of diameter c , by which it is connected to the cylindrical portion 1 b , and of large posterior base with a diameter d which is less than the final diameter a .
  • the large base of the first working part 1 c is extended towards the rear by a second cylindrical portion 1 d with a diameter e less than the diameter d .
  • This second cylindrical portion 1 d is followed by a second working part 1 e which has a side surface with a straight section increasing upwards, for example of frustoconical shape, connected by its small base of diameter e to the second cylindrical portion 1 d and with a large posterior base of diameter a .
  • the angle at the top of the first frustoconical working part 1c is less than that of the second frustoconical working part 1e which is therefore more flared than the previous one, as can be seen in Figures 1 and 2.
  • this provision is not limiting and the angles at the top of the two working parts could be the same or even the angle at the top of the first working part 1 c could be greater than that of the second working part 1 e .
  • the stepped tool 1 is provided, before being engaged in the metal part, with a lubricant which is housed in the grooves formed around the cylindrical portions 1 b and 1 d which respectively provide the connection between the part tapered end 1 a and the first frustoconical working part 1 c and between the first and second frustoconical working parts 1 c , 1 e .
  • the lubricant thus constitutes two rings 4 and 5 which are formed, on the tool 1, respectively around the two cylindrical portions 1 b and 1 d , before it is introduced into the part 2.
  • the two rings 4 and 5 can advantageously each consist of two glass half-crowns obtained by powder molding with a binder or by casting, these two crowns 4,5 being held in place by links disappearing when hot.
  • a fabric scarf of fusible material for example, glass, knotted in the same location.
  • the lower lubricant ring 4 which is located in the pilot hole 3, is found alone in the molten state, in the position of the tool shown in FIG. 1, due to the high temperature, above the point of glass melting, to which this ring 4 is then worn, and during the downward movement of the tool 1, this ring of molten glass 4 provides lubrication of the contact surface between the part 2 and the first frustoconical working part 1 tsp .
  • the upper glass crown 5 is shown in the solid state because it is not yet engaged in the part 2 and that it is therefore not heated enough to be able to melt.
  • this upper glass crown 5 is also in the molten state, when it is engaged in the part 2, as shown in FIG. 2. This upper molten glass crown 5 provides lubrication in the contact area between the metal part 2 and the second working part 1e.
  • a thermally insulating layer 6 which is intended to facilitate the warming up of the lubricant when the properties of the latter require it, is interposed between the surrounding lubricant ring 5 the second cylindrical portion 1 d and the part of the tool 1 with which this ring is in contact.
  • This thermally insulating layer 6 thus extends over the annular shoulder formed at the connection between the large upper base of the first frustoconical working part 1 c and of the cylindrical portion 1 d , all around the lateral surface of this cylindrical portion 1 d , and along the lower part of the lateral surface of the second frustoconical working part 1 e .
  • the front conical portion 1a of the tool 1 is not an integral part of the rest of the tool but is secured to a piston rod 7 s' extending axially inside the body of the tool 1 to open into an internal chamber 8.
  • this rod 7 ends in a piston 9 and a compression spring 11, surrounding this rod 7, is housed between the piston 9 and the bottom of the chamber 8.
  • the piston 11 tends to push upwards the rod 7 and therefore the extreme front portion 1a which has the effect of compression to the crown of lubricant 4 surrounding the first cylindrical portion 1b and consisting of a mass of molten lubricant.
  • the tool 1 also comprises an annular piston 12 mounted to slide freely around the second cylindrical portion 1d and which retains the ring of lubricant 5 surrounding the second cylindrical portion 1d and consisting of a mass of molten lubricant .
  • This piston 12 which rubs on the side wall of the drilled hole, is braked and it con thus tributes to slightly compressing the lubricant 5 ensuring the lubrication of the contact surface of the second frustoconical working part 1c.
  • the first frustoconical working part 1 c is mounted to move axially relative to the second frustoconical working part 1 e .
  • the second cylindrical portion 1 d which extends the first frustoconical working part 1 c , forms a piston sliding axially inside an axial recess 13 of the same diameter formed in the second frustoconical working part 1 e and opening into the small base of it.
  • This recess 13 communicates with the outside via a conduit 14 which can be normally plugged and which is only opened after the engagement of the second working part 1 e in the part 2.
  • the conical front end part 1 a and the first front working part 1 c are replaced by a cylindrical front end part 1 f with a diameter corresponding substantially to the diameter d d '' a pilot hole already resulting from a first operation.
  • the cylindrical part 1 f ensures the axial guidance of the tool which, by its upper frustoconical working part 1 e . widens the hole to the final diameter a .
  • the tool 15 comprises a first conical front centering head 15a which is intended to ensure the centering of the tool in a conical pilot hole formed in the part 2
  • the tool 15 comprises an annular groove 15b containing a mass of lubricant 16, for example a glass crown, and above the groove 15a a working part 15c, of frustoconical shape. and whose large posterior base has a diameter a corresponding to the final diameter which it is desired to obtain for the hole.
  • At the work part Lante 15c follows a cylindrical portion 15d of diameter a whose role is to avoid the deviation of the hole during execution.
  • the tool 16 comprises a cylindrical head 16a to which follows a cylindrical portion 16b, of smaller diameter, delimiting a groove containing a mass of lubricant 17 such as molten glass.
  • the head 16a preferably has, in its front face, an annular cavity 16d centered on the axis and containing a small amount of lubricant.
  • Behind the cylindrical portion 16b extends the frustoconical working part 16c whose small anterior base is connected to the cylindrical portion 16b and whose large posterior base defines the final diameter a of the drilled hole.
  • the tool 1 in FIGS. 1 and 2 has been modified in such a way that its conical anterior end part 1 a is extended towards the rear by a cylindrical guide surface 1 g , of diameter b , connected to the first cylindrical portion 1b of smaller diameter.
  • the large posterior base of the first frustoconical working part 1c is extended upwards by a second cylindrical guide bearing 1 h , of diameter d , connecting to the second cylindrical portion 1 d
  • the large posterior base of the second working part frustoconical 1e is extended by a third guide bearing 1 i of diameter a .
  • the tool 1 in FIG. 9 has been modified to present, above the second cylindrical portion 1 d , a cylindrical guide surface 1 j , likewise diameter d than the cylindrical guide surface 1 h , which is followed by a working part 1 k with non-linear generator, convex or concave, which can itself be followed, possibly, by a working part 1 l with general linear trice.
  • the first working part 1 c could also have a totally or partially linear generator.
  • the tool represented in FIG. 10 has several advantages with regard to the distribution of the lubricant, which is prevented from having a heap in the form of a large hydraulic wedge, which can distort the shape of the working parts, improving the final centering. , the successive bores fitting into each other without risk of deviation, the surface quality of the bore, owing to the fact that the edge of the initial hole, or the previous hole, is avoided and the material is lost, because, resulting from the previous property, it is possible to reduce the size of the initial pilot hole, up to the limits imposed by the first lubrication.
  • the tool 18 has a generally frustoconical shape with a point engaged in a pilot hole 3 of small diameter b .
  • the front end portion 18a of the tool 18 which is engaged in the pilot hole 3, is rounded. It is extended towards the rear by a first part of frustoconical shape with curved generator 18b, with concavity facing outwards, then a second frustoconical part 18c with straight generator, then a third part 18d of frustoconical shape with curved generator, with concavity facing outwards, then a fourth frustoconical part 18th, with a straight generator.
  • the two working parts are constituted by the two frustoconical parts 18c and 18e and they are in simultaneous contact with the priming cone in part 2.
  • the lubricant is, in this case, simply predisposed in the priming cone and after fusion it is enclosed in the annular spaces defined by the two frustoconical parts 18b, 18d, with curved generator, to lubricate the two working parts 18c, 18th.

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Abstract

Un outil étagé pour le perçage d'un trou dans une pièce d'un matériau tel qu'un métal, par enfoncement axial de l'outil à chaud, et déformation plastique du matériau de la pièce comprend successivement, à partir de son extrémité antérieure, une partie extrême antérieure cylindrique ou conique (1a) d'un premier diamétre relativement petit, puis une gorge suivie d'une partie travaillante de révolution évolutive (1c), à section droite croissant dans le sens opposé à l'avancement de l'outil, dont la grande base a un second diamètre supérieur au premier diamètre. Pour améliorer la lubrification pendant le perçage la gorge située en arrière de la partie extrême entérieure (1a) est pourvue, avant l'enfoncement de l'outil dans la pièce (2), d'une masse de lubrifiant (4, 5) à l'état solide et dont le point de fusion est inférieur à la température à laquelle se trouve la pièce (2) pendant l'opération de perçage, si bien que le lubrifiant solide fond lorsque l'outil pénètre dans la pièce (2) chaude et que la surface de contact entre la pièce (2) et la pièce travaillante (1c) est constamment lubrifiée par un film de lubrifiant fondu.

Description

  • La présente invention concerne un outil étagé pour le perçage d'un trou dans une pièce par enfoncement axial de l'outil à chaud, et déformation plastique du matériau de la pièce.
  • Pour réaliser dans une pièce pleine d'un matériau quelconque notamment d'une pièce métallique, par poinçon­nage ou en se guidant sur un avant-trou, un trou ou respec­tivement un trou plus grand, on éprouve des difficultés qui sont dues à plusieurs contraintes relevant de la résistance et de la rhéologie du matériau déformé, ainsi que des frot­tements et problèmes de lubrification.
  • On connaît déjà de tels outils étagés qui sont dé­crits par exemple dans les brevets SU-A-880545, JP-A-54109056, FR-A-542043 et FR-E-25550. Chacun des outils décrits dans ces divers brevets comprend successivement, à partir de son extrémité antérieure, une partie extrême anté­rieure cylindrique ou conique, puis une gorge, puis une partie travaillante de révolution à section droite croissant dans la direction opposée à celle de l'avancement de l'ou­til. Ces outils peuvent être utilisés avec leurs surfaces travaillantes en contact direct avec la paroi du trou percé dans la pièce, on bien avec interposition entre elles d'une couche de lubrifiant. Si un tel lubrifiant est utilisé, il est généralement mis en place dans l'entrée d'un avant-trou percé dans la pièce, ainsi qu'il est décrit par exemple dans les brevets FR-A-2 067 226, FR-A-1 130 759 GB-A-1 365 510. Un tel procédé de lubrification présente toutefois l'incon­vénient que la masse de lubrifiant qui peut être constituée par une nappe souple de verre, une feuille de tissu de verre ou encore un cône de poudre de verre agglomérée, risque d'être repoussée en grande partie en avant de l'outil et de ce fait elle ne remplit pas parfaitement son rôle d'inter­face entre la surface travaillante de l'outil et la paroi du trou qui est en train d'être percé ou élargi.
  • La présente invention vise à remédier à ces inconvé­nients en procurant un outil combiné étagé, de conception particulièrement simple, permettant de réaliser tous les travaux en une seule opération et avec un meilleur résultat qualitatif.
  • A cet effet cet outil étagé pour le perçage d'un trou, dans une pièce d'un matériau tel qu'un métal, par enfoncement axial de l'outil à chaud, et déformation plasti­que du matériau de la pièce, comprenant successivement, à partir de son extrémité antérieure, une partie extrême anté­rieure cylindrique ou conique d'un premier diamètre relati­vement petit, puis au moins une gorge suivie d' une partie travaillante de révolution à section droite croissant dans la direction opposée à celle de l'avancement de l'outil, dont la grande base a un second diamètre supérieur au pre­mier diamètre, est caractérisé en ce que la gorge qui est située en arrière de la partie extrême antérieure, est pour­vue, avant l'enfoncement de l'outil dans la pièce, d'une masse de lubrifiant à l'état solide et dont le point de fusion est inférieur à la température à laquelle se trouve la pièce pendant l'opération de perçage, si bien que le lubrifiant solide fond lorsque l'outil pénètre dans la pièce chaude et que la surface de contact entre la pièce et la partie travaillante est constamment lubrifiée par un film de lubrifiant fondu formé à partir de la masse de lubrifiant fondu contenue dans la gorge.
  • La génératrice de la partie travaillante de l'outil peut être linéaire c'est-à-dire que la partie travaillante a alors une forme tronconique. Elle peut être aussi partiel­lement ou totalement non linéaire, la partie travaillante ayant alors une forme pseudotronconique à génératrice courbe en totalité ou en partie.
  • L'outil suivant l'invention permet, dans le cas où il comporte plusieurs parties travaillantes successives, de répartir le travail total entre ces parties travaillantes en fonction des propriétés du matériau (rhéologie, résistance, aptitude triaxiale à l'écrouissage ou au corroyage). Entre les parties travaillantes sont ménagés des espaces fonction de la cinétique de restauration cristalline de matériau et du délai de réchauffe ou de refroidissement de la surface soumise au travail. Ces espaces sont utilisés pour établir des réserves ou des apports de lubrifiant, par exemple sous pression, et le volume de ces réserves est aménagé en rela­tion avec les surfaces des parties travaillantes à lubri­fier.
  • L'outil combiné suivant l'invention présente plu­sieurs avantages. Du point de vue économique il permet de diminuer les délais de fabrication, les frais de montage et de démontage, éventuellement les coûts de chauffe, les coûts de transformation effective et la complexité de l'ordonnan­cement. Il permet également d'augmenter l'étendue des possi­bilités de la machine de base, en abaissant les forces né­cessaires pour une déformation grâce à la relubrification. Il permet aussi d'accroître le champ des matériaux trans­formables en permettant d'accéder à ceux qui ne peuvent subir qu'un cycle, par exemple une seule chauffe. Du point de vue qualitatif et par conséquent également économique il permet de diminuer les rebuts en évitant les grippages gé­nérateurs de rayures et arrachements, les replis, les décen­trages, en travail à chaud, de l'alésage par rapport à l'ex­térieur de la pièce, chaque partie travaillante nécessitant un effort plus réduit et se guidant sur la précédente partie travaillante.
  • On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita­tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel :
    • Les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale d'un outil étagé suivant l'invention à deux stades de tra­vail différent.
    • Les figures 3 à 11 sont des vues en coupe axiale de variantes d'exécution de l'outil.
  • L'outil étagé 1 représenté sur les figures 1 et 2 est conçu pour percer dans une pièce métallique 2, portée préalablement à sa température de forgeage, par un mouvement axial de haut en bas, un trou de grand diamètre a à partir d'un avant-trou 3, de plus petit diamètre b, percé dans la pièce 2. Toutefois l'outil pourrait être également utilisé sans réalisation préalable de l'avant-trou 3. Cet outil 1 est enfoncé progressivement, axialement, dans la pièce 2, en étant guidé par l'avant-trou 3, au moyen d'un poussoir P à mouvement axial. La pièce 2 est maintenue à l'extérieur, d'une manière conventionnelle, dans une matrice non repré­sentée.
  • L'outil étagé 1 comprend plusieur parties de diamè­tres différents et comprenant chacune une partie travaillan­te. A son extrémité inférieure ou antérieure l'outil 1 comprend une partie conique 1a, à pointe tournée vers l'a­vant et dont le diamètre de la base postérieure est égal au diamètre b de l'avant-trou 3. Cette partie antérieure tron­conique 1a sert, dans ce cas, uniquement au guidage de l'extrémité antérieure de l'outil dans l'avant-trou 3. Au-dessus de cette partie extrême antérieure 1a se trouve une première portion cylindrique 1b de diamètre c infé­rieur au diamètre b et à laquelle se raccorde une première partie travaillante 1c. Cette première partie travaillante 1c a une surface latérale à section droite croissant progressivement vers le haut, c'est-à-dire dans la direction opposée à celle de l'avancement de l'outil, par exemple de forme tronconique, de petite base antérieure de diamètre c, par laquelle elle se raccorde à la portion cylindrique 1b, et de grande base postérieure d'un diamètre d qui est inférieur au diamètre final a. La grande base de la première partie travaillante 1c est prolongée vers l'arrière par une seconde portion cylindrique 1d d'un diamètre e inférieur au diamètre d. A cette seconde portion cylindrique 1d fait suite une seconde partie travaillante 1e qui a une surface latérale à section droite croissant vers le haut, par exem­ple de forme tronconique, raccordée par sa petite base de diamètre e à la seconde portion cylindrique 1d et présen­tant une grande base postérieure de diamètre a. L'angle au sommet de la première partie travaillante tronconique 1c est inférieur à celui de la seconde partie travaillante tronco­nique 1e qui est donc plus évasée que la précédente, comme on peut le voir sur les figures 1 et 2. Toutefois cette disposition n'est pas limitative et les angles au sommet des deux parties travaillantes pourraient être les mêmes ou bien encore l'angle au sommet de la première partie travaillante 1c pourrait être supérieur à celui de la seconde partie travaillante 1e.
  • Suivant l'invention l'outil étagé 1 est pourvu, avant d'être engagé dans la pièce métallique, d'un lubri­fiant qui est logé dans les gorges formées autour des por­tions cylindriques 1b et 1d qui assurent respectivement la liaison entre la partie extrême conique 1a et la première partie travaillante tronconique 1c et entre les première et seconde parties travaillantes tronconiques 1c,1e. Le lubri­fiant constitue ainsi deux couronnes 4 et 5 qui sont for­mées, sur l'outil 1, respectivement autour des deux por­tions cylindriques 1b et 1d, avant qu'il ne soit introduit dans la pièce 2. Les deux couronnes 4 et 5 peuvent être avantageusement constituées chacune de deux demi-couronnes en verre obtenues par moulage de poudre avec un agglomérant ou par coulée, ces deux couronnes 4,5 étant maintenues en place par des liens disparaissant à chaud. On peut également utiliser à cet effet une écharpe de tissu de matière fusi­ble, par exemple, de verre, nouée au même emplacement.
  • La couronne de lubrifiant inférieure 4 qui est située dans l'avant-trou 3, se trouve seule à l'état fondu, dans la position de l'outil représentée sur la figure 1, du fait de la température élevée, supérieure au point de fusion du verre, à laquelle cette couronne 4 est alors portée, et au cours de mouvement de descente de l'outil 1, cette couronne de verre fondu 4 assure la lubrification de la surface de contact entre la pièce 2 et la première partie travaillante tronconique 1c. Sur la figure 1 la couronne de verre supérieure 5 est représentée à l'état solide du fait qu'elle n'est pas encore engagée dans la pièce 2 et qu'elle n'est donc pas chauffée suffisamment pour pouvoir fondre. Par contre cette couronne de verre supérieure 5 se trouve également à l'état fondu, lorsqu'elle est engagée dans la pièce 2, comme il est représenté sur la figure 2. Cette couronne de verre fondu supérieure 5 assure la lubrifcation dans la zone de contact entre la pièce métallique 2 et la seconde partie travaillante 1e.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 3 une couche isolante thermiquement 6 qui est destinée à faciliter la mise à température du lubri­fiant quand les propriétés de ce dernier l'exigent, est interposée entre la couronne de lubrifiant 5 entourant la seconde portion cylindrique 1d et la partie de l'outil 1 avec laquelle cette couronne est en contact. Cette couche isolante thermiquement 6 s'étend ainsi sur l'épaulement annulaire formé au raccordement entre la grande base supé­rieure de la première partie travaillante tronconique 1c et de la portion cylindrique 1d, tout autour de la surface latérale de cette portion cylindrique 1d, et le long de la partie inférieure de la surface latérale de la seconde par­tie travaillante tronconique 1e.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 4 la partie conique antérieure 1a de l'outil 1 ne fait pas partie intégrante du reste de l'outil mais elle est solidaire d'une tige de piston 7 s'étendant axialement à l'intérieur du corps de l'outil 1 pour débou­cher dans une chambre interne 8. Dans cette chambre cette tige 7 se termine par un piston 9 et un ressort de compres­sion 11, entourant cette tige 7, est logé entre le piston 9 et le fond de la chambre 8. Sous l'effet du ressort le pis­ton 11 tend à repousser vers le haut la tige 7 et par consé­quent la partie extrême antérieure 1a ce qui a pour effet de mettre en compression la couronne de lubrifiant 4 entou­rant la première portion cylindrique 1b et consituée d'une masse de lubrifiant fondu. Dans cette forme d'exécution l'outil 1 comprend également un piston annulaire 12 monté librement à coulissement autour de la seconde portion cy­lindrique 1d et qui retient la couronne de lubrifiant 5 entourant la seconde portion cylindrique 1d et constituée d'une masse de lubrifiant fondu. Ce piston 12 qui frotte sur la paroi latérale du trou percé, est freiné et il con­ tribue ainsi à comprimer légèrement le lubrifiant 5 assu­rant la lubrification de la surface de contact de la seconde partie travaillante tronconique 1c.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 5 la première partie travaillante tronconique 1c est montée mobile axialement par rapport à la seconde partie travaillante tronconique 1e. A cet effet la seconde portion cylindrique 1d qui prolonge la première partie travaillante tronconique 1c, forme un piston coulis­sant axialement à l'intérieur d'un chambrage axial 13 de même diamètre ménagé dans la seconde partie travaillante tronconique 1e et débouchant dans la petite base de cel­le-ci. Ce chambrage 13 communique avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un conduit 14 qui peut être normalement bouché et qui n'est débouché qu'après l'engagement de la seconde partie travaillante 1e dans la pièce 2.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 6 la partie extrême antérieure conique 1a et la première partie travaillante antérieure 1c sont remplacées par une partie extrême antérieure cylindrique 1f d'un diamètre correspondant sensiblement au diamètre d d'un avant-trou résultant déjà d'une première opération. La partie cylindrique 1f assure le guidage axial de l'outil qui, par sa partie travaillante tronconique supérieure 1 e. élargit le trou au diamètre final a.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 7 l'outil 15 comprend une première tête antérieure conique de centrage 15a qui est destinée à assu­rer le centrage de l'outil dans un avant-trou conique formé dans la pièce 2. Au-dessus de cette tête de centrage anté­rieure 15a l'outil 15 comprend une gorge annulaire 15b con­tenant une masse de lubrifiant 16, par exemple une couronne de verre, et au-dessus de la gorge 15a une partie travail­lante 15c, de forme tronconique et dont la grande base pos­térieure a un diamètre a correspondant au diamètre final que l'on désire obtenir pour le trou. A la partie travail­ lante 15c fait suite une portion cylindrique 15d de diamè­tre a dont le rôle est d'éviter la déviation du trou en cours d'exécution.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 8 l'outil 16 comprend une tête 16a cylindrique à laquelle fait suite une portion cylindrique 16b, de plus petit diamètre, délimitant une gorge contenant une masse de lubrifiant 17 tel que du verre fondu. La tête 16a présent de préférence, dans sa face frontale, une cavi­té annulaire 16d centrée sur l'axe et contenant une petite quantité de lubrifiant. En arrière de la portion cylindrique 16b s'étend la partie travaillante tronconique 16c dont la petite base antérieure est raccordée à la portion cylindri­que 16b et dont la grande base postérieure définit le dia­mètre final a du trou percé.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 9 l'outil 1 des figures 1 et 2 a été modifié de telle façon que sa partie extrême antérieure conique 1a soit prolongée vers l'arrière par une portée de guidage cylindrique 1g, de diamètre b, reliée à la premiè­re portion cylindrique 1b de plus petit diamètre. La grande base postérieure de la première partie travaillante tron­conique 1c est prolongée vers le haut par une deuxième portée de guidage cylindrique 1h, de diamètre d, se raccor­dant à la seconde portion cylindrique 1d, et la grande base postérieure de la seconde partie travaillante tronconique 1e est prolongée par une troisième portée de guidage 1i de diamètre a.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 10 l'outil 1 de la figure 9 a été mo­difié pour présenter, au-dessus de la seconde portion cylin­drique 1d, une portée de guidage cylindrique 1j, de même diamètre d que la portée de guidage cylindrique 1h, laquelle est suivie d'une partie travaillante 1k à génératrice non linéaire, convexe ou concave, qui peut être elle-même sui­vie, éventuellement, d'une partie travaillante 1l à généra­ trice linaire. La première partie travaillante 1c pourrait aussi avoir une génératrice totalement ou partiellement linéaire.
  • L'outil représenté sur la figure 10 a plusieurs avantages en ce qui concerne la répartition du lubrifiant, dont on évite qu'il présente un amas en forme de coin hy­draulique important, pouvant dénaturer la forme des parties travaillantes, l'amélioration du centrage final, les alésa­ges successifs s'emboîtant les uns dans les autres sans risque de déviation, la qualité de surface de l'aléage, du fait qu'on évite le rabattement du bord du trou initial, ou du précédent, et les pertes de matériau, car, résultant de la propriété précédente, il est possible de diminuer la taille de l'avant-trou initial, jusqu'aux limites imposées par la première lubrification.
  • Dans la variante d'exécution de l'invention repré­sentée sur la figure 11 l'outil 18 a une forme générale tronconique à pointe engagée dans un avant-trou 3 de petit diamètre b. La partie extrême antérieure 18a de l'outil 18 qui est engagée dans l'avant-trou 3, est arrondie. Elle est prolongée vers l'arrière par une première partie de forme tronconique à génératrice courbe 18b, à concavité tournée vers l'extérieur, puis une deuxième partie tronconique 18c à génératrice rectiligne, puis une troisième partie 18d de forme tronconique à génératrice courbe, à concavité tournée vers l'extérieur, puis une quatrième partie tronconique 18e, à génératrice rectiligne. Dans cette variante les deux parties travaillantes sont constituées par les deux parties tronconiques 18c et 18e et elles sont en contact simultané avec le cône amorce dans la pièce 2. Le lubrifiant est, dans ce cas, simplement prédisposé dans le cône amorce et après fusion il se trouve enfermé dans les espaces annulaires définis par les deux parties tronconiques 18b,18d, à généra­trice courbe, pour lubrifier les deux parties travaillantes 18c,18e.

Claims (13)

1.- Outil étagé pour le perçage d'un trou, dans une pièce d'un matériau quelconque, par enfoncement axial de l'outil à chaud, et déformation plastique du matériau, comprenant successivement, à partir de son extrémité anté­rieure, une partie extrême antérieure cylindrique (1f) ou conique (1a) d'un premier diamètre relativement petit, puis au moins une gorge suivie d'une partie travaillante de révolution (1c) à section droite croissant dans la direction opposée à celle de l'avancement de l'outil, dont la grande base a un second diamètre supérieur au premier diamètre, caractérisé en ce que le gorge qui est située en arrière de la partie extrème antérieure (1a,1f), est pourvue, avant l'enfoncement de l'outil dans la pièce, d'une masse de lu­brifiant (4) à l'état solide et dont le point de fusion est inférieur à la température à laquelle se trouve la pièce pendant l'opération de perçage, si bien que le lubrifiant fond lorsque l'outil pénètre dans la pièce chaude et que la surface de contact entre la pièce (2) et la partie travail­lante (1c) est constamment lubrifiée par un film de lubri­fiant fondu formé à partir de la masse de lubrifiant fondu contenue dans la gorge.
2.- Outil étagé suivant la revendication 2 carac­térisé en ce qu'une couche isolante thermiquement (6) est interposée entre la masse de lubrifiant (5) entourant la seconde portion cylindrique (1d) et la partie de l'outil (1) avec laquelle cette masse de lubrifiant (5) est en contact.
3.- Outil étagé suivant l'une quelconque des reven­dications 2 et 3 caractérisé en ce que la partie conique antérieure (1a) de l'outil (1) est solidaire d'une tige de piston (7) s'étendant axialement à l'intérieur de corps de l'outil (1) pour déboucher dans une chambre interne (8), dans cette chambre la tige (7) se termine par un piston (9) et un ressort de compression (11), entourant cette tige (7), est logé entre le piston (9) et le fond de la chambre (8).
4.- Outil étagé suivant la revendication 4 carac­térisé en ce qu'il comprend un piston annulaire (12) monté librement à coulissement autour de la seconde portion cy­lindrique (1d) et qui retient la masse de lubrifiant (5) entourant la seconde portion cylindrique (1d), ce piston (12) qui frotte sur la paroi latérale du trou percé, étant freiné et contribuant ainsi à comprimer légèrement le lu­brifiant (5) assurant la lubrification de la surface de contact de la seconde partie travaillante (1c).
5.- Outil étagé suivant l'une quelconque des reven­dications 2 et 3 caractérisé en ce que la première partie travaillante (1c) est montée mobile axialement par rapport à la seconde partie travaillante (1e), la seconde portion cylindrique (1d) qui prolonge la première partie travail­lante (1c), forme un piston coulissant axialement à l'in­térieur d'un chambrage axial, (13) de même diamètre ménagé dans la seconde partie travaillante (1e) et débouchant dans la petite base de celle-ci, ce chambrage (13) commu­niquant avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un conduit (14) qui peut être normalement bouché et qui n'est débouché qu'après l'engagement de la seconde partie travaillante (1e) dans la pièce (2).
6.- Outil étagé suivant la revendication 1 carac­térisé en ce qu'il comporte une partie extrême antérieure cylindrique (1f) d'un diamètre correspondant sensiblement au diamètre (b) d'un avant-trou résultant déjà d'une première opération.
7.- Outil étagé suivant la revendication 1 carac­térisé en ce qu'il comprend une première tête antérieure conique de centrage (15a) qui est destinée à assurer le centrage de l'outil dans un avant-trou conique formé dans la pièce (2), puis une gorge annulaire (15b) contenant une masse de lubrifiant (16), puis une partie travaillante (15c) dont la grande base postérieure a un diamètre (a) corres­pondant au diamètre final que l'on désire obtenir pour le trou.
8.- Outil étagé suivant la revendication 1 carac­térisé en ce qu'il comprend une tête (16a) cylindrique à laquelle fait suite une portion cylindrique (16b), de plus petit diamètre, délimitant une gorge contenant une masse de lubrifiant (17), puis une partie travaillante (16c) dont la petite base antérieure est raccordée à la portion cylin­drique (16b) et dont la grande base postérieure définit le diamètre final (a) du trou percé.
9.- Outil étagé suivant l'une quelconque des re­vendications précédentes caractérisé en ce que chaque partie travaillante (1c,1e) est prolongée par une portée cylindri­que de guidage (1h,1i) de même diamètre que celui de la grande base de la partie travaillante (1c,1e).
10.- Outil étagé suivant l'une quelconque des re­vendications précédentes caractérisé en ce que sa partie extrême antérieure conique (1a) est prolongée vers l'arrière par une portée cylindrique de guidage (1g) de même diamètre que celui de cette partie extrême (1a).
11.- Outil étagé suivant la revendication 1 carac­térisé en ce qu'il a une forme générale tronconique à poin­te engagée dans un avant-trou (3) de petit diamètre(b), la partie extrême antérieure (18a) de l'outil (18) qui est engagée dans l'avant-trou (3), est arrondie et elle est prolongée par une première partie de forme tronconique à génératrice courbe (18b), à concavité tournée vers l'exté­rieur, puis une deuxième partie tronconique (18c) à généra­trice rectiligne, puis une troisième partie (18d) de forme tronconique à génératrice courbe, à concavité tournée vers l'extérieur, puis une quatrième partie tronconique (18e), à génératrice rectiligne, les deux parties travaillantes étant constituées par les deux parties tronconiques (18c,18e) et étant en contact simultané avec un cône amorce dans la pièce (2).
12.- Outil étagé suivant l'une quelconque des reven­dications précédentes caractérisé en ce que chaque masse de lubrifiant est constituée par une couronne (4,5) du lubri­fiant, par exemple en verre, destinée à fondre dans la pièce (2).
13.- Outil étagé suivant la revendication 13 carac­térisé en ce que chaque couronne (4,5) est constituée de deux demi-couronnes obtenues par moulage de poudre avec un agglomérant ou par coulée, ces deux couronnes (4,5) étant maintenues en place par des liens disparaissant à chaud, ou bien par une écharpe de tissu de matière fusible nouée au même emplacement.
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