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

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

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] Selon une autre caractéristique lesdits moyens exerçant une poussée derrière l'ébauche sont constitués par des butées éclipsables.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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 d_l, 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] Le procédé peut à la limite être utilisé pour des pièces de diamètres intérieur et extérieur constants que l'on voudrait étirer sur mandrin.

Revendications

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.

Dessins