Brevet FR2067226A1 — publié le 19710820

La présente invention concerne le perçage à chaud des billettes métalliques en vue, par exemple, de leur transformation en tubes. Elle concerne plus particulièrement l'opération appelée expansion qui consiste à donner par déformation à chaud l'alésage désiré à une billette dans laquelle un avant trou a été 5 pratiqué par forage à froid. Il est connu, en particulier par le brevet français nS 1 130 759 déposé au nom du Comptoir Industriel d'Etirage et de Profilage des Métaux, ancien nom de la demanderesse,d'utiliser à cet effet une presse à percer munie d'un outil de forme générale conique et d'y introduire une billette chaude sur laquelle on a 10 pratiqué par usinage à froid un avant trou cylindrique axial dont l'extrémité arrière est évasée de façon, à la fois, à faciliter la pénétration de l'outil et à constituer le logement d'une réserve de lubrifiant en poudre. Une telle pratique, couramment utilisée à ce jour garantit une co-axialité rigoureuse entre l'alésage et la surface extérieure de là billette. Elle 15 exige cependant que soit effectué sur la billette froide non seulement un forage pour réaliser l'avant trou cylindrique, mais aussi un tournage pour usiner l'évase-ment arrière. La présente invention, due aux travaux de Monsieur Albert SIRAMTOINE, permet d'éviter cette dernière opération et, par conséquent, la perte de temps et 20 de métal qu'elle représente, ainsi que l'investissement correspondant en équipement. Elle consiste à chauffer à température de déformation une billette dans l'axe de laquelle on a foré à froid sur toute sa longueur un avant trou cylindrique axial de petit diamètre, à introduire cette billette dans une presse à percer munie d'un outil de forme générale conique dit outil de poinçonnage, à former par 25 poinçonnage au moyen de cet outil un évasement de l'avant trou cylindrique, à rappeler l'outil en arrière, à garnir 1'évasement de lubrifiant et à pratiquer l'expansion à la manière connue au moyen d'un outil dénommé ci-après outil d'expansion. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, le lubrifiant utilisé est une poudre et, conformément à l'enseignement du brevet français 30 ne 1 130 759> 1'évasement de l'avant trou doit avoir une forme conique légèrement plus ouverte que la surface conique de l'outil d'expansion. On utilise alors un outil de poinçonnage mis en place en bout de l'aiguille dont la partie travaillante a une forme conique légèrement plus ouverte que celle de l'outil d'expansion, puis on remplace cet outil par l'outil d'expansion, tandis qu'on met en place la poudre lu-35 brifiante, et enfin on pratique l'expansion. BAD ORIGINAL 2067226 Suivant un second mode de réalisation, le lubrifiant et 1'outil de poinçonnage sont les mêmes que dans le premier mode, l'outil de poinçonnage est fixé sur l'aiguille mais l'outil d'expansion présente à sa partie arrière un logement à la demande de l'avant de l'outil de poinçonnage. Après avoir pratiqué le 5 poinçonnage et mis en place la poudre lubrifiante, on met en place l'outil d'expansion en lui faisant coiffer l'extrémité avant de l'outil de poinçonnage maintenu en place et on pratique l'expansion. Un troisième mode de réalisation s'applique avantageusement lorsque l'on peut donner au lubrifiant une forme cohérente. C'est notamment le cas lors— 10 que, l'alliage ne la billette étant difficile à défoimer, il est fait usage de lubrification vitreuse on utilise alors pour le poinçonnage l'outil d'expansion évasement . lui-même, on le rappelle en arrière et on garnit 1'-évasion ainsi créé d'une réserve de lubrifiant constituée soit par line feuille de verre cohérente, par exemple une nappe souple ou un .tissu de fils de verre, soit par un cône de poudre de verre 15 agglomérée conformément à la demande de brevet français n9 6 904 091 du 19 février 1969 ; après quoi, sans avoir modifié l'outillage, on poursuit l'expansion à la manière connue. La structure cohérente possédée par la réserve lubrifiante dispense, en effet, de prévoir pour la billette un angle d'évasement supérieur à la conicité 20 de l'outil d'expansion. Il en résulte une simplification des outillages. Pour mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant, à titre d'exemple et sans aucun caractère limitatif, décrire un outillage conforme à l'invention dans le cas où il est fait usage d'un lubrifiant pulvérulent. La figure 1. représente une coupe axiale de la partie supérieure du 25 conteneur au moment oy. vient de se terminer le poinçonnage suivant le premier mode de réalisation de l'invention. On y remarque la billette chaude à expandre 1, placée dans le conteneur 2 de la presse à percer. L'aiguille 3 transmettant la force de la presse à l'outil de poinçonnage 4 vient de contraindre celui-ci à pénétrer dans la billette 1 jusqu'à ce que le diamètre de l'empreinte créée sur sa face su— 30 périeure atteigne, par exemple 50 mm. Cet outil de poinçonnage 4 comporte un nez de guidage 5 capable de pénétrer dans l'alésage 6 de la billette 1, sans la déformer, une surface de travail 7 légèrement plus ouverte que celle de l'outil d'expansion que l'on utilisera et une partie cylindrique de même diamètre que l'aiguille 3. L'outil de poinçonnage 4 est rendu solidaire de l'aiguille par un agencement 35 facilement démontable, d'un type connu en soi, représenté symboliquement par 8. La suite de l'opération comportera le rappel vers le haut de l'aiguille 3» l'enlève- 69 40970 bad original 69 40970 3 2067226 ment de l'outil 4» la mise en place de la poudre lubrifiante dans l'évasement créé par 7 et de l'outil d'expansion en bout de l'aiguille grâce à l'agencement 8, puis l'application de la force de la presse pour forcer l'outil d'expansion à traverser la totalité de la billette. 5 La figure 2 représente une coupe axiale de la partie supérieure du conteneur immédiatement avant que conmence l'expansion suivant le deuxième mode de réalisation de l'invention. Les mêmes repères y ont la même signification que dans la figure 1. On y remarque de haut en bas l'aiguille 3 à laq-ielle un outil de poinçonnage 4 de partie travaillante identique à celle de la figure 1 est fixé, par 10 exemple par blocage d'un filetage 8'. Cet outil vient d'être utilisé pour former dans la billette 1 1'évasement conique 7', puis l'aiguille a été rappelée en arrière, entraînant l'outil 4. On a placé de la poudre lubrifiante 9 dans 1'évasement conique 7' et on a mis en place l'outil d'expansion 10 en le centrant dans 1'alésage 6 de la billette au moyen de son extrémité avant 11. Le diamètre maximum de cet 15 outil 10 est égal au diamètre d'expansion désiré et est supérieur au diamètre commun de l'outil de poinçonnage 4 et de l'aiguille 3- L'extrémité avant 5 et la surface conique 7 de l'outil de poinçonnage 4 étaient alors prêts à venir se loger respectivement dans la portion cylindrique de la cavité 12 de l'outil 10 en vue d'épouser exactement la surface de la portion conique de cette cavité. L'application de 20 la force de la presse à l'aiguille 3 a alors amené successivement les différents outillages à occuper la position représentée sur la figure, puis, sans interruption, à traverser la totalité de la billette en l'expandant. Dans le cas où il est fait usage d'un ensemble lubrifiant de matière cohérente, par exemple, une nappe souple de verre, une feuille de tissu de verre 25 ou un cône de poudre de verre agglomérée, la presse est initialement munie d'un outil d'expansion en tous points conforme à la pratique connue, on applique la force de la presse jusqu'à ce que l'outil d'expansion ait réalisé dans la face supérieure de la billette une empreinte dont le diamètre est, par exemple 50 mm, puis on rappelle l'aiguille et l'outil d'expansion vers le haut, on met en place sur 1'évasement 30 ainsi créé un ensemble cohérent de matière lubrifiante, on applique à nouveau la force de la presse et l'expansion a lieu à la manière connue, la cohésion interne de la masse lubrifiante assurant la continuité de sa présence pendant toute l'opération d'expansion. i^iAuLg, 1 - On a alésé à froid au diamètre de 3C mm sur toute leur longueur des bil-35 lettes d'acier ordinaire de diamètre 180 mm et de longueur 700 mm, on les a chauffées à environ 12002C et on les a introduites dans le conteneur d'une BAD ORIGINAL 69 40970 4 2067226 presse à percer verticale hydraulique de force 400 tonnes, on les a poinçonnées au moyen-d'un outil de poinçonnage dont la forme générale était celle de la pièce repère 4 de la figure 2 et dont la partie travaillante conique avait un angle au sommet de 65e- Après avoir pratiqué au moyen de cet outil un évasement d'environ 50 mm 5 de diamètre, on a rappelé en arrière l'outil de poinçonnage puis rempli 11évasement de poudre de verre à vitre. On a mis en place en bout de l'aiguille à la place de l'outil de poinçonnage un outil d'expansion de forme générale correspondant au repère 10 de la figure 2 et dont le plus grand diamètre extérieur était 90 mm et la conicité 30-. Puis l'on a mis la presse en action. 10 On a obtenu des billettes munies d'un alésage de 90 mm parfaitement coaxial à la surface extérieure de la billette et possédant un état de surface exempt de tout défaut. F1XRMPT.R ? - Or. a introduit dans la même presse les mêmes billettes que dans l'exemple précédent, mais la presse était munie d'un outil d'expansion confor-15 me au brevet français nS 1 130 759 dont le plus grand diamètre extérieur était 90 mm et la conicité 302. On a formé par poinçonnage au moyen de cet outil, un évasement d'un diamètre d'environ 50 mm. On a rappelé l'outil en arrière, puis placé sur l'é-vasement ainsi dégagé une feuille de tissu de verre ^ant la forme d'un carré de 8 centimètres de c&té et l'on a mis la presse en action. On a obtenu les mêmes 20 bons résultats. 69 40970 5 2067226 REVENDICATIONS 1. Perfectionnement au perçage à chaud de billettes métalliques munies d'un avant trou foré à froid, qui consiste à chauffer cette billette à température de défo3>-[nation, à l'introduire dans une presse à percer munie d'un outil de foime généra- 5 le conique, à foimer par poinçonnage un évasement de l'avant trou cylindrique, à rappeler l'outil en arrière, à garnir 1'évasement de lubrifiant et à pratiquer l'expansion à la manière connue, 2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel on utilise pour l'expansion et pour le poinçonnage des outils tracés de manière à s'adapter à l'aiguille de la 10 presse,et on substitue l'outil d'expansion à l'outil de poinçonnage après réalisation de 1'évase&ent de la billette. 3. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel on utilise pour l'expansion un outil muni axialement d'un logement à la demande de l'extrémité avant de l'outil utilisé pour le poinçonnage, et on transmet la force de la presse à l'outil d'ex- 15 pansion par 1'intermédiaire de l'outil de poinçonnage. 4. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le lubrifiant utilisé a une forme le de 1'outil la coherente et le poinçonnage de l'evasement avaniy rappel en arrierey et/ mise en place du lubrifiant, est assuré par l'outil destiné à pratiquer l'expansion. 5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le métal ou l'al- 20 liage de la billette est difficile à déformer et la lubrification est assurée par une matière vitreuse, présentant un palier de viscosité à la température de déformation de la billette. BAD ORIGINAL