Brevet FR2244575A1 — publié le 19750418

La présente invention concerne la fabrication des tubes, et notamment les mandrins flottants pour lietirage des tubes a soudure longitudinale. L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale à ltetirage des tubes minces,ainsi que des tubes en matériaux ayant une tendance accrue à adhérer, par exemple en aluminium et alliage d'aluminium. Actuellement, on cannait des mandrins flottants pour l'étirage de tubes à soudure longitudinale,ayant deux portions cylindriques de diamètres différents, réunis par une portion conique et sur l'une desquelles,celle de grand diamètre,est réalisée une rainure longitudinale pour l'orientation du mandrin par rapport au bourrelet ou bavure intérieur,tandis que dans la seconde, celle de petit diamètre, est réalisé un trou débouchant pour le passage du bourrelet intérieur tranché à la partie étirée du tube,ce trou étant dirigé de la face de la portion de petit diamètre a la rainure de guidas et débouchant sur la surface contactant le tube où il forme l'arête coupante du mandrin (voir par exemple le certificat d'auteur d'invention d'URSS n 300.352 dans la classe B 21 c, 3/16). Lors de l'étirage des tubes sur les mandrins connus,la portion de surface intérieure du tube correspondant l'endroit où a été tranche le bourrelet arrive a la zone de réduction avec une quantité de lubrifiant minimale,car la principale partie de ce lubrifiant s'en va avec le bourrelet tranché.C'est pourquoi, dans le cas de tréfilage de tubes en matériaux ayant une tendance accrue a adhérer, on observe des grippage du métal sur la surface de contact du mandrin et,- en conséquence, la formation de sillons et d'arrachures sur la surface intérieure du tube dans la zone du bourrelet, ce qui abaisse la qualité de cette surface intérieure. Le but de la présente invention est de supprimer l'inconve- nient indiqué plus haut. I1 s'agissait donc de créer un mandrin pour l'étirage de tubes soudés, qui permettrait d'obtenir dans le tube une surface in térieure de qualité, avec enlèvement simultané du bourrelet inté rieur,gr ce a la présence de la qualité nécessaire de lubrifiant dans la zone de réduction de la paroi r sur tout le périmètre du tube. La solution consiste en ce aue, dans un mandrin flottant pour l'étirage de tubes constitué par deux portions cylindriaues de diamètres différents, réunies l'une a l'aùtre par une portion. conioue, la portion de grand diamètre ayant une rainure longitudinale pour l'orientation du mandrin par rapport au bourrelet intérieur, et la portion de petit diamètre ayant un trou débouchant pour le passage du bourrelet intérieur tranché lors de-l'étirage à la partie étirée du tube, trou qui est dirigé de la face de la portion de petit diamètre à la rainure de guidage et qui débouche sur la surface du mandrin contactant le tube en formant ainsi 1'arr8te coupante, d'après l'inven- tion, dans la surface du mandrin contactant le tube, est réalisée une rainure qui encercle l'arrête coupante et débouche sur la portion cylindrique de grand diamètre.Une telle réalisation constructive assure l'obtention dans le tube d'une surface intérieure de qualité, car la présence de la rainure sur la surface du mandrin contactant le tube pendent l'étirage permet au lubrifiant de passer à-la portion du tube correspondant à l'endroit ou a été tranché le bourrelet et, par cela même, de s'opposer à la formation d'adhérences de métal sur la surface du mandrin contactant le tube. I1 est avantageux de donner à la rainure de graissage la forme d'une courbe du second dégré, dont le soumet est éloigné de 1' azote coupante à une distance comprise entre 0,2 et 2,0 épaisseurs de paroi du tube, et d' incliner ses branches par rapport à la rainure de guidage sous un angle de 15à45o. La forme de la rainure de graissage et sa disposition par rapport à l'arête coupante ont une grande importance. Leur position relative optimale est déterminée en partant de: conditions telles que la rainure de graissage puisse assurer l'arrivée d'une quantité suffisante de lubrifiant et n'abaisse pas d'une manière notable la résistance mécanique du mandrin. Toutes: ces conditions sont réalisées quand la rainure de graissage est conçue comme décrit plus haut. En outre, l'inclinaison des. branches par rapport à la rainure de guidage contribue à à l'obtention dans le tube d'une surface intérieure de qualité. L'inobservation des limites indiquées plus haut, à savoir, l'éloignement du sommet de la courbe par rapport à l'arête coupante à plus de 2,0 épaisseurs de paroi du tube et à moins de 0,2 épaisseur de paroi du tube, entrain, soit l'arrivée d'une quantité insuffisante de lubrifiant à la zone de réduction, soit l'abaisse ment de la tenue du mandrin. L'inclinaison des branches de la courbe à un angle supérieur à 450 provoque l'arrivée d'une quantité insuffisante de lubrifiant à la portion de tube arasée. Ceci s'explique par l'augmentation de la longueur de la rainure de graissage et par 1' entraînement d'une certaine quantité de lubrifiant par les portions de tube voisines.L'inclinaison des branches à un angle inférieur à 150 fait apparattre le risque d'obstruction de la rainure de graissage par le métal du tube au commencement de la zone d'étirage. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on dé orit plus bas un exemple concret de réalisation avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la fig. 1 représente la vue d'ensemble du mandrin proposé, avec arrachement ; la fig. 2 représente le même mandrin, vu de dessus la fig. 3 représente le mandrin au cours de l'étirage. Le mandrin est constitué par deux portions cylindriques 1 et 2 (fig. 1) de diamètres différents. La portion 1 a un diamètre plus grand, et la portion 2 un diamètre plus petit. Les deux portions sont réunies l'une à l'autre par une portion conique 3. Dans la portion 1 est réalisée une rainure de guidage longitudinale 4 pour 1' orientation du mandrin par rapport au bourrelet intérieur, et dans les portions 2 et 3 est percé un trou débouchant 5 pour le passage du - bourrelet intérieur 6 tranché vers la partie étirée du tube 7 (fig. 3). Ce trou est dirigé de la face 8 (fig. 2) de la portion 2 à la nure de guidage 4 et débouche sur la surface 9 du mandrin contactant le tube 7, -en y formant l'arête coupante 10. Dans la surface 9 est prévue une rainure 11 encerclant l'arête coupante 10 et débouchant -sur la portion cylindrique 1. Cette rainure assure l'amenée dune quantité suffisante de lubrifiant à la zone de réduction de la paroi du tube, et, par cela même, elle s'oppose à la formation d'adhérences de métal sur la surface 9 du mandrin contactant le tube. Afin que la rainure de graissage n'abaisse pas trop la résistance mécanique du mandrin, on la réalise -suivant une courbe du second degré, par exemple d'une parabole, comme montré en fig. 2. Le sommet "Â" de la parabole est éloigné de l'arête cou- pante 10 à une distance a comprise entre 0,2 et 2 épaisseurs "S" de paroi du tube 7. les branches "B" de cette parabole sont inclinées à la rainure de guidage 4 à un angle "&alpha;" de 15 à 450, Exemple Pour étirer des tubes soudés de diamètre d=55 mm et à épaisseur de paroi S=1,65 mm jusqu'à un diamètre d=50mm et une epai- sseur de paroi S = 1,5 mm , en alliage à base d'aluminium, contenant 3,8 à 4,9 % de Cu, 0.4 à 1,8 % de Mg, 0,3 à 0,9 % de Mn et des impuretés, on utilise un mandrin ayant une rainure de graissage parabolique. Le sommet de la parabole est éloigné de l'arête coupante du mandrin, une distance a=1,5 mm , et ses branches sont inclinées par rapport à la rainure de guidage, suivant un angle &alpha;=25 . Un tel mandrin permet d'obtenir des tubes à surface intérieure de haute qua- lité, grâce à l'arrivée d'une quantité suffisante de lubrifiant à la zone d'étirage par la rainure de graissage Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 mandrin flottant pour l'étirage de tubes, constitué par deux portions cylindriques de diamètres différents réunies l'une à 1' autre par une portion conique, la portion de grand diamètre ayant une rainure longitudinale pour l'orientation au bourrelet intérieur et la portion de petit diamètre ayant un trou débouchant pour le passage du bourrelet intérieur tranché lors de l'étirage à la partie é- - tirée du tube, trou qui est dirigé de la face de la portion de petit diamètre à la. rainure de guidage et qui débouche sur la surface du mandrin contactant le tube en formant ainsi l'arête coupante, caractérisé en ce que, dans-lasurface du mandrin contactant le tube, est réalisée une rainure qui encercle l'arête coupante et débouche sur la portion cylindrique de grand diamètre. 2. Mandrin selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que la rainure a la forme d'une courbe du 2e degré, dont le sommet est éloigné de l'arête coupante à une distance (a) comprise entre 0,2 et 2,0 épaisseurs de paroi du tube, et ses branches sont inclinées par rapport à la rainure de guidage à un angle de 15 à 45 .