Brevet FR2346065A1 — publié le 19771028

La présente invention se rapporteAu travail des métaux par déformation et, plus prdcisément , à un dispositif pour le filage ou extrudage des pièces creuses. le dispositif de l'invention peut entre utilisé avec succès pour la fabrication de tubes à différence de parois minimale. les spicialistes travaillant dans ce domaine savent qutonkntend par "différence de parois" d'un tube lexcentricité entre les axes des surfaces intérieure et extérieure du tube. le dispositif proposé pour le filage des pièces creuses peut entre utilisé dans les presses à filer de constructions connues. On connatt un dispositif pour le filage de pièces creuses, par exemple de tubes, dans lequel la matrice est montée de sorte que son axe géométrique coïncide avec l'axe géométrique du porte-matrice qui, à son tour, est placé coaxialement à la douille du conteneur, aiguille, le poinçon et la rondelle de pression et se trouve dans la tête de la buse de la presse. Tous les éléments mentionnés sont ainsi disposés suivant ua mdme axe, qui est celui du filage. Dans la plupart des cas, l'emploi de ce dispositif ne permet pas de fabriquer des tubes avec des tolérances de différence de parois inférieures aux normes nationales existantes, par suite de l'influence de facteurs technologiques Rivers, comme par exemple : l'influence du refoulement de la différence de parois des ébauches, la présence d'une coupe oblique (non perpendicularité des surfaces en bout des ébauches à leurs axes longitudinaux). En plus, l'emploi de ce dispositif ne permet pas de fabriquer des tubes à différence de parois minimale par suite du dérégla &commat; de la disposition réciproque prescrite de toutes les parties mobiles de la presse en cas d'usure de l'outil. A présent, le développement rapide de branches d'industrie telles que, par exemple, la construction des avions et la construction des missiles, qui sont les utilisateurs principaux des tubes fabriqués en alliages d'aluminium, à poser le problème de la réduction maximale de la différence de parois, car cela amène la diminution notable du poids des appareils volants. Ceci est d'autant plus important qu'il est très difficile d'éliminer la différence de parois de tubes par les méthodes d'usinage à froid. C'est pourquoi, pour la fabrication des tubes avec une différence de parois minimale, on utilise actuellement des presses de précision, ayant un pointage ou centrage précis et une grande rigidité de tous leurs ensembles et qui sont comateux à fabriquer. Le pointage périodique de ces presses, à cause de l'usure de leurs ensembles, nécessite une main d'oeuvre notable et des frais de production importants. D'un autre côté, dans la plupart des schémas technogogiques de fabrication par filage des tubes, il est nécessaire de déplacer d'une valeur déterminée l'axe de la filière de matrice, par rapport à l'axe de filage, à cause de la courbure de l'aiguille qui a lieu en cours de filage. Cependant, ce déplacement n'est pas assuré par la construction classique de la presse. On connaît aussi un dispositif pour le filage de pièces, dans lequel la matrice est installée dans le portematrice avec possibilité de rotation. Pour le formage de la surface extérieure de la pièce creuse, la matrice possède une filière dont l'axe géométrique est disposé avec excentricité par rapport à l'axe géométrique de la surface extérieure de la matrice. Pour le formage de la surface intérieure de la pièce creuse, dans la filière de matrice est introduite l'aiguille, au cours de l'opération de filage. Le porte-matrice est exécuté en une seule pièce et son axe géométrique coïncide avec l'axe de filage. L'inconvénient principal de ette construction consiste en ce que le décalage de l'axe géométrique de la filière de matrice, par rapport à l'axe géométrique de la surface extérieure de la matrice, a une valeur constante, et l'axe géométrique de la filière de matrice est décalé considérablement par rapport à l'axe de filage, d'une valeur correspondant à celle de l'excentricité, et ne peut pas être modifié pour le réglage de la position de l'axe géométrique de la filière de matrice par rapport à l'axe goémétrique de l'aiguille. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients indiqués. On s'est proposé de mettre au point un dispositif pour le filage des pièces creuses, dans lequel la construction du porte-matrice serait telle qu'elle permettrait de régler la position de l'axe géométrique de la filière de matrice par rapport à l'axe de l'aiguille, dans une large gamme, avec une précision suffisante et pendant us intervalle de temps relativement court. Ce problème est résolu grtce à un dispositif à filer les pièces creuse s, dans lequel la matrice est installée de manière à assurer la possibilité de sa rotation dans le porte- matrice et comporte, pour le formage de la surface extérieure de la pièce creuse, une filière dont l'axe géométrique est disposé avec une excentricité par rapport à l'axe géométrique de la surface extérieure du porte-matrice, tandis que l'aiguille destinée au formage de la surface intérieure de la pièce creuse se trouve, au cours de l'opération de filage, dans la filière de matrice, ledit dispositif étant caractérisé, suivant l'inventios, en ce que porte-matrice comprend au moins deux douilles engagées l'une dans l'autre avec possibilité de rotation, et dont les axes géométriques des surfaces intérieures sont décalées par rapport aux axes géométriques à leurs surfaces extdrieures. Ce dispositif à filer les pièces creuses perint d'effectuer le réglage de la position de l'axe géométrique de la filière de matrice par rapport à l'axe de l'aiguille, ce qui donne la possibilité, à son tour, d'obtenir des pièces creuses (tubes) à différence minimale de parois. En plus, ce dispositif est relativement simple, peu cossteux à fabriquer et suffisamment str en service. Le dispositif proposé pour filer les pièces creuses est simple à entretenir et permet à l'opérateur d'effectuer relativement vite le réglage précis de la position de l'axe géométrique de la filière de matrice par rapport à l'axe de l'aiguille, à l'aide d'appareils et dispositifs simples. D'autres particularités et avantages. de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 montre schématiquement le dispositif à filer les pièces creuses, suivant l'invention, coupe longitudinale ; - la figure 2, idem, vue du dispositif suivant la flèche D de la figure 1, l'aiguille étant déposée - la figure 3 montre un schéma illustrant le réglage de la position de l'axe géométrique de la filière' de matrice par rapport à l'axe de l'aiguille, par rotation des douilles du porte-matrice. Le dispositif proposé est monté sur un appui 1 (figure 1) qui constitue, dans la variante de réalisation examinée, la tête de la buse de la presse (non représentée sur la figure). l'appui 1 porte un porte-matric qui se compisse, dans l'exemple envisagé, de deux douilles 3 et 4, les axes géométriques 02, 03 (figure 2), respectivement, des surfaces intérieures des douilles 3 et 4 sont décalés par rapport aux axes géométriques 01, 02 de leurs surfaces extérieures. l'axe géométrique 02 de la surface intérieure de la douille 3 coZncide avec l'axe géométrique de la surface extérieure de la douille 4. les douilles 3 et 4 sont introduites l'une dans l'autre et peuvent tourner conjointement et l'une par rapport à l'autre. La matrice 5 (figure 7), placée dans le porte-matrice 2, comprend une filière 6 destinée au formage de la surface extérieure du tube. L'axe géométrique 03 (figure 2) de la filière 6 est disposé avec excentricité par rapport à l'axe géométrique Oi de la surface extérieur du porte-matrice 2. Z'axe 03 est, en même temps, l'axe géométrique de la surface intérieure de la douille 4 du porte-matrice 2. ha matrice 5 est montée avec possibilité de rotation conjointement avec les douilles 3 et 4 ou avec l'une d'elles, ce qui est déterminé par l'opérateur dans chaque cas concret. le porte-matrice 2 est doté d'une ceinture conique 7 (figure 1) exécutée sur la surface extérieure de la douille 3 et s'appliquant étroitement sur la douille 8 du conteneur (non représenté sur la figure). le poinçon 9, sur lequel sont montées une rondelle de pression 10 et une aiguille11, s'introduit dans ce conteneur au cours du filage du tube A à partir de l'ébauche B (qui peut être creuse ou pleine). Les axes géométriques du poinçon 9, de la rondelle de pression 10 et de l'aiguille il coïncident avec l'axe de filage C-C L'aiguille il peut être fixée rigidement sur le poinçon 9, lors du filage des tubes sur des presses sans système de percement, ou peut être fixée dans le porte-aiguille du systme de percement des presses en comportant un. les spécialistes travaillant dans ce domaine savent que le système de percement assure le percement de l'ébauche pleine, c'est-à-dire le passage de l'aiguille à travers l'ébauche ou le déplacement de l'aiguille en cas de filage du tube à partir d1 une ébauche creuse. B'aiguille sert au formage de la surface intérieure du tube A, lors de son introduction dans la filière 6 de la matrice 5 au cours de l'opération de filage. Une telle conception du dispositif assure un réglage suffisamment précis de l'axe géométrique 03 de la filière 6 de la matrice 5 par rapport à l'axe géométrique C-C de l'aiguille 11. le dispositif d'invention fonctionne de la manière ci-après. Avant le commencement du filage, le porte-matrice 2 dans lequel se trouve la matrice 5 entre en contact, par sa ceinture conique 7, avec la douille 8 du conteneur (non représenté). les douilles 3 et 4 du porte-matrice 2 sont tournées de sorte que l'axe géométrique 03 de la filière 6 de la matrice 5 coincide avec l'axe géométrique O- de la surface extérieure du porte-matrice 2 et, respectivement-, avec l'axe C-C de filage. Dans la douille 8 du conteneur on introduit une ébauche pleine B en cas de filage avec percement, ou une ébauche creuse dans le cas de filage sans percement. Par déplacement du poinçon 9 et de l'aiguille il dans la direction indiquée par la flèche E sur la figure 1, on réalise la mise en place de l'aiguille 71 dans la filière 6 de la matrice 5 et le refoulement de l'ébauche, c'est-à-dire le refoulement de l'ébauche B sous pression de manière à supprimer les jeux entre ébauche B et la douille 8 du conteneur. Ensuite s'effectue le filage. A la sortie du tube A de la filière 6 de la matrice 5 et à la fin d'un cycle de filage, c'est-à-dire du filage d'une pièce, l'opérateur mesure les épaisseurs de la paroi de tube et détermine le degré et la direction du désaxage de l'aiguille 11 par rapport à la matrice 5. Par rotation des douilles 3 et 4 du porte-matrice 2, aux angles de calcul, l'opérateur effectue le déplacement de l'axe géométrique 0, de la filière 6 de la matrice 5 par rapport à l'axe géométrique C-C de l'aiguille 11 dans la direction requise et de la valeur nécessaire, ctest-à-dire qu'il élimine l'influence des facteurs provoqtlant la différence de parois du tube filé, par exemple l'influence du refoulement, de la différence de parois de l'ébauche elle-même et de sa coupe oblique. Ensuite on introduit dans la douille 8 du conteneur une nouvelle ébauche et on effectue le filage du tube suivant. Le réglage de la position de l'axe O, de la filière 6 de la matrice 5 par rapport à l'axe CC de l'aiguille 11 se fait de la manière ci-après. La figure 3 montre l'axe géométrique l de la surface extérieure de la douille 3, l'axe géométrique 02 de la surface intérieure de la douille 3 et de la surface extérieure de la douille 4, l'axe géométrique 03 de la surface intérieure de la douille 4 et de la matrice 5. La matrice 5 et les douilles 3, 4 ne sont pas montrées, conventionnellement, sur la figure 3. Du fait de la rotation de la douille 3 par rapport à l'axe 01 d'un angle , les axes 02 et 03 se déplacent eux aussi d'un angle Q et prennent les positions 0'2 et 0'3 respectivement. Ensuite, par rotation de la douille 4 d'un angle 9 par rapport à l'axe '2 on met l'axe géométrique 0'3 dansa position requise 0"3 coïncidant avec la position de l'axe C-C de l'aiguille 11, e'est-à-dire de l'axe de filage, ce qui assure l'obtention de tubes à différence de parois minimales. Be dispositif de l'invention peut étre utilisé pour la diminution de la différence de parois des tubes filés au cours d'un cycle de filage, c'est-à-dire durant le filage d'un seul tube. A cet effet, on peut installer à la sortie de la filière 6 de la matrice 5 un bloc de mesure convenant à cet objectif (non représenté), qui détermine les épaisseurs de la paroi du tube filé et fournit un signal à un mécanisme d'asservissement (non représenté) qui peut eztre-constitué par n'importe quel mécanisme qui convient à cet objectif. Ce dernier tourne, à l'aide d'une transmission mécanique, hydraulique ou pneumatique, las douilles 3 et 4 avec la matrice 5 et fait déplacer la filière 6 de la matrice 5 par rapport à l'axe de l'aiguille 11 et à l'axe de la douille 8 du conteneur. De ce fait, est assuré une différence de parois minimale du tube. En utilisant le dispositif de l'invention il est possible de rétrécir la gamme des tolérances de différence de parois des tubes fabriqués de deux fois par rapport aux tolérances existantes et d'augmenter, par cela même, le coefficient d'emploi du métal. En outre, le dispositif donne la possibilité de fabriquer des tubes avec une différence de parois ne dépassant pas 3%. le modèle d'essai de ce dispositif à filer les pièces creuses, exécuté suivant l'invention, s'emploi avec succès, pendant un temps prolongé, pour la fabrication des tubes par filage. le dispositif à filer les pièces creuses est simple à fabriquer, commode et sur en entretien, et permet d'effectuer le réglage de la position des axes de la matrice et de l'aiguille à l'aide d'appareils et de dispositifs simples. Le dispositif conforme à l'inventios peut entre utilisé sur les presses ae constructions connues, destinées à la production de tubes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutés suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION Dispositif à filer ou extruder les pièces creuses, du type comportant une matrice montée mobile en rotation dans un porte-matrice et comprenant, pour le formage de la surface extérieure de la pièce creuse à obtenir, une filière dont l'axe géométrique est disposé avec excentricité par rapport à l'axe géométrique de la surface extérieure du porte-matrice, ainsi qu'une aiguille destinée au formage de la surface intérieure de ladite pièce creuse et se trouvant dans la filière de la matrice au cours de l'opération de filage, caractérisé en ce que le porte-matrice se compose d'au moins deux douilles disposées l'une dans l'autre avec possibilité de rotation et dont les axes géomdtriques des surfaces intérieures sont décalés par rapport aux axes géométriques de leurs surfaces extérieures.