FR2534159A1 - METHOD FOR MANUFACTURING CYLINDRICAL PARTS, ESPECIALLY HOLLOW PIECES, AND MACHINE FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET UNE MACHINE POUR LA FABRICATION DE PIECES CYLINDRIQUES PAR ETIRAGE A TRAVERS UNE FILIERE. CONFORMEMENT A L'INVENTION LA FORCE DE TIRAGE EST ASSUREE PAR POUSSEE D'UN MANDRIN 2 SUR UN APPUI 4 REALISE SUR LA PERIPHERIE INTERNE ET AU VOISINAGE DE L'EXTREMITE AVANT DE L'EBAUCHE A ETIRER. L'INVENTION PERMET DE REALISER DES PIECES CREUSES.THE SUBJECT OF THE PRESENT INVENTION IS A PROCESS AND A MACHINE FOR THE MANUFACTURE OF CYLINDRICAL PARTS BY STRETCHING THROUGH A DIE. IN ACCORDANCE WITH THE INVENTION THE PULLING FORCE IS PROVIDED BY PUSHING A CHUCK 2 ON A PRESSURE 4 PROVIDED ON THE INTERNAL PERIPHERY AND IN THE NEARBY OF THE FRONT END OF THE BLANK TO BE STRETCHED. THE INVENTION ALLOWS HOLLOW PARTS TO BE MADE.
Description
Procédé de fabrication de pics cylindriques, notammentMethod of manufacturing cylindrical peaks, in particular
de pièces creuses, et machine pour sa mise en oeuvre. hollow parts, and machine for its implementation.
Par pièces cylindriques creuses, on entend, dans la présente By hollow cylindrical parts is meant, in the present
description, une pièce, en général de section circulaire description, a piece, usually of circular section
mais qui pourrait être de section polygonale ou autre, com- but which could be of polygonal section or other,
portant un forage interne dont la section dans la partie centrale est plus grande qu'aux extrémités Un exemple type d'une telle pièce creuse est un manchon cylindrique comportant des portées situées à ses deux extrémités, portées qui sont réunies par un tube entretoise mince Cette forme creuse a bien évidemment pour but d'assurer un allègement de la With an internal bore whose section in the central part is larger than at the ends A typical example of such a hollow part is a cylindrical sleeve having bearing surfaces at its two ends, which are joined by a thin spacer tube. hollow form is of course intended to ensure a reduction in the
pièce tout en réalisant celle-ci en une seule partie. piece while realizing it in one part.
Selon les techniques connues une telle pièce cylindrique creuse est obtenue, soit par usinage de la partie centrale According to the known techniques, such a hollow cylindrical piece is obtained, either by machining the central portion
par enlèvement de métal, soit par forgeage à chaud des extré- by metal removal, either by hot forging of the
mités et rectification tant des surfaces intérieures que and rectification of both the interior surfaces and
de la surface extérieure.of the outer surface.
La technique de fabrication par usinage par enlèvement de métal est longue et elle entraine des consommations d'énergie et de métal importantes et, pour ces raisons, on préfère The technique of manufacturing by machining metal removal is long and it leads to significant energy and metal consumption and, for these reasons, it is preferable
y substituer le forgeage à chaud des extrémités. substitute hot forging of the ends.
Cette technique présente toutefois, elle aussi, des inconvé- nients qui résident dans la nécessité de prévoir un four de chauffage des pièces avec la consommation énergétique en résultant, dans la nécessité d'un processus de rectification par usinage de la partie extérieure de la pièce forgée, dans le fait que la structure du métal se trouve détruite, que l'aspect de surface et la précision ne sont pas bons et dans le fait qu'il existe une limite assez faible dans le rapport This technique, however, also has drawbacks which reside in the need to provide a room heating furnace with the resulting energy consumption, in the need for a grinding process by machining the outer part of the room in the fact that the structure of the metal is destroyed, that the surface appearance and the precision are not good and that there is a rather low limit in the ratio
entre l'épaisseur de la partie centrale et des extrémités. between the thickness of the central part and the ends.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- The present invention aims to remedy these drawbacks.
nients en proposant un procédé de fabrication réalisable à froid qui donne une pièce avec un bon aspect de surface, by providing a cold-workable manufacturing process that gives a room with a good surface appearance,
une meilleure rugosité, une meilleure précision et une meil- better roughness, better accuracy and better
leure résistance du fait de l'écrouissage du métal. their resistance due to the hardening of the metal.
Elle a également pour but de fournir un procédé qui permette d'obtenir un rapport plus faible entre l'épaisseur de la It is also intended to provide a method that provides a lower ratio between the thickness of the
partie centrale creuse et celle des extrémités. hollow central part and that of the ends.
Il est connu de réaliser des tubes par étirage à froid et il est connu que l'étirage à froid donne des tubes présentant It is known to produce tubes by cold drawing and it is known that cold drawing gives tubes presenting
les caractéristiques recherchées par la présente invention. the features sought by the present invention.
Dans l'opération d'étirage une soie permettant de pincer le tube pour le tirer à travers la filière est façonnée à une extrémité et le tube est tiré à travers la filière, soit avec un mandrin à l'intérieur du tube (étirage sur mandrin>, In the stretching operation a floss for gripping the tube to pull it through the die is formed at one end and the tube is drawn through the die, either with a mandrel inside the tube (mandrel drawing). >
soit sans mandrin (étirage à creux). either without mandrel (hollow drawing).
Cet étirage à froid ne permet toutefois d'obtenir que des pièces tubulaires d'épaisseur constante et la soie qui doit présenter une section suffisante pour résister aux forces nécessaires pour tirer le tube à travers la filière, donne naissance à une chute qui, dans le cas de pièces relativement This cold drawing, however, makes it possible to obtain only tubular parts of constant thickness and the silk which must have a section sufficient to withstand the forces necessary to pull the tube through the die, gives rise to a fall which, in the relatively parts case
courtes, représente un pourcentage important de la pièce finie. short, represents a significant percentage of the finished piece.
La présente invention a en conséquence pour objet un procédé de fabrication de pièces cylindriques, notamment de pièces creuses, par étirage à travers une filière caractérisé en ce que la force de tirage est assurée par poussée d'un mandrin sur un appui réalisé sur la périphérie interne et au voisinage The subject of the present invention is therefore a process for manufacturing cylindrical parts, in particular hollow parts, by drawing through a die, characterized in that the pulling force is ensured by pressing a mandrel on a support made on the periphery. internal and neighborhood
de l'extrémité avant de l'ébauche à étirer. from the front end of the blank to be stretched.
De préférence et lorsqu'il y a un risque de fluage, l'appui est réalisé sensiblement perpendiculaire à l'axe de la pièce, Preferably and when there is a risk of creep, the support is made substantially perpendicular to the axis of the part,
par exemple par poussage dans une filière. for example by stuffing into a die.
Le procédé comporte un stade initial de formage d'un bec-appui intérieur par un procédé métallurgique quelconque connu, mais de préférence par filage ou poussage dans une filière, soit à creux, soit sur mandrin La caractéristique mécanique de ce bec doit être telle qu'il résiste au cisaillement sous la force de tirage maximale apparaissant pendant l'étirage Le procédé d'étirage est ensuite effectué d'une manière classique, directement ou par passes successives, sur un mandrin qui exerce The method comprises an initial step of forming an internal pressure-nozzle by any known metallurgical process, but preferably by spinning or pushing in a die, either with a hollow or with a mandrel. The mechanical characteristic of this nozzle must be such that It is resistant to shear under the maximum draw force occurring during drawing. The drawing process is then carried out in a conventional manner, directly or in successive passes, on a mandrel which exerts
sur le bec-appui la force de poussée nécessaire pour l'étirage. on the spout-support the thrust force necessary for stretching.
Du fait que le bec-appui se trouve au-delà de la filière, la force de poussée du mandrin se traduit par une traction sur la partie de la pièce qui se trouve au-delà de la filière et la pièce est donc étirée dans les conditions normales Le procédé peut être utilisé pour l'étirage d'une pièce cylindrique de section interne constante mais il est plus spécialement adapté pour le formage d'une pièce creuse, l'étirage de la partie creuse centrale, après formation du bec-appui et, de la partie d'extrémité correspondante, s'effectuant sur un mandrin pousseur à la section de la partie creuse centrale et l'étirage de l'autre partie d'extrémité s'effectuant par rabat direct ou par passes successives sur un mandrin pousseur dont la section correspond Because the spout is beyond the die, the thrust force of the mandrel results in a pull on the part of the workpiece that is beyond the die and the workpiece is stretched in the normal conditions The method can be used for drawing a cylindrical piece of constant internal section but is more especially adapted for forming a hollow part, stretching of the central hollow part, after formation of the spout and, from the corresponding end portion, effected on a pusher mandrel at the section of the central hollow portion and the drawing of the other end portion effected by direct flap or by successive passes on a mandrel pusher whose section corresponds
à la section interne de cette extrémité. at the inner section of this end.
Le bec-appui peut ensuite être éliminé par usinage, s'il ne The spout-support can then be removed by machining, if it
ne fait pas partie de la gfométrie de la pièce. is not part of the room's gfometry.
La présente invention a également pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé comportant de façon connue au moins une filière, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte un mandrin d'une longueur supérieure à la longueur de la pièce à obtenir à la suite de la passe d'étirage et une presse poussant ledit mandrin à travers The present invention also relates to a machine for carrying out the method comprising in known manner at least one die, this machine being characterized in that it comprises a mandrel with a length greater than the length of the part to be obtained as a result of the stretching pass and a press pushing said mandrel through
ladite filière.said die.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de The present invention will be better understood on reading
la description détaillée ci-après faite avec référence au the detailed description below made with reference to
dessin ci-annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une pièce creuse à fabriquer par le procédé attached drawing in which: Figure 1 is a longitudinal sectional view of a hollow part to be manufactured by the method
de l'invention; la figure 2 illustre schémati- of the invention; Figure 2 illustrates schematically
quement la formation du bec-appui; la figure 3 illustre schématiquement l'étirage sur mandrin de la partie creuse centrale et la figure 4 illustre schématiquement, à son stade initial, the formation of the spout; FIG. 3 schematically illustrates the mandrel drawing of the central hollow portion and FIG. 4 schematically illustrates, in its initial stage,
l'étirage par rabat de la seconde partie d'ex- flap stretching of the second part of ex-
trémité. 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 Tremite. In the various figures, the reference 1 designates a known die whose longitudinal profile is conventional, the diameter corresponding to the pass to be made.
le mandrin et la référence 3 le plateau de la presse. the mandrel and the reference 3 the plate of the press.
La pièce creuse à obtenir a un diamètre extérieur D constant mais l'invention n'est pas limitée à une section circulaire et il serait également possible d'étirer une pièce présentant The hollow part to be obtained has a constant outside diameter D, but the invention is not limited to a circular section and it would also be possible to stretch a part having
des redans extérieur et intérieur de diamètres croissants. outer and inner steps of increasing diameters.
Le forage interne comporte deux parties d'extrémité de sections 52 et 53 avec une partie centrale creuse de section 531 les trois sections répondant à l'inégalité 51 > 53 >/ 52 * Les sections du forage sont en général circulaires mais elles pourraient être polygonales ou plus généralement quelconques, les raccordements entre les sections peuvent également être quelconques et à la limite, l'invention s'applique à une The internal bore has two end portions of sections 52 and 53 with a hollow central portion of section 531 the three sections corresponding to the inequality 51> 53> / 52 * The sections of the borehole are generally circular but they could be polygonal or more generally any connections between the sections may also be any and at the limit, the invention applies to a
pièce avec un forage de section constante. piece with a constant section drilling.
La première passe a pour but de former à l'intérieur de l'é- The first pass aims to train inside the school
bauche et à l'extrémité correspondant à la plus petite section 52 du forage un bec-appui 4 Ce bec-appui doit être en principe formé dans cette partie pour que le mandrin de poussée 2 qui prend appui derrière celui-ci puisse être engagé et retiré de la pièce aux différents stades d'étirage Ce bec-appui peut être réalisé par tout procédé, éventuellement même au moulage de l'ébauche ou par forgeage, mais on utilise de préférence un filage à froid par poussage sur mandrin comme bauche and at the end corresponding to the smallest section 52 of drilling a spout-support 4 This spout-support must be formed in principle in this part so that the thrust mandrel 2 which bears behind it can be engaged and removed from the workpiece at different stages of stretching This spout can be made by any method, possibly even by molding of the blank or by forging, but preferably a cold spinning by pushing on mandrel as
illustré dans la figure 2.illustrated in Figure 2.
On effectue alors un étirage sur mandrin par passes successives comme illustré à la figure 3 en utilisant un mandrin 2 a de section 51 avec un nez 5 de section 52 qui vient prendre appui derrière le bec-appui 4 La limite du taux d'étirage de la section 51 est fixée par la section nécessaire pour Mandrel drawing is then carried out in successive passes as illustrated in FIG. 3 using a mandrel 2a of section 51 with a section nose 52 which bears against the spout 4. The limit of the draw ratio of section 51 is fixed by the section necessary to
assurer sans rupture les opérations d'étirage ultérieures. to ensure the subsequent drawing operations without breaking.
Au cours de cette phase d'étirage on réserve une partie d'é- During this phase of stretching, we reserve a part of
bauche 6 dont le volume correspond au volume de la seconde bauche 6 whose volume corresponds to the volume of the second
partie d'extrémité de section 53.section end portion 53.
On substitue alors au mandrin 2 a un mandrin 2 b dont la partie de nez correspond à la section 52 et le corps à la section 531 ces deux sections étant égales dans l'exemple représenté The mandrel 2 is then substituted with a mandrel 2b whose nose portion corresponds to section 52 and the body at section 531, these two sections being equal in the example shown
et le nez 5 vient prendre appui derrière le bec-appui 4. and the nose 5 comes to bear behind the spout-support 4.
On procède par étirage direct ou par passes successives au rabat de la partie 6 de manière à former l'autre partie d'extrémité de section S Dans la figure 4, l'ébauche au début de la passe est représentée en traits pleins et la The flap of part 6 is drawn by direct stretching or by successive passes so as to form the other end portion of section S In FIG. 4, the blank at the beginning of the pass is shown in solid lines and the
pièce finie en pointillés.finished piece in dots.
Le procédé de fabrication est achevé par élimination par The manufacturing process is completed by elimination by
-, 2534-, 2534
usinage du bec-appui 4 lorsqu'il ne fait pas partie de la géométrie de la pièce ' I 59 machining the spout 4 when it is not part of the geometry of the part 'I 59
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