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"Procédé de refoulement, machine pour la mise on. oeuvre "de ce procédé et produits obtenus par ce procédé. "
On connaît déjà des procédés permettant d'ob- tenir un objet cylindrique creux en forme d'étui, à partir d'un élément cylindrique de métal.
Ces procédés connus consistent à comprimer cet élément cylindriquede métal 1 entre une pièce mâle 2 constituée par un poinçon cylindrique ayant le diamètre inté- rieur de l'étui et une pièce femelle -constituée par une ma- trice également cylindrique et dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de l'étui à obtenir fig. 1.
Le métal comprimé est refoulé en sens inverse du
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mouvement du poinçon dans l'espace annulaire compris entre le poinçon et la.matrice pour former la paroi cylindrique de cet étui (f ig. 2) .
Ce procédé connu ne permet d'obtenir que des étuis d'épaisseur constante sur toute la longueur de la paroi cylindrique.
On peut aussi, pour favoriser l'extraction de l'étui obtenu, donner à la.matrice une forme légèrement conique s'ouvrant vers l'extérieur. Le produit obtenu présente, dans ce cas, une épaisseur augmentant progressivement de son fond vers ses bords.
On peutaussi comprimer l'élément cylindrique de métal contre un poinçon fixe 21 au moyen d'un fouloir 4 coulissant dans la matrice 3 et constituant le fond de cotte matrice (f ig. 3) .
Ce procédé connu ne permet de réaliser que,des étuis dont la paroi cylindrique est d'épaisseur constante.
Dans ces deux procédés, connus il est d'autant plus difficile de conserver un bon centrage du poinçon que l'étui est relativement long.
D'autres procédés de refoulement connus compor- tent deux phases.
Dans une première phase (fig. 4 et 5) on refoule un élément cylindrique 1 entre un poinçon cylindrique 5 compor- tant un épaulement 6 et une matrice 7 cylindrique, présentant un fond à redan 8. Le diamètre extérieur du poinçon 5 corres- pond au diamètre intérieur de l' étuià obtenir, tendis que le diamètre intérieur de la matrice (et de l'élément cylin- drique 1 qu'elle reçoit) est nettement supérieur au diamètre extérieur de l'étui. L'ébauche 9, ainsi obtenue présente des parois plus épaisses que le fond.
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Cette ébauche 9 portée par le poinçon 5 est alors pressée dans une matrice ouverte 10 comportant deux alé- sages successifs l'un 101, correspondant au diamètre extérieur de l'ébauche, l'autre 102 au diamètre extérieur de l'étui à obtenir (f ig. 6) . Le métal poussé par l'épaulement 6 formant piston est filé entre l'alésage 102 de la matrice et le poinçon
5 et. sort de cette matrice sous forme d'un tube fermé 11 (fig. 7).
Dans ce procédé connu qui permet d'obtenir des étuis longs et bien centrés, il reste généralement dans l'épau- lement 12 de la matrice raccordant l'un à l'autre les deux alé- sages 101, 102, des particules de métal qui doivent être reti- rées après chaque opération, pour ne pas rayer l'étui réalisé dans l'opération suivante; le rendement de la machine est, de ce fait, beaucoup diminué.
Ce procédé, de plus, .exige des éléments cylin- driques de départ 7 qui sont de volume constant. Toute diffé- rence de volume de cet élément de départ se traduit en effet par une différence dans l'épaisseur du fond de l'ébauche 9 et par une différence de position du poinçon 5 par rapport à la matrice au début de la 2 phase de travail.
Ces différences se traduisent par des irrégula- rités d'épaisseur de la paroi cylindrique de l'étui au voisi- nage du fond de cet étui.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus.
L'invention concerne un procédé de conformation d'éléments tubulaires par refoulement de matière à partir d'un élément de départ massif et comportant une phase de formation d'une ébauche de forme creuse, et d'une. phase d'allongement de cette ébauche, procédé caractérisé par ce que l'on réalise ces deux phases dans un même organe femelle jouant le double
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rôle délatrice pour la formation de. l'ébauche et de filière pour l'allongement de cette ébauche.
Suivant une caractéristique de l'invention, dans la première phase, on conforme l'ébauche en comprimant le métal de l'élément de départ dans l'espace ménagé entre un poinçon fixe et l'élément femelle également fixe.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans la 2 phase on allonge l'ébauche obtenue en donnant un mouvement relatif à l'organe femelle par rapport au poinçon de manière à chasser le métal de l'ébauche à travers l'espace an- nulaire compris entre cet organe femelle et ce poinçon.
Suivent une autre caractéristique de l'invention, on utilise un même organe mobile pour conformer l'ébauche dans la première phase et pour placer l'organe femelle par rapport au premier et pour extraire l'élément tabulaire terminé dans la 2 phase.
L'invention s'étend également à une machine pour la mise en oeuvre des procédés précédents ou procédés analogues, caractérisée par ce qu'elle comporte un poinçon fixe et un or- gane femelle coaxial et ouvert à deux alésages, cet organe femelle étant susceptible de s'engager sur ce poinçon et de se déplacer par rapport à ce dernier.
Suivant une caractéristique de l'invention, l'or- gane femelle est combiné à un fouloir mobile par rapport à cet organe femelle et susceptible de comprimer le métal de l'élé- @ ment de départ dans l'espace compris entre le poinçon et l'or- gane femelle.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, l'organe femelle est psrcé d'un alésage de grand diamètre ménageant autour de la tête du poinçon un espace dans lequel est conformée l'ébaucne et un alésage de diamètre plus petit et correspondant à celui du fouloir, le poinçon formant piston
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dans l'alésage de grand diamètre et la tête de ce poinçon mé- nageant entre elle et l'alésage de petit diamètre un espace annulaire par lequel est filé le métal refoulé par le poinçon formant piston.
L'intention s'étend également à des éléments tabulaires tels que douilles, ébauches d'obus, étuis, ébau- ches obtenus suivant le procédé etau moyen des appareils précédents ou procédés et appareils analogues, caractérisés par : a) une paroi de forme extérieure cylindrique et de forme intérieure cylindrique ou conique s'ouvrant vers les bords; b) un fond comportant un relief intérieur; c) un fond comportant un relief extérieur.
L'invention s'étend enfin aux caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.
Des machines pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, sont représentées,- à titre d'exemple, sur le dessin ci-joint, dans lequel : La f ig. 8 est une vue en coupe -axiale de la machine, le fouloir étant éloigné de la matrice.
Les figures 9, 10 et 11 sont trois vues en coupe transversale de cette machine suivant les lignes 9-9, 10-10 et 11-11 de la fig. 8.
La figure 12 est une vue en coupe axiale de la machine, le fouloir étant engagé dans la matrice.
La figure 13 est unevus on coupe axiale de la machine, avec le fouloir retiré.
La figure l3bis est 'une vus de détail en coupe de l'extracteur.
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La fig. 14 est une -vue en coupe axiale de la machine après le travail du poinçon.
La fig. 15 est une vue en coupe axiale de cette machine après le retrait de la matrice.
La fig. 16 est une vue en coupe axiale de la machine après dégagement de l'étui.
Les figures de 17 à 20 représentent en coupe axiale différentes formes d'étui susceptibles d'être obte- nues au moyen du procédé de l'intention.
La machine représentée sur lafigure 8 comporte les éléments suivants : - Un poinçon 13 fixé, par exemple par vissage, sur le sommier fixe 14 de la presse.
Ce poinçon comporte une tige cylindrique 13 puis un épaulement er forme de collerette cylindrique 15,
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enfin une tête 16 de forme appropriée a celle de l'étui à obtenir, par exemple tronconique dans la cas de l'exemple re- présenté.
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- Un élé;.71Emt femelle 17 forLle.nt . la. fois matrice e.t filière. Cet élément femelle 17 est centré sur le poinçon 13, et fixé, par exemple par vis 21, sous un coulisseau 18 engagé de façon coulissante sur la tige 13 du poinçon et solidaire par deux tiges 19, 20 de la tête mobile de la presse.
L'élément femelle 17 est percé, suivant l'axe du poinçon 13, de deux alésages différents, l'un supérieur 22, de diamètre nettement plus grand que le plus grand dia- mètre de la tête 16 du poinçon, l'autre inférieur de diamètre égal au diamètre extérieur de l'étui à obtenir. Ces deux alé- sages sont raccordés l' un à l'autre par un arrondi.
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lieu d'un moyen de chauffage 24 tel que résistances électri- ques pour permettre le travail à chaud.
- Un fouloir 25 coaxial au poinçon 13 et constitué d'une tige cylindrique 25 portant, à son extrémité supérieure, une tête 26 de diamètre légèrement supérieur à celui de la tige.
Cette tête est susceptible de coulisser frottement, doux dans l'alésage inférieur 23 d l'élément femelle 17. La tige cylindrique 25 du fouloir porte, du côté opposé à la tête 26, un pied cylindrique 27 de diamètre supérieur à celui de la tige 25.
Le fouloir ci-dessus est porté par un organe mobile 28 de la presse.
Cet organe mobile 28 comporte deux logements 29-30 limités d'un côté d'un plan diamétral x x par une sur- face cylindrique dont l'axe estcelui de la tige 25 du. fou- loir et du poinçon 13 et, de l'autre côté, librement ouvert sur l'extrémité (fig. 10) et (f ig. 11).
Le diamètre de la partie cylindrique du loge- ment 29 correspond, au jeu près, au diamètre de la tige 25 du fouloir tandis que celui du. logement 30 correspond au dia- mètre du pied 27 de ce fouloir.
Deux rondelles 31-32 disposées dans le loge- ment de partet d'autre du pied 27 du fouloir limitent les déplacements de ce fouloir par rapport à l'organe de presse 28 et servant de butée.
Un manche ou poignée 35 fixé au fouloir 25 permet de saisir ce fouloir et notamment ,de le mettre en place dans l'organe mobile 28 ou de l'en retirer.
- Une cale amovible 33 (f ig. 9), en forme de fer à
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chenal et munie d'une poignée 54 peut être interposée entre le sommier 14 de la presse et le coulisseau 18. Cette cale immobilise ce coulisseau 18 qui bute vers le bas contre l'épaulement 15 du poinçon 13 et vers le haut contre cette cale 33, s'appuyant elle-même contre le sommier 14.
- Un extracteur 36 qui peut être mis en place dans le logement 30 de grand diamètre d3 l'organe mobile 28 lorsque le fouloir 25 est retiré.
Cet extracteur 36 (fig. 13) est tel qu'il per- mette l'introduction de haut en bas d'un objet cylindrique de diamètre égal ? celui.de la tête du fouloir, mais l'empêche de remonter vers le haut.
Cet extracteur est constitué, dans le cas de l'exemple représenté, par une bague 36 à .surface extérieure cylindrique s'ajoutant dans le logement 30 de la tête mobile et à surface intérieure tronconique 37. Des secteurs indépen- dants 38 présentant du côté de l'intérieur un bec 39 et, du coté de l'extérieur, une portée tronconique correspondant à la surface intérieure 39 de la bague 36. Ils sont poussés axia- lement vers le haut par des ressorts 40 et tendent ainsi, en glissant contre la surface intérieure conique 39 de l'anneau à se rapprocher de l'axe yy' (f ig. l3bis).
Une pièce cylindrique introduite entre les sec- teurs de l'extracteur peut Si;) déplacer de haut en bas en écar- tant les secteurs 38 mais non de bas en haut, cers secteurs se coinçant entre,cette pièce et la portée conique intérieure 39 de la bague 36.
La machine, ci-dessus décrite, fonctionne de la façon suivante :
La pièce initial? est un tronçon de barre ou billette 1 de forme cylindrique. Son diamètre est inférieur
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de quelques dixièmes de millimètre à celui de l'étui à obtenir.
Les diverses phases de travail sont les sui- vantes : a) Mise en place (f ig. 8)
La tête mobile de presse 28 est à sa position basse.
Le fouloir 25 est en place dans la tête mobile
28.
La billette 1 est posée sur la tête 26 du fouloir 25.
L'élément femelle 17 est bloqué à sa position basse par la cale en fer à cheval 33 engagée entre le coulisseau 18 et le sommier 14 de la presse.
Si on travaille à chaud, le manchon de chauffage
24 est mis en service et la billette 1 est préala- blement chauffée.
L'intérieur de l'élément femelle 17 et la billette 1 sont lubrifiés. b) Formation de l'ébauche (fig. 12)
L'organe mobile de presse 28 se déplace dans le sens de la flèche fl en entraînent le fouloir 25 dont la tête 26 s'engage dans l'alésage 23 de l'é- lément femelle à la suite de la billette 1 portée par cette tête.
La billette 1 s'écrase et s'ouvre sur la tête
16 du poinçon fixe et le métal est refoulé autour de cette têts dans l'espace ménagé entre cette tête
16 et l'alésage supérieur 22 de. l'élément femelle jouant alors le rôle de matrice.
On obtient, en fin de course du fouloir 25, une ébauche 41 entourant la tête 16 du poinçon et. épousant extérieurement la forme de la matrice 22.
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c) Mise en place de l'extracteur (fig. 13) @
L'organe mobile 28 est déplacé vers le bas jusqu'à une position pour laquelle la tête 26 du fouloir est dégagée fais, matrice 22.
On retire alors le fouloir 25 de l'organe mobile de presse 28 en le saisissant par sa poignée 34 et en le dégageant latéralement.
On-place dans le logement 30 de la tête mobile 23 l'extracteur 36 maintenu en place par les bagues 31-32.
On enlève la cale 33 du coulisseau. d) Filage de l'étui (fig. 14)
L'organe mobile de presse 28 étant déplacé vers le haut (dans le sens de la flèche fl), cet organe mobile 28 rencontre, par sa face supérieure, la face infé- rieure de l'organe femelle 17 et déplace cet organe femelle vers le haut.
Dans ce déplacement, le métal de l'ébauche 41 qui coiffe la tête fixe 16 du poinçon, est refoulé vers le bas, et filé dans l'espace annulaire ménagé entre la tête 16 du poinçon et le bord arrondi formant entrée de l'alésage inférieur 23 de l'organe femelle 17, puis entre cette tête 16 et l'alésage inférieur 23 lui-même, jouant le rôle de filière.
L'étui se forme ainsi en se développant vers le bas et s'engage dans l'alésage supérieur 29 de la tête mobile puis entre les segments 38 de l'extracteur 36.
Ce mouvement de la tête mobile 28 se poursuit jusqu'à ce que l'épaulement séparant les deux alésages 22-23 de l'organe facile 17 vienne buter contre la collerette 15 du poinçon fixe. A ce moment, tout le métal de l'ébauche 41
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a été filé sous forme cylindrique tubulaire et constitue l'étui 42. e) Extraction (fig. 15 et 16)
La tête mobile 28 se déplaçant alors vers le bas en sens inversa de la flèche fl, l'organe femelle 17 et le coulisseau 18 suivant ce dé- placement jusqu'à ce que ce coulisseau 18 vienne buter sur la collerette 15 du poinçon.
La tête de ce poinçon 16 se dégage de l'ex- trémité de l'étui formé (fig. 15)
La tête mobile 28 continuant son déplace- ment vers le bas (dans le sens de la flèche f2) l'étui formé 42 maintenu par l'extracteur 36 est tiré vers le bas et, se dégage complètement de l'organe femelle 17.
On peut alors retirer l'étui formé 42 ainsi que l'extracteur 36 de la tête mobile 28 en les dégageant latéralement comme il a été fait pour le fouloir 25.
On remet alors ce fouloir 25 en place sur la tête mobile 28 et l'appareil est prêt pour une nouvelle opération.
Le procédé ci-dessus décrit présente de nombreux avantages techniques, notamment les suivants :
1 ) La billette utilisée comme élément de départ a un diamètre sensiblement égal à celui de l'étui à obtenir, au lieu d'être d'un dia- mètre très supérieur dans le cas des pro- cédés connus.
Cette réduction dans le diamètre de la
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barre que l'on doit diviser en tronçons par sciage, diminue la perte de métal par sciure et par suite le prix de revient de l'étui.
2 ) Dans la phase de formation de l'ébauche, le fouloir 25 agit sur une billette de diamètre relativement réduit, ce qui exige pour la presse un effort moins important que dans les machines connues dans lesquelles le fouloir déforme et refoule un élément,de départ de diamètre nota- blement plus grand.
La 2 phase (formation de l'étui). exige un effort moins important que la première. On peut donc, dans le cas de la présente inven- tion, utiliser une presse moins puissante que dans le cas des machines connues.
3 ) En fin d'opération de filage de l'étui, des particules de métal peuvent rester au voisinage de l'épaulement, séparant les deux alésages
22-23 de l'organe femelle 17 mais, au cours de l'opération suivante de formation de l'ébauche, ces particules sont détachées par le métal qui se déplace vers le haut en contournant la tête 16 du poinçon et refoulées vers le haut de l'espace annulaire ménagé entre cette tête
16 et l'alésage 22 de l'organe femelle 17.
Au cours de l'opération de filage qui suit, ces particules ne gêneront pas le filage et ne rayeront pas les parois cylindriques de l'étui filé. Elles finiront par s'incorporer au métal des bords de l'étui, métal qui sera ultérieure- ment chuté. -
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4 ) Le volume des billettes découpées 1 n'est jamais rigoureusement constant. Dans le cas du procédé revendiqué, ces différences de volume de l'élément de départ, se traduisent par un fond plus ou moins épais de l'ébau- che 41 mais sans que ces différences d'épais- seur donnent lieu à des changaments de posi- tion de la celé 16 du poinçon par rapport à l'organe femelle 17.
La 2 phase : le filage, se produit aussi toujours dans les nemes conditions de posi- tion initiale et si les fonds peuvent présen- ter des épaisseurs légèrement différentes, la torse intérieure de tous les étuis est rigou- reusement la même d'une pièce à l'autre.
5 ) L'étui obtenu peut présenter, un fond aussi. épais qu'il est désiré.
6 ) Si la tête 16 du poinçon est cylindrique l'étui formé présentera lui-même une forme intérieure cylindrique, Si la tête 16 du @oinçon est tronconique, l'étui formé pré- sentera une forme intéri ure legs renient co- niqme et des parois plus minces au bord qu'au voisinage du fond.
7 ) En donnant à la face inférieure de la tête
16 du poinçon un relief approprié, on pourra imprimer à la face interne du fond de l'étui ce même relief.
De même, un relief porté sur la tête 26 du fouloir 25 sera reproduit sur la face exter- ne du fond de cet étui.
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Le procédé ci-dessus décrit s'applique à tous les métaux, alliages ou matières susceptibles d'être fa- çonnés par refoulement sous pression, à froid ou à chaud par exemple, le laiton, l'aluminium, les. alliages légers le bronze d'aluminium, l'acisr doux, etc..
Le procédé s'appliqua à la fabrication d'élé- ments creux allongés le plus souvent d'étuis cylindriques comportant un fond, quelles que soient les dimensions, de ces éléments, l'épaisseur des parois et celle du fond.
Le procédé de l'invention s'applique notamment à la. fabrication d'ébauche de douilles d'obus et de douilles d'obus.
Les figures de 17 à 20 représentent en coupe axiale des ébauches de douilles d'obus obtenues suivant le procédé de l'invention.
Dans le cas de la figure 17, les parois cylin- driques de l'ébauche 45 présentent une épaisseur décrois- sante depuis le fond jusqu'aux bords,' Le fond est lisse sur .ses deux faces.
Dans le cas de la figure 18, le fond de l'ébau- che 45 présente une dépression centrale 48 à l'extérieur et une gorge annulaire intérieure 44,
Ces ébauches permettent, par un seul étirage après recuit, d'arriver à la forât, définitive de la doudl- le.
La fabrication de ces douilles d'obus est ainsi. très simplifiée et le prix de revient de ces douilles est abaissé.
Le procédé et les machines de l'invention s'ap- pliquent également à la fabrication d' ébauches de bouteil- les pour gaz comprimés (fig. 19 et 20). Ils permettent d'obtenir des ébauches présentant des parois cylindriques
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d'épaisseur très régulière, sans excentraient et des fond± de forme bombée (fig.19) ou plate (fig.20) et de toute épais- seur désirée.
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Le procédé s'applique également à la fabrication d'ébauches d'obus ne nécessitant pas de tournage extérieur pour égaliser les épaisseurs de paroi en raison du très bon centrage de la forme filée.
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R.E V E N D 1 C A T IONS
1 ) Proéédé de conformation d'éléments tubulaires par refoulement de matière à partir d'un élément de départ massif et comportant une phase de formation d'une ébauche de forme creuse, d'une phase d'allongement de cette ébauche, procédé caractérisé par ce que l'on réalise les deux pha- ses dans un même organe femelle (17) jouant le double rôle de matrice pour la formation de l'ébauche et de filière pour l'allongement de cette ébauche.