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La présente invention concerne un procédé et un outil pour percer des trous dans des lingots.
Pour percer des trous dans des lingots, appelés à âtre ultérieurement emmanchés sur des pièces étirées ou embouties, on procédait jusqu'à préqent à des perçages par enlèvement de matière après refroidissement. Ce mode d'usinage a l'inconvénient de soumettre les outils de coupe et de forage à une usure excessivement élevée en raison de la présence à l'intérieur des lingots de retas- sures, de grains de sable et d'autres impuretés. La dé- pense d'énergie et l'usure des machines sont également considérables. Pour former des trous de grand diamètre relativement de faible longueur dans les lingots, on uti- lise des mandrins annulaires non refroidis. On rencontre alors de grandes difficultés pour extraire ultérieurement le noyau refroidi du mandrin.
Pour percer des trous re- lativement petits, l'utilisation d'un mandrin annulaire non refroidi s'avère impraticable.
La présente invention propose un procédé'pour percer des trous,dans des lingots ou similaires, dans le- quel les dimensions des trous à produire ne jouent prati- quement aucun r8le. Le procédé de l'invention et l'uti- lisation de l'outil créé pour sa mise en pratique permet d'exécuter sans aucune difficulté et de façon très simple n'importe quel perçage dans des lingots.
Selon la présente invention, on procède au per- çage de lingots, blocs, etc... à chaud, de préférence à des températures comprises entre 800 et 1100 , en utili- sant un mandrin-annulaire qui, comme les mandrins tubulai- res connus, est refroidi pendant 1'opération. L'introduc- tion de l'agent de refroidissement jusqu'au bord d'attaque
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du mandrin et son évacuation s'effectuent, de préférence, par des voies séparées à l'intérieur du mandrin, au con- tact direct des parois extérieure et intérieure du mandrin annulaire.
Lorsqu'on utilise un mandrin annulaire dont l'alésage est plus étroit au voisinage de la tête du man- drin, l'arrivée de l'agent de refroidissement jusqu'à la pointe du mandrin s'effectue par l'intérieur de celui-ci au contact direct de ses parois intérieure et extérieure, tandis que son retour a lieu entre la paroi intérieure du mandrin et le noyau de perçage enlevé de la pièce.
Un mandrin creux pour la mise en oeuvre du pro- cédé de l'invention se compose, de préférence, de deux tubes essentiellement concentriques dans lequel l'espace compris entre les tubes reçoit l'agent de refroidissement.
Le retour de l'agent de refroidissement peut s'effectuer, soit entre le noyau et le tube intérieur, en prévoyant dans ce dernier de petites lumières à proximité de la tête, soit en formant deux groupes de canaux dans l'espa- ce annulaire compris entre les tubes concentriques, dont l'un sert à amener l'agent de refroidissement à la tête du mandrin et l'autre à le ramener à l'endroit où sont raccordés les conduits de circulation. De préférence, les canaux sont formés en munissant au moins l'un des deux tubes concentriques, de préférence le tube intérieur, de nervures qui servent en même temps au renforcement mutuel des deux tubes.
Dans le cas de nervures disposées entre les tubes concentriques, celles-ci sont alternativement per- cées, au voisinage de la tête du mandrin, d'une ouvertu- re ou lumière de retour de façon que l'agent de refroidis- sement trnverse l'une des rainures formées entre les ner- vures en direction de la tête, puis emprunte la rainure
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voisine pour remonter vers la sortie. L'outil qui vient d'être décrit permet de percer sans difficulté des trous dans des blocs portés à des températures d'environ 800 à
1100 . La pression exercée sur le mandrin est appliquée au moyen d'un poinçon, attaquant l'extrémité du mandrin opposée à sa tête. Le noyau de matière enlevée par le mandrin traverse ce dernier et peut sans difficulté être extrait à son extrémité opposée.
Pour que le noyau passe facilement à travers le,,,' mandrin et pour assurer à cette fin un jeu entre le tube intérieur et ce noyau, il est prévu, selon une autre ca- ractéristique de l'invention, de donner à la section li- bre de la' tête du mandrin, dans la région correspondant approximativement à son tiers antérieur, une ouverture ayant un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de la partie restante du mandrin, dé façon que le diamètre de l'ouverture du mandrin détermine le diamètre du noyau.
On a constaté qu'il était possible, en donnant au mandrin une longueur suffisante, de refouler à une pro- fondeur quelconque des noyaux ayant jusqu'à 40 mm d'épais- seur.
Pour le refroidissement, on peut utiliser un agent liquide tel que l'eau, mais selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, celui-ci s'effectue au moyen d'eau pulvérisée à l'air comprimé, procédé qui assure une dissipation particulièrement énergique de la chaleur. Le cas échéant, on pourrait également utiliser un agent de refroidissement gazeux tel que l'air, par exemple.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'outil de l'invention, le tube extérieur est pourvu d'une rayure hélicoïdale obligeant le mandrin d'exécuter un mouvement de rotation pendant son refoulement dans la
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matière, ce qui assure son guidage axial.
En se référant au dessin : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un mandrin de perçage creux conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue arrière du mandrin de la figure 1, suivant la ligne A-B de la figure 1 dans le sens de la flèche, et - la figure 3 est une coupe du mandrin de la figure 1 suivant la ligne C-D de cette figure, en regar- dant dans le sens indiqué par la flèche.
Le mandrin de perçage suivant l'invention se compose de deux tubes 1 et 2 qui, à leur extrémité anté- rieure, sont reliés à la tête 3 du mandrin. L'espace compris entre les tubes 1 et 2 est ponté par des nervu- res 4 comme le montre la figure 3. A l'endroit du raccor- dement des tubes intérieur et extérieur, la tête 3 du mandrin présente des ouvertures ou lumières de retour 5.
A l'autre extrémité du mandrin se trouve la surface d'ap- plication 6 destinée au poinçon, non représenté, exer- çant la pression de perçage. La partie postérieure du mandrin porte une tête de raccordement 7 pour la circula- tion de l'agent de refroidissement. Dans cette tête débouchent des conduits d'arrivée et de retour de l'agent de refroidissement, comme le montre la figure 3. Célui- ci arrive par le conduit 8 dans un conduit annulaire 9 d'où il accède aux rainures 10 ménagées entre les nervu- res 4. L'agent de refroidissement gagne la tête 3 du man- drin en suivant les rainures puis, en traversant la lumiè- re de retour 5 de la rainure adjacente, regagne le conduit de sortie 11 de la tête de raccordement 7.
Le pas échéant, la tête 3 pourrait être pourvue extérieurement de rayures hélicoidales facilitant la pénétration axiale du mandrin dans le lingot. En 12 se trouve le rétrécissement du
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diamètre intérieur du tube intérieur dans le tiers anté- rieur de la tête du mandrin; on obtient ainsi que le noyau coulissant le long du tube intérieur présente un diamètre inférieur'à celui de ce dernier. Dans ce mode de réalisa- tion, il est possible, et parfois même avantageux, que le . retour de l'agent de-refroidissement ne s'effectue pas par les rainures voisines des'rainures d'arrivée, mais à tra- vers l'espace annulaire 15 qui se forme entre le noyau
13 et la paroi intérieure 14 du tube intérieur en ména- geant à cette fin des orifices 16 dans la tête.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit, qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple, et auquel de nom-. breuses modifications peuvent être apportées sans sortir pour autant du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
L'invention concerne notamment :
1 ) Un procédé pour le perçage à chaud de lingots 'ou analogues, au moyen d'un mandrin annulaire, caractéri- sé en ce que le mandrin annulaire est refroidi pendant l'opération.
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