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Procédé de fabrication de profilés coniques dans des presses à filer.
On connaît la fabrication de profilés coniques, en particulier de profilés en métal léger, dans des presses à filer en utilisant au moins un mandrin conique, dont la section est calculée de façon qu'elle complète l'ouverture de filière aux diverses phases de la conformation pour pro- duire le profilé désiré. Toutefois, dans ce procédé connu, on a toujours prévu au moins une surface de guidage pour le ou les mandrins sur la filière. or, on a maintenant constaté qu'avec un mode de travail de ce genre, il se produit très facilement un rongeage du mandrin sur la filière ou une forte usure des outils par suite du frottement d'acier sur acier;
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en effet, tant le mandrin qu'également la filière doivent être fabriqués, pour raisons de solidité, en acier de très bonne qualité.
Une lubrification des outils par de l'huile n'est pas possible en raison de la haute température de filage né- cessaire. Une lubrification par graphite ne peut guère égale- ment être utilisée, parce que des impuretés nuisibles parvien- draient de ce fait dans la matière filée.
La présente Invention est basée sur l'idée d'éviter avec sûreté le frottement nuisible d'acier sur acier en utili- sant la matière à filer elle-mme, en partie sous la forme de la chemise de filage connue, comme lubrifiants ou intercalaire entre acier et acier. Conformément à l'invention, le mandrin ; dont le contour de section est constitué en partie par un arc de cercle correspondant au diamètre du récipient, est guidé, en ménageant un jeu dans l'ouverture de la filière, d'une part sur sa surface d'application dans le récipient et d'autre part sur une chemise de filage se formant dans l'ouverture de la filière entre le creux du profilé et la surface enveloppante cylindrique du mandrin.
Le procédé suivant l'invention est expliqué plus en détail ci-après, à l'aide des exemples d'application non limi- tatifs représentés aux dessins ci-annexés. Dans ces dessins :
Fig. 1 est une vue de face schématique d'un dispositif de filage applicable au procédé suivant l'invention;
Fig. 2 est une coupe transversale du lingot à filet.;
Fig. 3 est une coupe longitudinale du dispositif repré- senté à la figure 1.
Fig. 4 est une vue de face d'une variante d'exécution du mandrin;
Fig. 5 est une coupe longitudinale partielle du dispo- sitif de filage, montrant la déviation que peut subir..le flux de matière filée;
Fig. 6 est une vue analogue à la figure 5, avec une con- formation de la filière propre à éviter la déviation précitée;
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Fig. 7 représente en coupe plusieurs formes de sec- tions susceptibles d'être adoptées pour la surface de frot- tement de la filière ;
Fig. 8 représente divers types de profilés à sections alternativement croissantes et décroissantes, susceptibles d'être produits par le procédé selon l'invention;
Fig. 9 et 10 sont des coupes. longitudinales d'un dis- positif de filage propre à l'exécution de tels profilés ;
pratique Fig. 11 représente schématiquement un exemple/d'ap- plication de l'invention.
1 est le récipient, 2 la matière à filer, par exemple du métal léger, 3 la filière, 4 le fouloir, 5 le mandrin co- nique, 6 les petites surfaces de guidage de la filière et 7 le jeu ménagé dans l'ouverture de la filière. Avec la forma de réalisation du mandrin selon la figure 1, donnée à titre d'exemple, le bloc 2 à filer reçoit alors la forme selon la figure 2. Pendent l'opération de filage, le mandrin est guidé d'une part sur sa surface d'application de la nature d'une enveloppe cylindrique dans le récipient et, d'autre part, sur les petites surfaces 6 de la filière, sur lesquelles la chemi- se de filage s'est formée.
Il ne se produit toutefois pas de grande pression superficielle sur ces surfaces 6, parce que, pendant l'opération de filage, la pression de la matière à filer tend à refouler le mandrin de haut en bas, c'est à dire l'écarter de la surface 6 de la matrice.
Afin d'éviter une usure de la matière par friction du mandrin de pressage sur la paroi du récipient, les raccords de la surface enveloppante cylindrique avec les deux surfaces adjacentes du mandrin sont de préférence arrondis (voir fig.4) ce qui fait qu'il se forme avec sûreté une chemise de filage dans le récipient. On peut naturellement procéder aussi de façon qu'au lieu de disposer un arrondi, on tourne le mandrin et la filière d'une certaine quantité après chaque opération de filage, car il s'est déjà formé dans chaque cas également
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un? chemise de filage à l'endroit où le lingot s'est posé lors du pressage précédent.
,Afin d'éviter la production de profilés courbes selon le présent procédé, la filière doit comporter, conformément à l'invention, une surface de frottement présentant une incli- naison telle pour une longueur calculée de façon correspon- dante, que la formation du profilé s'effectue dans un plan qui est perpendiculaire a l'axe du récipient et qu'un flux de matière uniforme se produise dans ce plan (voir fig.6).
On a en effet constaté (voir la f ig. 5) qu'abstraction faite des différences de friction qui existent entre la matière à filer et le mandrin d'une part, puis la matière à filer et la filière d'autre part, un courbage du profit en particulier avec de très grandes sections de profilés et de fortes coni- cités du mandrin, est provoqué du fait qu'il se forme une sorte d'angle de déversement , par quoi la production du profilé s'effectue dans un plan qui forme le dit angle 4, avec le plan de la filière. Par la conformation de la filière selon l'invention, cet angle de déversement est reculé et le flux de matière est dirigé de telle manière qu'il se fbrme des profilés droits (voir la fig.6).
La surface de flottement de la filière peut par exemple recevoir les formes de section a, b, c et d selon la figure 7.
Si le mandrin est avancé, de fagon connue en soi, à la vitesse du fouloir dans le sens du filage, il ne peut être produit, selon le présent procédé, que des profilés qui ont à l'une de leurs extrémités la section mince et à leur autre extrémité la section épaisse, Mais s'il y a lieu d'établir des profilés selon la figure 8, avec des variations de section quelconques (section croissante, décroissante ou changeante) suivant une autre forme de réalisation du procédé selon l'in- vention, le mandrin est déplacé par glissement dans un évide- ment du fouloir dans le sens du filage ou en sens contraire à ce dernier.
De ce fait, on peut per exemple fabriquer un pro- @
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filé ayant la section e. selon la figure 8 suivent un mode de travail tel que celui expliqué en détail à titre d'exemple à l'aide des figures 9 et 10. Tandis que le fouloir 4 presse la moitié du lingot, c'est à dire qu'il parcourt le trajet de filage L/2, le mandrin 5, qui comporte en 8 un guidage dans un évidement du fouloir 4, est refoulé, par exemple à l'aide d'un autre fouloir 9, qui est entraîné par voie hydrau ligue ou mécanique, depuis sa position extérieure extrême (voir fig.9) en sens contraire à la direction de filage et il se trouve, à la fin de cette phase de filage, dans la po- sition selon la fig. 10.
Lorsque la seconde moitié du trajet de filage est parcourue, par conséquent au cours d'un nouveau mouvement du fouloir correspondant au trajet L/2, le mandrin 5 avance dans le sens de la direction de filage, le cas échéant par butée de sa surface terminale postérieure dans le fouloir. Ainsi qu'il ressort du dessin, on obtient, par le mode de travail indiqué, le résultat qu'au cours de la premiè re phase de travail l'ouverture de la filière ne libère tout d'abord que la section minima qui varie progressivement jus- qu'à la section maxima;
dans la seconde phase de travail, la section maxima repasse progressivement à la section minima
Il n'est pas nécessaire d'expliquer davantage qu'en commandant à volonté le mandrin 5 dans la direction de filage ou en.sens inverse de la direction de filage, on peut produi- re des profilés présentant des variations de section rentrant dans les limites du creux pratiqué dans le mandrin, tels qu'ils sont représentés par exemple en f et g à la figure 8.
A la figure 11, on a illustré avec plus de détail un exemple d'application pratique de profilés de ce genre. Les longerons de véhicules de chemins de fer sont toujours cons- titués sous forme de poutres sur deux appuis avec des extré- mités de support saillantes. Ils sont soumis à des moments fléchissants qui sont maxima au-dessus des appuis (pivots pour bogies). Il y a entre les deux appuis, dans la courbe @
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des moments, deux points d'inflexion auxquels l'effort de flexie eet égal à zéro.
En vue d'une construction légère, on établirait ration- nellement les longerons avec une section variable, mais ceci n'est pas fait en raison de l'augmentation des frais de fabri- cation que cela impliquerait dans l'état actuel de la technique, ou bien ce n'est fait qu'imparfaitement par des plaques rivetées sur le longeron. Or, suivant le procédé conforme à l'invention, on peut fabriquer pour cet usage une poutre dont les sections sont adaptées avec précision aux efforts de flexion qui inter- viennent.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de fabrication de profilés coniques comportant de préférence des sections restant semblables à soi, dans des presses à filer, en utilisant au moins un mandrin conique dont la section est calculée de façon qu'elle complète l'ouverture de la filière aux diverses phases du façonnage pour produire le profilé désiré, caractérisé en ce que le mandrin, dont le con- tour de section est constitué en partie par un arc de cercle correspondant au diamètre du récipient, est guidé, en ménageant un jeu dans l'ouverture de la filière, d'une part sur sa sur- face d'application , analogue à un- enveloppe cylindrique, dans le récipient et, d'autre part, sur une chemise de filage se for- mant dans l'ouverture de la filière entre le creux du profilé et la surface enveloppante cylindrique du mandrin.