EP0187582B1 - Grain de poussée pour le filage de métal - Google Patents
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- EP0187582B1 EP0187582B1 EP85402437A EP85402437A EP0187582B1 EP 0187582 B1 EP0187582 B1 EP 0187582B1 EP 85402437 A EP85402437 A EP 85402437A EP 85402437 A EP85402437 A EP 85402437A EP 0187582 B1 EP0187582 B1 EP 0187582B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C26/00—Rams or plungers; Discs therefor
Definitions
- the subject of the invention is a metal thrust grain in a spinning press comprising a container in which is formed a cylindrical housing centered on a spinning axis and in which can be placed a billet of metal to be spun and a pushing ram of the billet against a die closing the housing, the gland being constituted by a rod centered on the spinning axis, capable of penetrating into the housing under the action of thrust means, parallel to the axis, and provided, at its end facing the billet, a thrust grain consisting of a cylindrical hollow disc, of outside diameter slightly smaller than that of the housing and having a transverse thrust face on the billet in which is formed a concave recess comprising a flat bottom transverse to the spinning axis and a frustoconical spacer face centered on the axis and opening towards the billet, said recess being occupied by a spacer wedge comprising one of frustoconical face of the same conicity as the frustoconical spacing face of the recess and cooperating with
- This thrust grain can be used for a spinning press for non-ferrous metallic materials, in particular aluminum.
- a press for spinning non-ferrous metals generally comprises a container provided with a cylindrical housing in which is placed a billet, that is to say a section of bar constituting the metal to be spun.
- a billet that is to say a section of bar constituting the metal to be spun.
- One of the ends of the housing is closed by a bottom carrying a die centered on the axis of the housing and against which the billet is pushed with strong pressure to form by extrusion a profile whose cross section corresponds to that of the die.
- the spinning pressure is exerted by a pushing ram consisting of a rod centered on the spinning axis and moving parallel to the axis under the action of pushing means, penetrating into the housing to extrude the metal by the sector.
- the rod constituting the gland is fixed on a movable cross member mounted to slide parallel to the spinning axis and actuated by a main jack which is supported on a fixed cylinder head, the container itself bearing on a fixed bed base placed on the other side of the press and on which is mounted a tool holder assembly carrying a die centered on the spinning axis and forming the container housing, on the side opposite the gland.
- the gland is mounted on the fixed tool holder and carries the die at its end.
- the container is then pushed by the movable cross member towards the gland on which it is threaded by forcing the metal of the billet to pass through the die placed at the end of the gland, the latter being provided with an axial bore for the passage of the extruded profile.
- the invention applies more particularly to direct spinning presses in which the container is fixed and as well as the die placed at one end of the housing in which the gland , actuated by the movable cross member, penetrates from the other end.
- the stem of the gland is provided at its end turned towards the billet, with a thrust grain made up of a metal part in the form of a cylindrical disc whose outside diameter is slightly less than that of the housing so as to facilitate loading. grain in the container.
- a thrust grain made up of a metal part in the form of a cylindrical disc whose outside diameter is slightly less than that of the housing so as to facilitate loading. grain in the container.
- the clearance left between the grain and the housing allows the formation of a metal film along the internal wall of the housing during the advancement of the gland and the grain.
- an attempt is made to reduce the thickness of the metal film, but this must however have a minimum value so as to avoid steel-to-steel contact of the side wall of the grain against the internal wall of the housing.
- This reduction in play is generally ensured by virtue of the transverse deformation of the grain which is crushed under the spinning pressure.
- this crushing must be calculated so that, in service, there remains a minimum clearance between the grain and the internal wall of the housing for the formation of the protective film
- the extruded profile remains fixed on a metal base which remains between the thrust face of the grain and the bottom of the container carrying the die.
- the profile is sheared so as to separate it from the base but the grain remains wedged between the base and the aluminum film which remains inside the housing and it is no longer possible to return it back through the container without scrape the internal wall of the housing, removing the film and risking scratching the housing.
- it is generally preferred to separate the grain from the gland and remove it with the base on the side opposite to that of the gland. The grain must then be cleaned and then replaced at the end of the gland for a new spinning operation.
- the grain is generally fixed at the end of a bar which crosses the gland and which is provided with a threaded end engaging in an internally threaded bore formed on the rear face of the grain, this bar being immobilized in rotation to allow mounting and dismounting of the grain from the front of the gland.
- the outer part of the grain is constituted by a cylindrical hollow disc whose outer diameter is less than that of the clearance of the play necessary for the removal of the grain after spinning.
- a concave recess in which is placed a wedge-shaped part allowing to flare the side wall of the recess.
- it is provided with a frustoconical spacer face centered on the axis and opening on the side of the billet.
- the spacer has a frustoconical face of the same conicity as the spacer face of the recess and cooperating with the latter to cause the expansion of the side wall of the recess during spinning.
- the thrust force is then essentially supported by the transverse face of the corner facing the billet, the hollow disc resting on the billet only by an annular face surrounding the corner (SU-A-170 905).
- the housing protection film In order for the housing protection film to keep a minimum thickness, it is necessary to limit the expansion of the grain when it has taken the desired diameter.
- the spacer wedge can be provided, on the side opposite to the billet, with a circular face transverse to the axis and which comes to rest on a flat face formed at the bottom of the recess, both transverse support faces being separated by a clearance which allows a depression of the corner limited to the value necessary to obtain the desired increase in diameter.
- the bottom of the recess must be connected to its side wall by a rounded face, which increases the thickness of the side wall at the base of the recess and, above all, decreases the section of the flat face constituting the bottom of the recess, and which is already reduced by the passage of a corner fixing rod on the gland, as well as that of the face corner support (SU-A-170 905).
- a corner fixing rod on the gland as well as that of the face corner support (SU-A-170 905).
- the subject of the invention is a new arrangement which makes it possible on the one hand to limit the crushing of the grain and on the other hand to better control its increase in diameter and consequently the thickness of the protective film.
- the hollow disc forming the outer part of the grain consists of two separate parts, respectively a front part in the form of a cylindrical sleeve whose internal face constitutes the side wall of the recess and a rear part forming a part.
- a transverse face constituting the bottom of the recess inside the sleeve and having a circular section of diameter substantially equal to that of the small base of the frustoconical spacer face of the corner placed at the front of the internal face of the sleeve, the expansion force being supported only by said cylindrical sleeve and the compression force by said rear part for fixing the hollow disc .
- the internal face of the cylindrical sleeve comprises, in the extension of the frustoconical spacing face, a cylindrical face centered on the spinning axis and which is connected at a sharp angle, towards the front to the small base. from the frustoconical face and towards the rear on the circular edge of the bottom of the recess.
- the frustoconical spacing face of the corner is extended towards the inside of the recess by a substantially cylindrical lateral face, spaced from the internal face of the recess by a slight play and connecting at a sharp angle, towards the 'front, at the small base of the frustoconical spacing face and, towards the rear, at the circular edge of the transverse bearing face of the corner.
- the cylindrical sleeve is fitted without play on a cylindrical part projecting from the front of the grain fixing part and the front end of which constitutes the bottom of the recess.
- the fixing part is traversed, on its peripheral part outside the projecting part, by a plurality of bores parallel to the axis in which pass screws whose threaded ends engage in bores corresponding, internally threaded from the cylindrical sleeve.
- the grain fixing part is made of a metal hard enough to resist crushing and the cylindrical sleeve is made of a less hard and more elastic metal to facilitate its expansion.
- Figure 1 schematically shows, in axial section, a spinning press follower provided with a thrust grain according to the invention.
- Figure 2 is a detail view in axial section, showing the grain of thrust on an enlarged scale.
- FIG 1 there is shown only the gland 1 of a spinning press, fixed on a movable cross member 11, actuated by a thrust cylinder not shown.
- the gland 1 enters the interior of a housing 2 formed in a container 21 which bears on the bed base 22 by means of the die 23 centered on the axis 10 of the housing 2 and closing the latter.
- the general arrangement of a spinning press has been known for a long time and does not require a detailed description.
- the gland 1 consists of a rod 12 fixed by a base 13 on the movable cross member 11 and at the other end of which is placed a thrust grain 3. During spinning, it penetrates inside the housing 2 of the container 21 and pushes a billet 4 of metal to be spun against a die 23 mounted in a fixed tool holder assembly 24 closing the end of the housing 2 opposite the gland.
- the arrangements according to the invention are specially provided for the use of a harnessed grain.
- the grain 3 is fixed to the end of a rod 14 which passes through the gland 1 in the axis thereof and whose, for example, the threaded end 15 can engage on a bore 31 internally threaded and formed on the rear face 32 of the grain 3 facing the gland.
- the face 33 of the grain 3 facing the billet 4 is provided with a concave recess 35 in which is housed a spacer corner 5.
- This corner 5 is provided, on the side of the billet, with a flat front face 51 and fixed, on the side of the gland, on the rear part 3, by a rod 52 centered on the axis 10 and passing through the front end of the part 3 to open into the bottom of the bore 31.
- the rod 52 is provided with a threaded end on which a nut 53 is screwed making it possible to fix the wedge 5 on the hollow disc 3 while leaving a clearance necessary for the depression of the wedge.
- the hollow disc 3 consists of two separate parts, respectively a cylindrical sleeve 6 and a rear fixing part 3.
- the sleeve 6 is formed of a tubular wall whose thickness and length "L" are determined according to the nature of the metal so that the lip formed by the sleeve 6 around the corner 5 can undergo the necessary diameter variations without excessive fatigue.
- the lip 6 is limited towards the outside by a substantially cylindrical side wall 61 which forms the external face of the grain and which, according to a known arrangement, can flare very slightly forward, on the side of the billet, so to rely on the protective film by a front portion 62 of reduced length.
- the internal face of the sleeve 6 is constituted, towards the front by the frustoconical face 63 on which the frustoconical spacing face 54 of the corner 5 rests and towards the rear, by a cylindrical face 64 centered on the axis 10 and of diameter equal to that of the small base 66 of the frustoconical face 63.
- the fixing part 30 constituting the grain body has, for the most part, an outside diameter equal to that of the lateral face 61 of the sleeve 6. However, it is provided towards the front with a projecting part 7 limited by a transverse face 71 perpendicular to the axis and, laterally, by a cylindrical face centered on the axis 10 and of diameter equal to that of the cylindrical internal face 64 of the sleeve 6. The latter can therefore fit without play on the projecting part 7, the length sufficient to allow the socket to be held.
- the recess 35 is made up of two parts, a frustoconical front part and a rear part of rectangular section, bounded laterally by the face 64 of the socket 6 which is connected at a sharp angle to the circular edge 73 of the end 71 of the projecting part 7 constituting the bottom of the recess 35.
- the corner 5 comprises a frustoconical front part limited by the spacer face 54 and a rear part of rectangular section limited by a substantially cylindrical side face 55 and by a transverse face 56 which constitutes the bearing face of the corner on the bottom 71 of the recess.
- the cylindrical lateral face 55 of the wedge is spaced from the cylindrical face 54 of the bush 6 by a clearance that is simply sufficient to allow the displacement of the wedge without other friction than that of the frustoconical faces 54 and 63 one on the other.
- the lateral face 55 of the corner is connected at a sharp angle towards the front to the small base 57 of the frustoconical face 54 and towards the rear to the circular edge 58 of the bearing face 56.
- the bottom 71 of the recess therefore has the maximum possible diameter compatible with the thickness that must be given to the socket 6 and the bearing face 56 of the corner also has the maximum possible diameter, slightly less than the diameter of the bottom 71 of the recess 35, the difference corresponding simply to the clearance (a) which must exist between the cylindrical faces 55 and 64. Therefore, for the same external dimension of the grain, the bearing surface of the corner on the bottom of the recess can be increased by around 130% compared to the previous arrangement, which allows a reduction in the stress rate 30% for an identical thrust effort.
- the expansion force is supported only by the sleeve 6 and the compression force by the projecting part 7 of the rear part 30, these two parts can be made of metals whose composition and heat treatment are specially adapted to the effort collected.
- the fixing part 30 will be made of a metal hard enough to resist crushing while the cylindrical sleeve will be made, on the contrary, of a less hard and more elastic metal so as to better deform by expansion. There would be less risk, in this way, of deteriorating the internal wall of the housing 2 in case it comes into contact with the grain.
- the deformation of the bush 6 can be calculated with precision as a function of the thrust force.
- We can, in particular, determine the inclination of the frustoconical walls 54 and 63 and the clearance between the transverse bearing faces 56 and 71 so that the sleeve 6 takes the desired diameter from the start of the spinning, all of the 'thrust force that can be collected by the fixing piece 30 thanks to the increase in the support surface.
- the grain 3 must be removed from the housing 2 with the gland.
- the sleeve 6 is kept fitted on the projecting part 7 by the conical face 54 of the corner, but this holding may not be sufficient to avoid displacement of the sleeve. This is why a certain number of bores 36 parallel to the axis 10 and in which pass with play of bolts 37 whose heads rest on will be provided on the peripheral part of the fixing piece 30 external to the cylindrical wall 72 on counterbores formed on the fixing part 3 and whose threaded ends mesh in corresponding bores 65 internally threaded and formed on the rear face 67 of the socket 6.
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Description
- L'invention à pour objet un grain de poussée du métal dans une presse à filer comprenant un conteneur dans lequel est ménagé un logement cylindrique centré sur un axe de filage et dans lequel peut être placée une billette de métal à filer et un fouloir de poussée de la billette contre une filière fermant le logement, le fouloir étant constitué d'une tige centrée sur l'axe de filage, susceptible de pénétrer dans le logement sous l'action de moyens de poussée, parallèlement à l'axe, et munie, à son extrémité tournée vers la billette, d'un grain de poussée constitué d'un disque creux cylindrique, de diamètre extérieur légèrement inférieur à celui du logement et présentant une face transversale de poussée sur la billette dans laquelle est ménagé un évidement concave comportant un fond plan transversal à l'axe de filage et une face d'écartement tronconique centrée sur l'axe et s'ouvrant vers la billette, ledit évidement étant occupé par un coin d'écartement comportant un de face tronconique de même conicité que la face d'écartement tronconique de l'évidement et coopérant avec cette dernière, et une face circulaire, transversale à l'axe, d'appui sur le fond de l'évidement après expansion du grain par enfoncement du coin pendant la poussée. Un tel grain de poussée est connu de SU-A-170 905.
- Ce grain de poussée est utilisable pour une presse à filer des matériaux métalliques non-ferreux en particulier l'aluminium.
- Une presse à filer des métaux non-ferreux comprend généralement un conteneur muni d'un logement cylindrique dans lequel est placé une billette, c'est-à-dire un tronçon de barre constituant le métal à filer. L'une des extrémités du logement est fermée par un fond portant une filière centrée sur l'axe du logement et contre laquelle la billette est poussée avec une forte pression pour former par extrusion un profilé dont la section transversale correspond à celle de la filière. La pression de filage est exercée par un fouloir de poussée constitué d'une tige centrée sur l'axe de filage et se déplaçant parallèlement à l'axe sous l'action de moyens de poussée, en pénétrant dans le logement pour extruder le métal par la filière.
- Dans les presses dites à filage direct, la tige constituant le fouloir est fixée sur une traverse mobile montée coulissante parallèlement à l'axe de filage et actionnée par un vérin principal qui prend appui sur une culasse fixe, le conteneur prenant lui-même appui sur un sommier fixe placé de l'autre côté de la presse et sur lequel est monté un ensemble porte-outillage portant une filière centrée sur l'axe de filage et formant le logement du conteneur, du côté opposé au fouloir.
- Dans les presses dites à filage inversé, le fouloir est monté sur le porte-outillage fixe et porte la filière à son extrémité. Le conteneur est alors poussé par la traverse mobile vers le fouloir sur lequel il s'enfile en forçant le métal de la billette à passer dans la filière placée à l'extrémité du fouloir, ce dernier étant muni d'un alésage axial pour le passage du profilé extrudé.
- Bien qu'elle puisse trouver également une utilité dans les presses à filage inversé, l'invention s'applique plus spécialement aux presses à filage direct dans lesquelles le conteneur est fixe et ainsi que la filière placée à une extrémité du logement dans lequel le fouloir, actionné par la traverse mobile, pénétre par l'autre extrémité.
- Généralement, la tige du fouloir est munie à son extrésité tournée vers la billette, d'un grain de poussée constitué d'une pièce métallique en forme de disque cylindrique dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur à celui du logement de façon à faciliter le chargement du grain dans le conteneur. Cependant, sous la pression de filage, le jeu laissé entre le grain et le logement permet la formation d'une pellicule de métal le long de la paroi interne du logement au cours de l'avancement du fouloir et du grain. Pour éviter des pertes de métal, on cherche à réduire l'épaisseur de la pellicule métallique mais celle-ci doit cependant avoir une valeur minimale de façon à éviter un contact acier sur acier de la paroi latérale du grain contre la paroi interne du logement. Cette diminution du jeu est assurée généralement grâce à la déformation transversale du grain qui s'écrase sous la pression de filage. Il faut cependant que cet écrasement soit calculé de façon que, en service, il reste un jeu minimal entre le grain et la paroi interne du logement pour la formation de la pellicule de protection.
- D'autre part, à la fin du filage, le profilé extrudé reste fixé sur un culot de métal qui subsiste entre la face de poussée du grain et le fond de conteneur portant la filière. Le profilé est cisaillé de façon à le séparer du culot mais le grain reste coincé entre le culot et la pellicule d'aluminium resté à l'intérieur du logement et il n'est plus possible de le faire revenir en arrière à travers le conteneur sans râcler la paroi interne du logement, en enlevant la pellicule et en risquant de rayer le logement. C'est pourquoi on préfère généralement séparer le grain du fouloir et le retirer avec le culot du côté opposé à celui du fouloir. Le grain doit alors être nettoyé puis replacé à l'extrémité du fouloir pour une nouvelle opération de filage.
- Pour éviter ce recyclage du grain qui nécessite un dispositif supplémentaire et relativement encombrant, on a déjà proposé de laisser le grain attelé sur le fouloir. A cet effet le grain est généralement fixé à l'extrémité d'une barre qui traverse le fouloir et qui est munie d'une extrémité filetée s'engageant dans un alésage fileté intérieurement et ménagé sur la face arrière du grain, cette barre étant immobilisée en rotation pour permettre le montage et le démontage du grain par l'avant du fouloir.
- Pour permettre le retrait du grain attelé avec le fouloir après la phase de filage sans détériorer la pellicule d'aluminium recouvrant le logement, il faut alors que le jeu existant, à vide, entre le diamètre du logement et le diamètre du grain attelé soit plus important que celui qui existait, dans le cas précédent, simplement pour faciliter la mise en place du grain. Pour assurer l'augmentation nécessaire du diamètre du grain attelé, on ne peut plus alors compter uniquement sur la déformation transversale de ce dernier sous l'effort de filage. On à donc proposé de réaliser le grain attelé sous forme d'une pièce extensible en deux parties:
- - la partie extérieure du grain est constituée par un disque creux cylindrique dont le diamètre extérieur est inférieur à celui du logement du jeu nécessaire au retrait du grain après filage. Sur la face transversale de poussée du grain sur la billette est ménagé un évidement concave dans lequel vient se placer une pièce en forme de coin permettant d'évaser la paroi latérale de l'évidement. A cet effet, celui-ci est muni d'une face d'écartement tronconique centrée sur l'axe et s'ouvrant du côté de la billette. Le coin d'écartement comporte une face tronconique de même conicité que la face d'écartement de l'évidement et coopérant avec celle-ci pour provoquer l'expansion de la paroi latérale de l'évidement au cours du filage. En effet, l'effort de poussée est alors supporté essentiellement par la face transversale du coin tournée vers la billette, le disque creux s'appuyant sur la billette uniquement par une face annulaire entourant le coin (SU-A-170 905).
- Pour que la pellicule de protection du logement garde une épaisseur minimale, il faut limiter l'expansion du grain lorsque celui-ci à pris le diamètre désiré. On peut calculer les dimensions du disque creux constituant la partie expansible du grain en fonction de ses caractéristiques mécaniques et de l'effort de poussée pour que le grain prenne le diamètre désiré au cours du filage. Mais, dans ce cas, ce diamètre n'est obtenu que pour un effort de filage correspondant à celui pour lequel il à été calculé. Il est donc plus intéressant de limiter le déplacement du coin de façon que l'expansion du grain s'arrête lorsque le diamètre désiré est obtenu. A cet effet, le coin d'écartement peut être muni, du côté opposé à la billette, d'une face circulaire transversale à l'axe et qui vient s'appuyer sur une face plane ménagée au fond de l'évidement, les deux faces transversales d'appui étant séparées par un jeu qui permet un enfoncement du coin limité à la valéur nécessaire pour obtenir l'augmentation de diamètre désirée. Cependant, pour éviter des concentrations de contraintes nuisibles à la bonne tenue du grain en service, le fond de l'évidement doit être relié à sa paroi latérale par une face arrondie, ce qui augmente l'épaisseur de la paroi latérale à la base de l'évidement et, surtout, diminue la section de la face plane constituant le fond de l'évidement, et qui est déjà diminuée par le passage d'une tige de fixation du coin sur le fouloir, ainsi que celle de la face d'appui du coin (SU-A-170 905). Il en résulte que, lorsque, le coin est venu en butée sur le fond de l'évidement, tout l'effort de poussée passe par une face d'appui de section relativement réduite, ce qui peut déterminer une compression excessive et un écrasement du grain.
- L'invention à pour objet une nouvelle disposition qui permet d'une part de limiter l'écrasement du grain et d'autre part de mieux contrôler son augmentation de diamètre et par conséquent l'épaisseur de la pellicule de protection.
- Conformément à l'invention, le disque creux formant la partie extérieure du grain est constitué de deux parties distinctes, respectivement une partie avant en forme de douille cylindrique dont la face interne constitue la paroi latérale de l'évidement et une partie arrière formant une pièce de fixation du grain sur la tige du fouloir et limitée du coté de la billette par une face transversale constituant le fond de l'évidement à l'intérieur de la douille et ayant une section circulaire de diamètre sensiblement égal à celui de la petite base de la face d'écartement tronconique du coin, placée à l'avant de la face interne de la douille, l'effort d'expansion étant supporté uniquement par ladite douille cylindrique et l'effort de compression par ladite partie arrière de fixation du disque creux. De ce fait, la face interne de la douille cylindrique comprend, dans le prolongement de la face d'écartement tronconique, une face cylindrique centrée sur l'axe de filage et qui se raccorde à angle vif, vers l'avant à la petite base de la face tronconique et vers l'arrière sur le bord circulaire du fond de l'évidement.
- De même, la face d'écartement tronconique du coin est prolongée vers l'intérieur de l'évidement par une face latérale sensiblement cylindrique, écartée de la face interne de l'évidement par un léger jeu et se raccordant à angle vif, vers l'avant, à la petite base de la face d'écartement tronconique et, vers l'arrière, au bord circulaire de la face transversale d'appui du coin.
- Dans un mode de réalisation préférentiel, la douille cylindrique est emboîtée sans jeu sur une partie cylindrique ménagée en saillie à l'avant de la pièce de fixation du grain et dont l'extrémité antérieure constitue le fond de l'évidement.
- De préférence, la pièce de fixation est traversée, sur sa partie périphérique à l'extérieur de la partie en saillie, par une pluralité d'alésages parallèles à l'axe dans lesquels passent des vis dont les extrémités filetées s'engagent dans des alésages correspondants, filetés intérieurement de la douille cylindrique.
- Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la pièce de fixation du grain est réalisée en un métal assez dur pour résister à l'écrasement et la douille cylindrique est réalisée en un métal moins dur et plus élastique pour faciliter son expansion.
- Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés.
- La figure 1 représente schématiquement, en coupe axiale, un fouloir de presse à filer muni d'un grain de poussée selon l'invention.
- La figure 2 est une vue de détail en coupe axiale, représentant le grain de poussée à échelle agrandie.
- Sur la figure 1, on a représenté uniquement le fouloir 1 d'une presse à filer, fixé sur une traverse mobile 11, actionnée par un vérin de poussée non représenté. Le fouloir 1 pénètre à l'intérieur d'un logement 2 ménagé dans un conteneur 21 qui prend appui sur le sommier 22 par l'intermédiaire de la filière 23 centrée sur l'axe 10 du logement 2 et fermant ce dernier. La disposition générale d'une presse à filer est connue depuis longtemps et ne nécessite pas une description détaillée.
- Le fouloir 1 est constitué d'une tige 12 fixée par une base 13 sur la traverse mobile 11 et à l'autre extrémité de laquelle est placée un grain de poussée 3. Lors du filage, celui-ci pénètre à l'intérieur du logement 2 du conteneur 21 et pousse une billette 4 de métal à filer contre une filière 23 montée dans un ensemble porte-outillage fixe 24 fermant l'extrémité du logement 2 opposée au fouloir.
- Le métal 4 poussé par le grain 3 est extrudé par la filière 23 en formant un profilé 41. D'autre part, comme on l'a indiqué, il existe entre le diamètre externe "d" du grain 3 et le diamètre interne "D" du logement 2, un léger jeu "e" dont l'importance à été exagérée sur la figure et qui permet la formation d'une pellicule de métal 42 le long de la paroi interne du logement 2.
- Comme indiqué plus haut, les dispositions selon l'invention sont prévues spécialement pour l'utilisation d'un grain attelé. Dans ce cas, le grain 3 est fixé à l'extrémité d'une tige 14 qui traverse le fouloir 1 dans l'axe de celui-ci et dont, par exemple, l'extrémité fileté 15 peut s'engager sur un alésage 31 fileté intérieurement et ménagé sur la face arrière 32 du grain 3 tourné vers le fouloir.
- D'autre part, la face 33 du grain 3 tournée vers la billette 4 est munie d'un évidement concave 35 dans lequel vient se loger un coin d'écartement 5. Ce coin 5 est muni, du côté de la billette, d'une face avant plane 51 et fixé, du côté du fouloir, sur la pièce arrière 3, par une tige 52 centrée sur l'axe 10 et traversant l'extrémité avant de la pièce 3 pour déboucher dans le fond de l'alésage 31. La tige 52 est munie d'une extrémité filetée sur laquelle se visse un écrou 53 permettant de fixer le coin 5 sur le disque creux 3 en laissant un jeu nécessaire à l'enfoncement du coin.
- L'ensemble du grain est représenté à échelle agrandie sur la figure 2.
- Selon une caractéristique essentielle, le disque creux 3 est constitué en deux parties distinctes, respectivement une douille cylindrique 6 et une pièce arrière de fixation 3. La douille 6 est formée d'une paroi tubulaire dont l'épaisseur et la longueur "L" sont déterminées en fonction de la nature du métal pour que la lèvre formée par la douille 6 autour du coin 5 puisse subir les variations de diamètre nécessaires sans fatigue excessive. La lèvre 6 est limité vers l'extérieur par une paroi latérale sensiblement cylindrique 61 qui forme la face externe du grain et qui, selon une disposition connue, peut s'évaser très légèrement vers l'avant, du côté de la billette, de façon à s'appuyer sur la pellicule de protection par une partie avant 62 de longueur réduite.
- La face interne de la douille 6 est constituée, vers l'avant par la face tronconique 63 sur laquelle s'appuie la face d'écartement tronconique 54 du coin 5 et vers l'arrière, par une face cylindrique 64 centrée sur l'axe 10 et de diamètre égal à celui de la petite base 66 de la face tronconique 63.
- La pièce de fixation 30 constituant le corps du grain a, sur sa majeure partie, un diamètre extérieur égal à celui de la face latérale 61 de la douille 6. Cependant, elle est munie vers l'avant d'une partie en saillie 7 limité par une face transversale 71 perpendiculaire à l'axe et, latéralement, par une face cylindrique centrée sur l'axe 10 et de diamètre égal à celui de la face interne cylindrique 64 de la douille 6. Cette dernière peut donc s'emboîter sans jeu sur la partie en saillie 7 dont la longueur suffisante pour permettre le maintien de la douille.
- On voit donc que l'évidement 35 est constitué de deux parties, une partie avant tronconique et une partie arrière de section rectangulaire, limité latéralement par la face 64 de la douille 6 qui se raccorde à angle vif sur le bord circulaire 73 de l'extrémité 71 de la partie en saillie 7 constituant le fond de l'évidement 35.
- De la même façon, le coin 5 comprend une partie avant tronconique limitée par la face d'écartement 54 et une partie arrière de section rectangulaire limitée par une face latérale 55 sensiblement cylindrique et par une face transversale 56 qui constitue la face d'appui du coin sur le fond 71 de l'évidement.
- La face latérale cylindrique 55 du coin est écartée de la face cylindrique 54 de la douille 6 par un jeu simplement suffisant pour permettre le déplacement du coin sans autre frottement que celui des faces tronconiques 54 et 63 l'une sur l'autre.
- On voit que, de la sorte, la face latérale 55 du coin se raccorde à angle vif vers l'avant à la petite base 57 de la face tronconique 54 et vers l'arrière au bord circulaire 58 de la face d'appui 56.
- Le fond 71 de l'évidement a donc le diamètre maximal possible compatible avec l'épaisseur qu'il faut donner à la douille 6 et la face d'appui 56 du coin a également le diamètre maximal possible, légèrement inférieur au diamètre du fond 71 de l'évidement 35, la différence correspondant simplement au jeu (a) qui doit exister entre les faces cylindriques 55 et 64. De ce fait, pour une même dimension extérieure du grain, la surface d'appui du coin sur le fond de l'évidement peut être augmentée de l'ordre de 130 % par rapport à la disposition antérieure, ce qui autorise une diminution du taux de contrainte de 30 % pour un effort de poussée identique.
- D'autre part, en réalisant la partie expansible du grain sous forme d'une douille séparée, on répartit la déformation sur toute la longueur "L" de la douille alors que, dans les dispositions connues auparavant, l'essentiel de l'écartement était encaissé par la partie avant de la paroi latérale de l'évidement.
- Du fait que l'effort d'expansion est supporté uniquement par la douille 6 et l'effort de compression par la partie en saillie 7 de la pièce arrière 30, on peut réaliser ces deux parties en métaux dont la composition et le traitement thermique sont spécialement adaptés à l'effort encaissé. En particulier, la pièce de fixation 30 sera réalisée en un métal assez dur pour résister à l'écrasement alors que la douille cylindrique sera réalisée, au contraire, en un métal moins dur et plus élastique de façon à mieux se déformer par expansion. On risquerait moins, de la sorte, de déteriorer la paroi interne du logement 2 au cas où celle-ci viendrait en contact avec le grain.
- On notera également qu'en raison de sa forme très simple, on peut calculer avec précision la déformation de la douille 6 en fonction de l'effort de poussée. On pourra, en particulier, déterminer l'inclinaison des parois tronconiques 54 et 63 et le jeu entre les faces transversales d'appui 56 et 71 de telle sorte que la douille 6 prenne le diamètre désiré dès le début du filage, la totalité de l'effort de poussée pouvant être encaissé par la pièce de fixation 30 grâce à l'augmentation de la surface d'appui.
- A la fin du filage, le grain 3 doit être retiré du logement 2 avec le fouloir. La douille 6 est maintenue emboîtée sur la pièce en saillie 7 par la face conique 54 du coin mais ce maintien peut ne pas être suffisant pour éviter un déplacement de la douille. C'est pourquoi on ménagera sur la partie périphérique de la pièce de fixation 30 extérieure à la paroi cylindrique 72 un certain nombre d'alésages 36 parallèles à l'axe 10 et dans lesquels passent avec jeu des boulons 37 dont les têtes s'appuient sur des lamages ménagés sur la pièce de fixation 3 et dont les extrémités filetés engrènent dans des alésages correspondant 65 filetés intérieurement et ménagés sur la face arrière 67 de la douille 6.
- Pour assurer la fixation amovible de la douille 6 sur la pièce arrière 30, on pourrait en particulier munir la paroi interne 64 de celle-ci et la paroi cylindrique 72 de la partie en saillie 7 de filetages correspondants.
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