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pour "Procédé, installation et outillage pour l'emboutissage de pièces métalliques"
Jusqu'à présent, l'emboutissage des pièces métalli- ques était exécuté à l'aide de matrices et de poinçons refoulant les pièces métalliques à conformer dans la matrice. Il était donc nécessaire d'établir des matrices et poinçons de formes complémentaires correspondant exactement à la forme à donner aux pièces embouties à fabriquer. Etant donné que ces outils d'emboutissage devaient être fabriqués en métaux très' durs et présentaient souvent des formes compliquées, leur fa- çonnage était un travail difficile, long et coûteux, ce qui influait défavorablement sur le prix de revient des pièces embouties, surtout lorsqu'il n'y avait lieu d'emboutir que de petites séries de ces pièces.
La présente invention remédie à ces inconvénients en créant un procédé d'emboutissage particulièrement simple, une installation rationnelle pour la mise en oeuvre de ce
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procédé, puis un outillage de fabrication facile et bon marché destiné à être utilisé dans cette installation.
L'invention est plus particulièrement applicable à l'emboutissage de pièces en métaux légers, tels/que l'aluminium et ses alliages, mais elle peut aussi être utilisée,pour d'autres applications.
Le procédé d'emboutissage de pièces métalliques conforme à l'invention est notamment caractérisé en ce que la pièce, telle que flan de métal léger, est posée sur une matrice de conformation convenable et est emboutie par une pression hydraulique engendrée dans un couvercle creux de matrice. L'outillage ne comporte donc qu'une matrice, mais tout poinçon est supprimé.
L'invention s'étend à une installation pour la mise en oeuvre du procédé, comportant une presse dans laquelle un couvercle de matrice creux est pressé contre une matrice supportant le flan à emboutir, ce couvercle étant en communication, d'une part avec une source de fluide sous pression, par exemple une pompe refoulant un liquide, et d'autre part avec un réservoir ou accumulateur hydraulique.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on utilise de préférence une presse comportant deux ou plusieurs matrices pouvant être amenées à tour de rôle sous le couvercle d'emboutissage hydraulique, ce qui permet d'effectuer les opérations de mise en place du flan à emboutir et de retrait de la pièce emboutie sur une matrice pendant que l'autre se trouve en position d'emboutissage, puis de réduire les mouvements de montée et de descente du couvercle d'emboutissage hydraulique, la levée de ce couvercle ne devant qu'être suffisante pour dégager la matrice contenant la pièce emboutie et amener la matrice supportant le nouveau flan à emboutir.
L'invention s'étend aussi à une matrice composée d'une pièce de travail assurant la conformation proprement dite., qui est posée dans une cuve résistante, l'espace ménagé
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.sous et autour de la pièce de travail étant rempli d'un métal facilement fusible. Le cas échéant, des pièces de renforcemeni résistantes sont noyées dans cette masse facilement fusible.
De nombreuses autres caractéristiques ressortent d'ail- leurs de la description détaillée qui suit.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, montre un mode d'exécution du procédé, de l'installation, et de la matri ce conformes à l'invention.
La fig. 1 est une élévation schématique d'une installa- tion pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
La fig. 2 est une vue analogue illustrant une autre caractéristique de l'invention.
La fig. 3 est une coupe transversale d'un revêtement de matrice conforme à l'invention.
La fig. 4 est une coupe transversale d'une matrice constituée selon l'invention.
La fig. 5 est un plan correspondant.
La fig. 6 est une vue en perspective d'une partie d'un revêtement de matrice muni de nervures amovibles.
La fig. 7 est un plan de tronçons de nervures amovi- bles montrant leur assemblage.
La fig. 8 illustre d'autres caractéristiques des ner- vures amovibles.
Conformément à la fig. 1, l'installation comprend une presse composée d'un socle 1 recevant la matrice 2 et sup- portant, par deux montants 3,4, un chapeau de presse 5, dans lequel coulisse le guide 6 du couvercle de matrice 7, destiné à être abaissé et pressé sur la matrice 2 lorsque la pièce à emboutir a été interposée entre ces deux éléments.
Le couvercle de matrice 7 comporte un joint périphé- rique 8 destiné à assurer l'étanchéité entre le couvercle et la matrice, ainsi qu'à serrer le bord du flan à emboutir.
L'intérieur du couvercle 7 communique par un tuyau
9 avec le cylindre d'une pompe 10, à piston 11, actionné par
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un organe moteur 12. Un obturateur 13 monté dans le tuyau 9 permet d'ouvrir ou fermer à volonté l'arrivée au couvercle 7 du liquide refoulé par la pompe 10.
L'intérieur du couvercle 7 communique également par un tuyau 14 avec un accumulateur de liquide 15.
Le procédé de l'invention est appliqué de la façon suivante : Le flan à emboutir est tout d'abord placé sur le dessus de la matrice, puis le couvercle 7 est appliqué contre ce flan, par le piston de guidage 6, sous une pression suffisante pour assurer l'étanchéité du joint entre la matrice et le flan d'une part, puis entre le flan et le couvercle 6,d'autre part, sur toute la périphérie de ces éléments. Cette application doit être suffisante également pour résister à une certaine pression hydraulique, par exemple de 10 Kgs. au cm2, permettant une préconformation de la pièce, mais cette pression ne doit pas être assez forte pour empêcher le glissement du bord de la pièce qui rentre au fur et à mesure de son emboutissage. Toutefois, ce serrage du bord du flan empêche efficacement tout plissage de ce bord, qui est maintenu parfaitement lisse.
Lorsque les pièces sont dans cette position, on ouvre l'obturateur 13 et la pompe 10 est mise en marche. Le liquide est refoulé par cette pompe, au moyen du tuyau 9, dans le couvercle 7 de la matrice et vient ainsi directement en contact avec le flan à emboutir, puis il s'échappe ensuite par le conduit 14 dans le réservoir ou accumulateur hydraulique 15.
La pression engendrée dans le couvercle 7, qui est tout d'abord relativement faible, par exemple de 1 à 10 Kgs. au cm2,refoule le flan vers le fond de la matrice, les bords de ce flan glissant vers l'intérieur entre les bords de la matrice 2 et du couvercle 7 jusqu'à ce que le flan ait pris sensiblement la forme désirée. Ensuite, la pression exercée sur le couvercle 7 est'.,augmentée, de façon à serrer plus fermement les joints entre la matrice, le flan et le couvercle. Puis, la pression hy-
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draulique engendrée dans le. couvercle 7 sur.l'ébauche ou flan embouti est élevée, par exemple à 100 Kgs. au cm2, de façon à parfaire l'emboutissage en refoulant l'ébauche préconformée dans toutes les conformations en creux ou en relief de la matri- ce .
Lorsque cette seconde opération est terminée, la pres- sion est relâchée, l'obturateur 13 est fermé, le couvercle 7 est relevé et la pièce emboutie est retirée. le flan à emboutir est naturellement soumis de préfé- rence à un recuit préalable. Dans le cas de pièces d'épaisseur importante ou présentant des formes particulièrement compliquées, il peut être rationnel de soumettre l'ébauche préconformée, après la première opération d'emboutissage, à un second recuit avant d'effectuer la seconde opération d'emboutissage sous forte pres- sion. Mais dans la plupart des cas, le premier recuit est suffi- sant et les deux opérations peuvent être effectuées à la suite l'une de l'autre très rapidement et sans retirer et replacer l'ébauche, le travail se faisant en une seule passe, mais en deux phases.
Un ou des obturateurs peuvent être montés dans le con- duit 14 pour régler ou arrêter la sortie du liquide de pression du couverole de matrice 7.
Pour accélérer le travail, des matrices mobiles peuvent être amenées successivement sous le couvercle 7, ce qui permet de poser les pièces à emboutir et de démouler les pièces embouties sur certaines matrices pendant que le travail d'emboutissage s'effectue sur une autre matrice. Par exemple, selon la fig. 2, une série de matrices 2, 22, etc., est disposée sur une table coulissante permettant d'amener ces matrices l'une après l'autre sous le couvercle 7. Des matrices interchangeables pourraient tout aussi bien être posées sur une table fixe ou ces matrices pourraient être amenées par tout moyen de transport approprié, tel que transporteur à bande sans fin ou autre.
Suivant les figs. 3 à 5, la matrice est constituée
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par une pièce creuse 16, par exemple en tôle de laiton chaudronnée à la main, puis, lorsque son façonnage est terminé, elle est scellée dans une cuve 17, de préférence en acier. Dans cette cuve 17, la matrice repose sur des pieds ou chandelles d'appui 18,19 ; en outre, tout l'espace ménagé au-dessous et sur les côtés de la pièce 16 est rempli d'une matière fondant à basse température, telle qu'alliage de Daroet; cette masse fondue remplissant le vide constitue un appui pour la pièce 16 et scelle en même temps cette pièce pour l'empêcher de se déplacer.
Pour accroître encore davantage la résistance de cet appui, des éléments de renforcement, appelés raidisseurs 20, peuvent être noyés dans la masse fondue. Ces raidisseurs 20 sont de préférence en acier forgé et peuvent recevoir une conformation appropriée pour soutenir la pièce 16 appuyée sur la masse fondue de la manière la plus efficace. La cuve d'acier et les raidisseurs doivent en quelque sorte constituer une armature très forte destinée à supporter la plus grande partie des efforts imposés par l'emboutissage, la masse de métal fusible, à base d'étain par exemple, de faible résistance mécanique, ne servant qu'au remplissage d'interstices.
La pièce 16 est avantageusement munie d'un renfort périphérique 21 en acier, qui prend appui sur les chandelles 18, 19, disposées sur son pourtour. Ces chandelles pourraient naturellement être remplacées par un support annulaire sur lequel le rebord renforcé 21 prendrait appui sur toute sa périphérie.
La pièce 16, formant la surface de travail de la matrice ou l'élément conformateur proprement dit, peut être conformée complètement à la main. Pour éviter ce travail, notamment dans les cas où il n'y a lieu d'emboutir que de petites séries de pièces, la conformation de cet élément conformateur 16, présentant la forme générale requise, peut être complétée à l'aide de pièces amovibles rapportées. C'est ainsi que,'suivant la fig.
6, des nervures 23, 24,25 sont rapportées sur la pièce 3 en vue de la formation de rainures correspondantes dans les pièces
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@ embouties.
Ces nervures peuvent elles-mêmes être composées d'élé- ments assemblés. Suivant la fige 7, deux éléments d'encadrement 23', 23" sont assemblés entre eux par un joint profilé 26, puis avec un élément longitudinal 24, par exemple, à l'aide de pas- tilles 27 formant cales pour empêcher tout déplacement relatif entre les éléments. La fig. 8 représente un exemple analogue dans lequel des éléments de nervures d'encadrement 21, longitu- dinale 24 et transversale 25 sont placés dans la pièce 16 et assemblés à l'aide de cales 27. En outre, des pastilles de cen- trage 28, 29 disposées dans ces éléments de nervure sont soudées sur la pièce 16, par exemple dans une rainure de cette pièce, pour y fixer le système de nervures rapportées de façon encore plus sûre.
L'emploi de nervures rapportées, articulées ou confor- mables, permet d'obtenir des nervurages impossibles avecd'au- tres procédés. En outre, l'utilisation de nervures amovibles oomposées d'éléments juxtaposés permet un démontage et un re- trait plus faciles de ces nervures.
On voit, dans la description qui précède, que le seul outillage nécessaire à l'emboutissage selon le procédé conforme à l'invention est constitué par des matrices très faciles à établir. Par contre, il n'y a lieu de fabriquer aucun poinçon.
La confection de cet outillage est donc très aisée et peu coû- teuse.
Le procédé d'emboutissage hydraulique conforme à l'in- vention permet d'obtenir le même fini que les autres procédés d'emboutissage connus. De plus, il ne se produit aucune déforma- tion de l'outillage, alors que les poinçons d'emboutissage or- dinairement utilisés subissent une usure et, par suite, une dé- formation rapides.
Enfin, le procédé de l'invention permet d'emboutir des pièces de toutes dimensions, petites, moyennes et grandes.
L'invention n'est d'ailleurs pas limitée à l'exemple
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de réalisation décrit en détail.
On pourra évidemment recourir, le cas échéant, à d'autres modes et à d'autres formes d'exécution, sans sortir du cadre de cette invention.
On pourra également, selon les circonstances et les applications, modifier les détails de construction et de montage ou de fabrication.
D'autre part, les divers organes, moyens, éléments constitutifs de l'appareil et des matrices pourront être remplacés par d'autres équivalents jouant le même rôle ou donnant le même résultat .