<Desc/Clms Page number 1>
Procède et dispositif pour la fabrication d'utile de presse par façonnage par une énergie élovée
L'invention est relative à un procédé peur fa- briquer des outils da presse pour la déformation Dans copeaux de tôles ou analogues. Il s'agit plus spécialement de la fabrication de matrices, de moules creux ou autres pièces profilées servant à la fabrication de pièces métal- liques à l'aide d'une énergie élevée, avant tout à l'aide de substances explosives ou détonnantes, dont les efforts de pression ou ondes de choc, libérées par l'explosion, sont transmises par l'intermédiaire d'un fluide tel que l'eau, une huile, un gaz, de l'air ou analogue à la matière à déformer.
L'énergie élevée nécessaire peut toutefois être produite également par un autre support d'énergie, par
<Desc/Clms Page number 2>
exemple par une décharge électrique à haute tension, une impulsion magnétique puissante, etc. Par ailleurs, le prooéd6 faisant l'objet de l'invention doit également servir à la. fabrication d'outils de presse constituée par des matrices et poinçons pour la déformation mécanique et sana formation de copeaux par des presses ou autres machines de façonnage.
Les outils de presse usuels, avant tout les matri- ces et poinçons, sont fabriques en acier et sont par conséquent très coûteux et leur fabrication demanda en outre beaucoup de tomps, Par conséquent, l'utilisation de ces outils en acier n'ost rentable que lorsqu'on les uti- lise pour la fabrication d'un grand nombre de pièces à obtenir. Pour cotte raison, on a déjà utilisé pour la fabrication d'un nombre plus petit de pièces et pour dee pièces uniques, des outils de presse qui peuvent être cons- titués en des matières économiques ou aisément moulables telles que du béton, du plâtre, de la résine synthétique, plus spécialement une résine époxy ou même dos alliages ou analogues à point de fusion bas.
Plus spécialement, on a constitué à cet effet les faces utiles des outils de presse par des couchas de résine époxy soutenues par du béton coulé ou autres masses de remplissage. Ces outils de presse peuvent être fabriqués d'une manière simple, rapide etpeu de frais, mais ils ont pour inconvénient, par rapport aux outils en acier, qu'ils s'usent beaucoup plus rapidement et que, de toute façon, ils ne peuvent servir qu'à la fabrication de pièces en nombre relativement limité.
L'invention a pour but, surtout, de fabriquer des
<Desc/Clms Page number 3>
outils de presse, plus spécialement de matrices et de., poinçon qui, non seulement peuvent être obtenus d'une manière simple et économique, maie dont la durée d'usage est notablement plus grande que celle dos outils simples utilisés jusqu'ici.
L'invention a pour objet un procédé pour fabriquer des outils de presse, plus spécialement de matrices ou moules creux pour le façonnage par énergie élevée ou de matrices où poinçons pour le moulage mécanique usuel caractérisé on ce que dans la cavité d'une matrice ou d'un moule creux, constituée en une résine époxy et/ou en béton, plâtre ou des matières analogues, on refoule, par emboutissage ou tir, une doublure métallique de matrice par déformation d'un flan métallique circulaire, d'une platine en tôle ou analogue, placée sur ladite cavité de la matrice, à l'aide d'une énergie élevée, de préférence à l'aide d'une charge détonnante d'un explosif ou analogue.
Cette doublure métallique de la matrice peut par exemple rester directement dans la matrice après sa dé- formation par une énergie élevée et peut, le cas échéant, être soudée en supplément à l'anneau en acier de la ma- trice quand celle-ci, selon un mode de réalisation parti- culièrement avantageux, est constituée par un anneau en acier et par une couche de résine époxy soutenue par une masse coulée de béton ou analogue. la doublure de matrice, formée par uno énergie élevée, pout aussi être soudée d'abord à une bague on acier, après quoi on coule derrière cette doublure la masse de remplissage formée par une résine époxy, du béton, du plâtre ou analogue.
<Desc/Clms Page number 4>
Dans le premier cas, on peut calibrer exactement la doublure métallique do la matrice à l'aide d'une deu- xième décharge à énergie élevée, d'une onde de choc ou analogue dans le moule de la matrice, de manière à venir prendre appui sur toute la surface de la résine époxy en reproduisant ainsi exactement la forme du moule désiré,
Les matrices ainsi obtenues peuvent servir avantageu- sement à la fabrication d'un grand nombre ou de séries de pièces par façonnage à l'aide d'une énergie élevée, plus spécialement par moulage par explosion.
Le procédé par façonnage à l'aide d'une énergie élevée, utilisé jusqu'ici en général pour l'obtention de pièces uniques ou à un nombre réduit de pièces, peut ainsi avoir un champ d'ap- plication notablement plus étendu sans qu'on ait à envi- sager des frais plus élevés pour la fabrication d'outils coûteux on acier.
Selon une-autre disposition de l'invention) on peut fabriquer d'une manière simple des matrjces et poinçons pour outils de presse en vue d'obtenir la défor- mation sans copeaux de t8les, par exemple à l'aide da presses usuelles, ce procédé étant caractérisé on ce qu'on refoule dans la cavité d'une matrice, constituée en une résine époxy et/ou en béton ou analogue ou d'une matrice soutenue par une telle masse de remplissage oou- lée, par déformation au moins deux flans ou platines mé- talliques circulaires, de préférence à l'aide d' un ou de plusieurs charges d'explosif détonnantes ou analogues,
sur une doublure de matrice une couche intermédiaire analogue à la pièce que l'on veut obtenir et sur cotte couche intermédiaire on refoule, par emboutissage, ou par
<Desc/Clms Page number 5>
tir, le capuchon d'un poinçon, Dans ce cas, on peut fa- çonner les.flans circulaires ou analogues successivement par plusieurs actions d'énergie élevée ou par plusieurs ondes de choc dans la cavité de la matrice ou l'on peut aussi placer deux ou trois flans ou analogues, les uns au-dessus des autres et les refouler simultanément, par une énergie élevée, dans la cavité de la matrice.
Dans chaque cas, on obtient, par ce procédé, rapide- ment et orne frais élevés, une doublure métallique de ma- trice et un capuchon de poinçon adaptés à cette doublure, la couche intermédiaire servant à tenir compte de la place occupée par la pièce à fabriquer dans la cavité de l'outil de presse. Il suffit alors do souder la doublure métallique de la matrice ou le capuchon du poinçon à un anneau en acier ou analogue et de coulor derrière la matrice ou le capuchon, une masse de remplissage en béton, en résine époxy ou analogue.
Des outils de ce genre peuvent être montés,sans plus, dans les presses ou machines façonneusos usuelles, actionnées mécaniquement, pour la fabrication de pièces uniques ou d'un grand nombre de pièces, ce qui permet de faire des économies en temps et en argent qui, jusqu'ici étaient nécessaires pour la fabrication d'outils en acier.
Le procédé,faisant l'objet de l'invention, convient donc tout particulièrement pour la fabrication d'outils de presse en vue d'obtenir par emboutissage des pièces en tôle quelconque, de petites ou de grandes dimensions, par exemple pour fabriquor des pièces de carrosserie, des ailes, des toits, des parois latérales, des capots de moteurs, etc., dans l'industrie automobile ou pour fabriquer
<Desc/Clms Page number 6>
d'autres pièces en t8le, quand la fabrication d'outils coûteux en acier n'est pas rentable.
Les dessins ci-annexée montrent, à titre d'exem- ples, plusieurs modes de réalisation du procédé et du dispositif faisant l'objet de l'invention. la fig, 1 montre, en coupe verticale, un outil do presse avec matrice et poinçon.
La fige 2 montre, en coupe verticale, une doublure métallique de matrice avant la coulée de la matière de remplissage.
La fig. 3 montre, semblablement, la matrice de la fig. 2, après la coulée de la matière de remplissage derrière la doublure.
Les fig. 4 à 9 montrent, à plus petite échelle et en coupe verticale, la fabrication d'une matrice ou d'un moule creux avec les différentes phases pour la formation d'une doublure do matrice et d'un capuchon de poinçon pour un outil de presse.
Les fig. 10 et 11 montrent, en coupe verticale, une matrice avec trois flans superposés pour la formation simultanée de la doublure de la matrice, de la couche intermédiaire et du capuchon du poinçon.
Comme exemple d'un mode de réalisation du procédé faisant l'objet de l'invention, on décrit la fabrication d'un outil de presse constitué essentiellement par un poinçon 1 et une matrice 2, comme visible sur la fig. 1.
Le poinçon 1 comporte, dans ce cas, une plaque en acier 4 ,qui est soudée à une tige de poinçon 3 et sur la face .inférieure de laquelle est soudé un anneau en acier 5. La masse de remplissage 6 du poinçon est constituée, par
<Desc/Clms Page number 7>
exemple, en béton, en plâtre, en matière plastique, plus spécialement en une résine époxy ou en un alliage métalli- que à point de fusion bas, ou analog e. Ce poinçon est recouvert d'un capuchon métallique 7 dont le bord péri- phérique supérieur est soudé à l'anneau en acier 5.
La matrice 2 comporte une plaque annulaire en acier 8 qui peut être fixée 'sur une paroi latérale cylin- drique 9. Sur le bord périphérique interna de la plaque 8 est soudée une doublure métallique 10 pour la matrice dont la forme correspond à celle de l'outil voulu. A son point le plus bas, la doublure 10 comporte un trou d'aé- ration 11 auquel est raccordé, le cas échéant, un petit tube 12, qui débouche à l'air libre ou qui est raccordé à un conduit d'évacuation aboutissant.à une pompe à air, Une telle désaération est avant tout nécessaire dans le cas où la matrice sert à la fabrication de pièces par façonnage à l'aide d'une énergie élevée, plus spéciale- ment pour leur façonnage par explosion.
La doublure de matrice 10 est soutenue, comme visible sur la fig. 3, par une masse de remplissage 13, du genre susindiqué, cou- lée sur sa face arrière.
La couche intermédiaire 14 correspond à la pièce que l'on veut fabriquer et a pour fonction de former un espace ou intervalle correspondant à l'épaisseur de la tôle à façonner entre la face externe de la doublure 10 de la matrice et la face externe du capuchon 7 du poinçon,
Les trois corps creux, à savoir la doublure 10 de la matrice, la couche intermédiaire 14 et le capuchon 7 du poinçon, peuvent, de préférence, être façonnées par explosion ou par tout autre façonnage à énergie élevée
<Desc/Clms Page number 8>
dans un même outil à matrice 15, ou bion successivement ou bien simultanément à partir de trois flans ou platines on tôle convenables 10', 14' et 7'.
Dans le premier cas, on exécute le procédé en trois opérations successives. La matrice, utilisée à cet effet, peut être constituée en un matériau tel que du bé- ton, du plâtre, une résine synthétique ou analogue. Le moule en béton peut, par exemple, être revêtu d'une couche de résine époxy 16 et peut comporter un trou d'aération 17. Le cas échéant, on peut aussi se servir d'un moule qui comporte déjà une doublure métallique 16 du genre de celles spécifiées plus haut. La matrice 15 comporte une plaque de serrage 18 pour maintenir les flans en tôle.
D'abord et comme montré sur les fig. 4 et 5, on serre un flan en tôle 10' sur la matrice et on refoule ce flan, par une décharge à énergie élevée, de préférence par une onde de choc produite par la détonation d'un ex- plosif et transmise par exemple par un fluide, tel que l'eau, à la face supérieure du flan, dans la cavité de la matrice et on obtient ainsi une doublure métallique 10 qui recouvre la face utile 16 de la matrice. Dans cette doubluro 10 doit être foré un trou 19 qui sert à désaérer la cavité de moulage au cours de l'opération de moulage subséquente.
Comme montré sur les fig. 6 et 7, on serre ensuite un deuxième flan 1.Il', ayant l' épaisseur de la pièce à obtenir, à l'aide de la plaque 18 sur le moule et refoule également, par l'action d'une énergie élevée ou l'effet de la détonation d'une charge d'explosif, ce deuxième flan dans la cavité de la matrice, de sorte que ce flan
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
nuent 9e poser d11'ecteiEnt 0= la 4oubbu-e t de la m- triee et fçwme la couebe 1JJ1te y.. dI1lt cette couche doit auyaravent %t3?o percée dit- 2o pour permettre la 4ésaé ticm de cette cawl-té de la #trll.-- ce pendant 1.opr.aticn eubséquente..
:Fi#lent1 on Puce voue la plaque de 8 le in 1rois;.ème flan 7' que 'l'on refoule, ce<a6 aaocx 1I!\!!Ut' les fie, 8 et 9 et t l'aide 41=0 t%\01i1me 4éto#'iticl1U alun explosif, ou analogue da# la cavité de 'la ¯tr1ce. de sorte tue ce flan 'Vient ne jpO:5er direeteaen't eur :ne. eooe- che intermédiaire 18 et forme sur celle-ci le capuchon voulu 7 pour le poinçon.
La doublure 10 de la matrice et le capuchon 7 du poinçon peuvent alors, à moins que la doublure doive rester
EMI9.2
4une la matrice 15, etre enlevgo hors de la mat3*i<Bw et peuvent être soudés respectivement à des anneaux en acier 8 et 5 cor=$ sur les fig, 1 b- 3e après quoi on Procêde à la coulée de la masse de remplissage.
Pour le procédé illustré par les fig. 10 et 11. les flans 10', 14' et 7' sont placée les uns sur les autres et sont maintenue, à l'aide de la plaque de ser- rage 18, sur le bord supérieur de la matrice 15. Ensuite,
EMI9.3
on refoule simultanecieut ces trois flans, par un ExSoB coup ou, le cas échéant, également par les effets successifs d'au moins deux ondes de choc ou analogues,dans la cavité de la matrice. De cette manière, on fabrique 'les trois pièces 10, 14 et 7 en substance par une même opé- ration.
Le cas échéant, on peut interposer entre les différents flans, des couches intermédiaires très minces,
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
aea pe1liQvlea ou ua,,auaa en vue d'emp$cher un soudage mutuel Involontaire des pièces en tôle par l'action de l'énergie élevée. comme il va de soi et comme il résulte déjà de oe qui précède, l'invention ne se limite aucunement aux
EMI10.2
modes dE;} rdalination décrits plus haut et aux applications sus-indiquées des outile obtenus, mais elle embrasse aussi toutes les variantes sans sortir du cadre de protection de l'invention,