Poinçonneuse La présente invention concerne une poin çonneuse destinée à poinçonner des trous dans des tôles et des feuilles et destinée notamment à être utilisée sur une presse classique com portant un banc inférieur de support et un coulisseau supérieur mobile verticalement.
La poinçonneuse objet de l'invention, com prenant un bâti présentant un alésage, un poin çon pouvant coulisser dans ledit alésage qui lui sert de guide, est caractérisée par le fait qu'elle comprend, en outre, une plaque d'ex traction disposée en dehors de l'alésage et au moins un dispositif élastique d'extraction mon té sur le bâti en dehors de l'alésage de façon à pouvoir se déplacer avec le poinçon, ce dis positif reliant élastiquement le poinçon à la plaque d'extraction.
Quelques formes d'exécution de la poin çonneuse objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, au dessin.
La fig. 1 est une vue de profil avec arra chements montrant une première forme d'exé cution ; La fig. 2 en est une vue en plan, l'une des plaques de retenue du poinçon étant enlevée; La fig. 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la fig. 1 ; La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 1, mais à plus grande échelle et ob servée dans la direction des flèches ; La fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 4, montrant des détails des ressorts de levée de l'extracteur et<B>du</B> poinçon ;
La fig. 6 est une vue d'une seconde forme d'exécution de la poinçonneuse, d'un modèle plus petit avec un poinçon du type rapporté ; La fig. 7 est une coupe axiale partielle montrant, une autre forme de poinçon rap porté ; et la fig. 8 est une coupe semblable à la fig. 7, mais montrant encore une autre forme de poinçon rapporté.
Dans les fig. 1 à 5, 10 désigne un bâti en forme de C ou support comportant un bras supérieur 11 et un bras inférieur 12.
Le bras supérieur 11 du bâti en C présente un alésage 15 dans lequel peut coulisser le poinçon 16. Le poinçon est fixé à son extré mité supérieure à une plaque porte-poinçon 18 au moyen d'une vis 20 à tête fraisée noyée dans la plaque 18. La vis 20 est empêchée de tourner par rapport au poinçon 16 par une vis de blocage 21, vissée dans le poinçon. On peut interposer une ou plusieurs rondelles 22 entre la face supérieure du poinçon 16 et la face inférieure de la plaque 18 pour régler la hauteur de l'extrémité active du poinçon, sui vant la hauteur d'affûtage du poinçon, comme on le décrira plus loin.
Dans des trous 25 et 26 ménagés dans le bras supérieur 11 du bâti en C, de chaque côté de l'alésage 15 qui renferme le poinçon, sont montés deux dispositifs élastiques à liquide 27 et 28 qui peuvent coulisser dans les trous 25 et 26 respectivement. Ces dispositifs élastiques peuvent être de construction standard.
Les deux dispositifs élastiques 27 et 28 sont de construction identique, mais le dispo sitif de gauche 27 est représenté en coupe sur la fig. 1. Chaque dispositif comporte un ré servoir 30 rempli d'un liquide, tel que de l'huile de silicone, par exemple, et qui forme un cylindre axial 31 dans lequel peut coulisser un piston 32. Un joint d'étanchéité 33 est porté par le piston pour empêcher les fuites de liquide du réservoir lorsque le piston cou lisse dans le cylindre. Le piston est muni d'une tige 34 qui sort du réservoir à travers un presse-étoupe 35. Ce presse-étoupe comporte un écrou ou couvercle 36 qui se visse sur le cylindre 31.
Les tiges de piston 34 des deux dispositifs 27 et 28 sont destinées à porter par leurs extrémités supérieures dans des logements 38 prévus dans la plaque 18. La face infé rieure de la plaque présente deux dégagements 39 destinés à recevoir les écrous 36 lorsque la plaque 18 s'approche en fin de course de tra vail du poinçon 16, comme représenté à la fig. 5.
Chacun des dispositifs élastiques hydrau liques 27 et 28 comporte à son extrémité in férieure un prolongement 40 qui est fileté ex térieurement pour se visser dans une plaque d'extraction 42. Un piston 44, monté d'une façon réglable dans le prolongement fileté 40 de chaque dispositif élastique, sert d'élément de réglage de la force du dispositif. On règle chaque piston 44 au moyen d'une vis 45 qui se visse dans un alésage taraudé du prolonge ment correspondant 40. La plaque d'extrac tion 42 présente un trou 47 de même axe que le trou 15 du bras supérieur 11 du bâti pour permettre à l'extrémité active 48 du poin çon 16 de traverser cette plaque pour effec tuer les opérations de poinçonnage.
Les dispositifs élastiques 27 et 28 sont en filés dans les trous 25 et 26 du bâti en C, mais ces trous ne servent que de dégagement pour le coulissement de ces dispositifs. Le poin çon 16 est cependant guidé directement dans le trou de guidage supérieur 15 du bras supé rieur 11 du bâti en C. Il est ainsi possible d'obtenir des jeux de poinçon et de matrice très faibles, tels qu'ils sont nécessaires dans des poinçonnages de matières minces.
On remarquera que le poinçon 16, la pla que 18, les dispositifs élastiques 27 et 28 et la plaque 42 se déplacent en bloc ensemble à travers le bras supérieur 11 du bâti en C.
Le bras inférieur 12 du support 10 pré sente un alésage 50 coaxial aux alésages 15 et 47. Une bague de guidage 52, montée dans cet alésage 50, présente une collerette 53 dont la surface périphérique est coaxiale avec l'alésage 50 et qui est disposée dans un loge ment 54 de la plaque de matrice 55. La pla que de matrice 55 est destinée à être fixée d'une façon amovible sur le bras inférieur 12 du support au moyen de vis 56 qui sont enfi lées dans des trous 57 pratiqués dans le bras inférieur et qui se vissent dans la plaque 55. Avec cette disposition, on est sûr que la plaque 55 se trouve dans l'axe du poinçon 16.
On peut utiliser une plaque de matrice 55 chaque fois qu'elle a un alésage 58 d'une forme correspondante à la forme de la coupe transversale de l'extrémité active 48 du poin çon 16, c'est-à-dire correspondant à la forme du trou que l'on désire poinçonner dans la pièce. Sur la fig. 3, on a représenté un trou 58 de forme triangulaire et, évidemment, l'extré mité active 48 du poinçon aurait une forme correspondante.
La plaque de matrice amovible 55 cons titue un perfectionnement important du fait que celle-ci peut consister en une plaque d'a cier plane rectifiée. On peut utiliser la ma trice classique usinée sur le tour pour exécuter un trou rond. Cependant, lorsqu'on doit poin çonner un trou qui n'est pas circulaire, on uti- lise une plaque telle que 55. Une telle plaque peut elle-même être exécutée par poinçonnage ; sa fabrication est donc simple.
Pour empêcher que le poinçon pivote par rapport à la matrice on utilise une clavette 60 (fig. 1 et 4) pour le poinçon. Cette clavette est fixée dans le bras supérieur 11 par une vis 61, et elle est destinée à se loger dans l'alésage 15 du bras supérieur pour entrer sé lectivement en contact avec l'une des deux rainures longitudinales de guidage 62, 62', tail lées dans la périphérie du poinçon 16 à 900 l'une de l'autre.
Il est également prévu sur le bras inférieur 12 du bâti une clavette 65 (fig. 1 et 3) destinée à entrer simultanément dans une rainure de clavette 66 prévue dans la surface inférieure de la plaque de matrice 55 et dans une rainure de clavette en regard 67 formée dans la face supérieure du bras infé rieur 12. En outre, on peut utiliser un goujon auxi liaire 70 qui dépasse au-dessous de la face inférieure du bras 12 lorsqu'on se sert de l'ou til pour poinçonner des trous ronds. Il est pré vu aussi un deuxième gougon auxiliaire 71 qui dépasse au-dessous de la face inférieure du bras 12 et qu'on utilise pour poinçonner des trous profilés.
Il a, pour but de positionner le poinçon par rapport ïï la pièce, afin d'orienter le poinçon convenablement pour que le trou profilé soit dans la position désirée par rap port à la pièce.
Comme on l'a déjà indiqué, l'ensemble de l'extracteur, qui est désigné d'une façon géné rale par 75, et qui comprend le poinçon 16, la plaque 18, les dispositifs élastiques 27 et 28, et la plaque 42 de pression de l'extracteur, constitue un ensemble unitaire, pouvant se déplacer, à travers le bras supérieur 11 du bâti.
Pour soulever cet ensemble et pour le maintenir dans sa position soulevée jusqu'au moment où il est poussé par le coulisseau de la presse, afin d'assurer entre le poinçon et la matrice un passage permettant l'introduction de la pièce entre ces deux organes, il est pré vu plusieurs ressorts de levée 80 (fig. 5). Ceux- ci sont montés dans des trous épaulés 82 pré- vus dans le bras supérieur 11 et entourent des vis à tête 83, en se trouvant interposés entre les têtes 84 de ces vis et le rebord inférieur des alésages 82.
Les vis 83 traversent les trous 85 du bras 11 qui communiquent avec les trous 82 et elles se vissent dans la plaque d'ex traction 42. Les ressorts 80 sont des ressorts relativement faibles, :-lais cependant suffisants pour soulever à eux tous l'ensemble du poin çon 75 et permettre l'introduction de la pièce. Etant donné le caractère massif de l'ensemble de poinçonnage 75, on a prévu plusieurs de ces ressorts, à savoir quatre dans l'exemple re présenté, autour du poinçon et à égale distance de celui-ci pour assurer un effort de levée équilibré.
Une plaquette 90 pouvant être placée dans deux positions diamétralement opposées, (fig. 2 et 4) est destinée à entrer en contact avec un des deux méplats<B>91</B> ou 91' que présente le poinçon 16 suivant l'orientation du poin çon. Elle sert à empêcher l'ensemble poinçon 75 et plaque 18 d'être éjecté au cas où le poinçon aurait été retenu momentanément dans la pièce poinçonnée, pour une raison quelconque. Les plaquettes 90 sont mainte nues en place par des vis 92 vissées dans des trous 93 du bras supérieur 11 du bâti. Pour que l'on puisse accéder aux vis, la plaque por- te-poinçon 18, comme on le voit sur la fig. 2, est plus étroite que le bras supérieur 11 du bâti.
La fig. 1 représente le poinçon dans sa po sition haute. Lorsque le coulisseau R (fig. 5) de la presse descend, l'ensemble 75 poinçon s'enfonce jusqu'à ce que la plaque 42 entre en contact avec la pièce W. Ensuite, lorsque le coulisseau continue à descendre, l'extrémi té active 48 du poinçon pénètre dans la pièce pour y poinçonner un trou et pour faire pas ser la débouchure à travers le trou 58 de la matrice, le trou 52 de la bague 50 et le con duit d'évacuation 95 prévu dans le bras infé rieur 12 du bâti en C.
Pendant que le cou- lisseau fait descendre l'ensemble 75 jusqu'à la position pour laquelle la plaque 42 entre en contact avec la pièce, les ressorts 80 se compriment partiellement du fait du mouve- ment descendant de la plaque 42 dans laquelle sont fixées les vis 83. Lorsque le poinçon tra verse la pièce, les dispositifs élastiques 27 et 28 se compriment étant donné que la plaque d'extraction est maintenue fixe par la pièce pendant que la partie active du poinçon tra verse celle-ci. Lorsque le mouvement du coulisseau s'in verse, les dispositifs 27 et 28 se détendent en poussant vers le haut la plaque 18 et avec elle le poinçon pour extraire le poinçon de la pièce.
Les ressorts hélicoïdaux 80 peuvent alors se détendre librement pour faire remon ter l'ensemble 75 à sa position initiale et per mettre le passage nécessaire à l'insertion d'une autre pièce entre le poinçon et la matrice. Comme on l'a déjà dit, les dispositifs 27 et 28 utilisés sont munis de dispositifs 44-45 de réglage de l'effort, qui permettent de faire varier leur force par déplacement du liquide qui s'y trouve. On peut accéder aux vis 45 de réglage de la force à travers les trous des ti ges 40 des ressorts qui sont vissées dans la plaque 42.
Ainsi, on peut régler la force de chaque dispositif 27, 28 suivant toute confi guration particulière de poinçon ou pour com penser la faiblesse d'un dispositif par rapport à l'autre, ou pour tout autre but pour lequel on désire modifier la charge.
Dans aucune forme connue d'ensemble d'extracteur à ressort, on ne peut faire varier la charge du ressort. La présente poinçonneuse permet de poinçonner un trou asymétrique, tel qu'un trou triangulaire disposé de telle sorte qu'il nécessite une force d'extraction plus im portante sur un ressort que sur l'autre. Dans l'exemple représenté sur les dessins, on voit un poinçon et une matrice destinés à poin çonner un trou triangulaire dans la pièce.
Le trou triangulaire doit être exécuté dans la pièce dans une position qui nécessite le repérage du poinçon et de la matrice de telle façon, pour permettre l'opération de poinçonnage, que la majeure partie de l'effort d'extraction soit appliquée par le dispositif élastique 28, étant donné qu'il se trouve du côté où se produit le contact maximum du poinçon avec le trou poinçonné. En conséquence, on réglera le dis positif de réglage de la force du dispositif élas tique 28 de façon que la force exercée par les dispositifs élastiques permette le réglage de chaque dispositif isolément ce qui permet de désaxer la force afin de compenser l'effet de cette section asymétrique.
Il s'agit là d'un ré sultat qu'on ne pouvait pas atteindre jusqu'à maintenant avec les outils de poinçonnage au tonomes connus. On remarquera donc que, grâce à la structure du dispositif élastique et à son application, on peut effectuer le poin çonnage de trous asymétriques et de trous sy métriques avec le même support, ce qui per met donc une grande souplesse.
Bien que les dispositifs élastiques 27 et 28 soient tout à fait souples en ce qui concerne les charges et les efforts pour une dimension donnée desdits dispositifs, il est possible de charger préalablement le dispositif jusqu'à sa charge finale, si on le désire. Cependant, le réglage des dispositifs élastiques ne permet pas de tenir compte de l'usure du poinçon lui- même. Ceci est particulièrement critique pour les gros travaux dc poinçonnage dans les quels les épaisseurs poinçonnées sont de l'or dre de 19 mm par exemple. Ce genre de tra vail produit une forte usure de la surface du poinçon et ce défaut doit être corrigé si l'on veut conserver au poinçon 16 une durée ap préciable.
Bien que le poinçon 16 ait été étu dié de façon à être constitué par un simple morceau d'acier à outil et que l'on ait suppri mé la tête classique en supprimant ainsi l'usi nage onéreux qui s'ensuivait, il est néanmoins souhaitable d'obtenir une durée raisonnable du poinçon qui constitue tout de même un élé ment coûteux. Pour cette raison, la longueur de l'extrémité active 48 du poinçon est choisie suffisamment plus grande que l'épaisseur maxi mum de pièces à poinçonner, afin de permet tre l'affûtage du poinçon en vue de rafraîchir la surface de coupe lorsque la surface initiale de coupe est émoussée. Toutefois, lorsqu'on affûte le poinçon, il se raccourcit.
Ceci sou lève une difficulté, étant donné que la lon gueur de course maximum du dispositif élasti que n'est que de peu supérieure à l'épaisseur maximum de la pièce que le poinçon doit per cer.
Pour surmonter cette difficulté, et pour as surer la force et la course maximum d'extrac tion pour toute longueur donnée du poinçon, on utilise les rondelles 22. Celles-ci sont réa lisées de façon qu'on puisse les insérer entre la face supérieure du poinçon 16 et la plaque porte-poinçon 18 au titre d'éléments d'espa cement pour compenser la réduction de lon gueur du poinçon due à l'usure. On peut dis poser des rondelles identiques 22, comme re présenté à la fig. 1, sous les dispositifs élasti ques 27 et 28 pour servir initialement d'élé ments d'espacement.
On peut disposer une sé rie de telles rondelles 22 sur le bras supérieur 11 du bâti au moyen d'une vis 98 pour cons tituer ainsi une réserve de ces rondelles, des tinées à être utilisées pour compenser l'usure du poinçon.
La première fois qu'on affûte le poinçon, on enlève les rondelles 22 qui sont sous les dispositifs élastiques 2-/ et 28, en compensant ainsi la quantité de matière enlevée sur le poin çon au cours de son affûtage. La deuxième fois qu'on affûte le poinçon, on interpose une rondelle entre le poinçon 16 et la plaque por- te-poinçon 18 pour allonger encore un peu le poinçon. Au troisième affûtage, on interpose un plus grand nombre de rondelles entre le poinçon 16 et la plaque porte-poinçon 18 pour compenser la nouvelle usure, etc.
Les fig. 6, 7 et 8 montrent comment on peut adapter l'outil de poinçonnage au poin çonnage de trous de diamètres plus petits, et à des épaisseurs de matières plus faibles, que ceux auxquels est destiné le poinçon 16, ce qui prouve encore le caractère universel de cet outil de poinçonnage.
Sur la fig. 6, le poinçon est désigné par 100 et l'extrémité active de ce poinçon est dési gnée par 102. Ce poinçon est un poinçon clas sique à tête, semblable à ceux que l'on utilise habituellement pour le poinçonnage d'épais seurs jusqu'à 6,4 mm. Pour utiliser ce poin çon dans l'outil de poinçonnage, on le fixe dans un manchon entretoise ou adaptateur 103 dont le diamètre extérieur est ajusté dans le trou 15 du bras supérieur 11 du bâti en C. Une vis de pression 104, vissée dans le manchon 103, sert à fixer le poinçon 100 dans le man chon 103. Cette vis de pression s'engage dans une rainure allongée 105 du poinçon 100. La rainure 105 permet de régler le poinçon pour tenir compte de l'affûtage.
On peut insérer des rondelles 22 entre la face supérieure du man chon 103 et la face inférieure de la plaque porte-poinçon 18' pour compenser l'usure du poinçon au réaffûtage. La plaque porte-poin- çon 18' est identique à la plaque porte-poin- çon 18, sauf en ce qui concerne le logement 107 prévu pour loger la tête 108 du poinçon. Par ailleurs, la structure de l'outil de poinçon nage de la fig. 6 est la même que décrit plus haut ; et il fonctionne de la même façon.
La présente poinçonneuse permet donc d'utiliser des poinçons 100 à tête standard d'une autre série de poinçons pour le poinçon nage des faibles épaisseurs. On remarquera qu'en utilisant le poinçon 100 de plus petite dimension, il est possible de supprimer toute transition brusque entre l'extrémité active 102 du poinçon et le corps du poinçon.
Si le poin çon 16 de la fig. 1 était réduit à son extrémité active pour former une extrémité active ayant la petite dimension de l'extrémité active 102, il y aurait une transition si brutale entre l'ex trémité active du poinçon et son corps que la pointe du poinçon se casserait, étant donné qu'au cours du traitement thermique la zone de transition entre les deux masses de métal provoquerait la formation de tensions inter nes qui se traduiraient finalement par une rup ture du poinçon.
La fig. 7 représente une autre variante dans laquelle on utilise un poinçon rapporté de petit diamètre. Ici, le poinçon 110 est en core un poinçon classique à tête et il est monté dans un manchon 113 dans lequel il est fixé par une vis de serrage 114 qui pénètre dans la rainure allongée<B>115</B> du poinçon. Ici, ce pendant, le poinçon est ajusté dans un évide ment du manchon et il y est maintenu par un bouchon fileté 116 qui se visse dans l'alésage 117 du manchon 113 et qui fait porter la tête 118 du poinçon contre l'épaulement 119 de cet alésage, afin que le poinçon soit solidement maintenu dans le manchon.
L'effort de poinçonnage se transmet par conséquent à partir du poinçon 110 par le bouchon 116, le manchon 113 et la plaque porte-poinçon 18. Le manchon<B>113</B> est fixé à la plaque porte-poinçon 18 par une vis 120 dont la tête fraisée est noyée dans la plaque porte-poinçon 18. Les efforts d'extraction se transmettent par la plaque porte-poinçon 18, la vis 120, le manchon 113 et l'épaulement 119 jusqu'à la tête 118 du poinçon.
On utilise la construction de la fi-. 7 lorsque le diamè tre de l'extrémité active 122 du poinçon est inférieur à celui représenté à la fig. 6, car si l'on associait un diamètre d'extrémité active aussi petit à un corps de poinçon relativement long, comme représenté en 100 sur la fig. 6, on courrait encore le risque de voir le poinçon se casser sous l'effet des tensions internes dues au traitement thermique.
La fig. 8 représente une autre variante de poinçon. Ici le poinçon est désigné par 130. Il est fixé dans un manchon<B>133</B> au moyen d'une vis de serrage 134 qui pénètre dans une rainure 135 du poinçon. Dans ce cas, cepen dant, la tête 138 du poinçon est encore appli quée contre l'épaulement 139 prévu dans l'a lésage 137 du manchon 133 par une douille filetée spéciale 140 qui est filetée extérieure ment pour se visser dans le manchon 133 et qui est taraudée pour recevoir la vis 142 au moyen de laquelle le poinçon est fixé à la pla que porte-poinçon 18. La douille filetée 140 transmet l'effort de poinçonnage depuis la tête 138 du poinçon jusqu'à la plaque porte- poinçon 18.
On utilise cette forme de construction dans les cas où il faut poinçonner un trou de petite dimension dans une pièce relativement mince, mais dans laquelle les efforts sont substantiels en raison du fait que le métal à poinçonner est un matériau ayant subi un traitement ther mique et possédant de fortes résistances à la traction et au cisaillement. La variante de la fig. 8 présente des avantages parce qu'elle transmet directement l'effort de poinçonnage à la plaque porte-poinçon 18. Elle n'est pas tributaire, pour cela, de la partie filetée. Tou tefois, cette construction est plus onéreuse que celle de la fig. 7.
Dans les différentes formes d'exécution re présentées, il est évident qu'on peut donner à la plaque d'extraction 42 une forme qui cor respond à celle de la pièce. C'est ainsi qu'elle pourrait être inclinée pour être utilisée avec des profilés d'acier à faces inclinées, etc.
Les goujons auxiliaires 70 et 71 (fig. 1) permettent le positionnement de l'outil de poin çonnage en fonction de l'emplacement désiré du trou à poinçonner dans la pièce. Les deux rainures de clavette 62, 62' et les méplats 91, 91' permettent, de plus, l'orientation de poin çon suivant l'emplacement désiré du trou à poinçonner.
La présente poinçonneuse permet par con séquent d'utiliser différents types et différentes formes de poinçons et (le matrices dans les quels ont peut régler l'effort d'extraction sui vant l'épaisseur de la matière à poinçonner, dans lesquels on peut régler la force des disposi tifs élastiques pour assurer un équilibrage de l'effort de l'extracteur lorsqu'on doit poinçon ner un trou asymétrique, dans lesquels la force de l'extracteur est suffisante même pour la plus forte épaisseur de matière et dans lesquels on dispose cependant de la faible force désirée d'extraction pour les matières très minces, et un outil, enfin, dans lequel on peut maintenir les forces désirées d'extraction même après affûtage du poinçon et pendant toute sa durée.
On peut donc ainsi réaliser un outil de poin çonnage véritablement universel.