EP0344386A1 - Outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé - Google Patents
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- EP0344386A1 EP0344386A1 EP88401354A EP88401354A EP0344386A1 EP 0344386 A1 EP0344386 A1 EP 0344386A1 EP 88401354 A EP88401354 A EP 88401354A EP 88401354 A EP88401354 A EP 88401354A EP 0344386 A1 EP0344386 A1 EP 0344386A1
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- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
Definitions
- the present invention relates to press tools and more particularly relates to a tool for stamping sheet metal, in particular large metal blanks used in the automotive industry.
- Plastic tools such as "Araldite” or “Epoxy” are used conventionally but prove to be fragile, wear and deteriorate quickly.
- the invention aims to remedy these drawbacks. To this end, it offers a clever combination of the two processes mentioned above, using only the specific advantages.
- a tool for stamping sheets with a high capacity ratio of the type comprising a punch, a matrix and upper and lower blank clamps is designed with a matrix obtained by molding from a compact elastomeric material. to form a so-called "semi-rigid" matrix.
- this matrix is made of compact polyurethane elastomer.
- this matrix (or the punch) made of polyurethane elastomer are numerous: - acceptance of variation of dimension, - acceptance of variation in thickness of the sheet to be stamped, - acceptance of foreign objects falling into the tool without damaging either the steel punch or the polyurethane matrix, - non deterioration of the surface finish of the metals worked.
- a conventional double-acting stamping tool essentially comprises a die 1, a punch 2, a upper blank holder 4 and a lower blank holder 3.
- FIGS. 2, 3 and 4 illustrate a conventional stamping cycle which respectively includes a phase for loading a blank 5, a phase for clamping this blank, and a phase for stamping or forming the desired part.
- the role of the die 1 is to allow, by the action of the punch 2, the shaping (volume and dimension) of the part to be obtained.
- the forces exerted by the punch are variable depending on the presses used, for example 75 tonnes to 800 tonnes in stamping bodywork parts.
- This matrix 1 is made of cast iron or steel, depending on the part to be obtained of which the definition plans allow: - creation of a model or reference; - digitization, - production of a foundry mold, - casting of the foundry; - machining by copying the reference or depending on the digitization (digital control): - manual finishing (stripping), - mounting in the lower frame, - a first development in press (agreement of the punch with the matrix carried at the bottom of the matrix), - a second development in press with the sheet (metal passage), - a finish (polishing), - and possibly a heat or surface treatment (chrome ).
- the invention therefore provides a tool for stamping sheet metal with a high bearing capacity, the matrix 6 illustrated in FIG. 5 being made of incompressible compact polyurethane elastomer, and having good resilience as well as elastic behavior when deformed.
- This semi-rigid polyurethane matrix thus makes it possible to increase the reliability and the quality of the means of production by reducing the number of manufacturing failures and the volume of retouching of the parts, while being particularly economical from the point of view of investments and times. of achievement.
- the invention finally proposes, in addition to what is described above and in accordance with the patent application filed by the applicant under the number FR 87-02645, to further improve this tool by intimately bonding to at least one of the clamps.
- upper 4 and lower 3 blanks a film 7 of elastomeric material of the polyurethane type, the uniform thickness of which is approximately two millimeters.
Landscapes
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Abstract
Outillage d'emboutissage de tôles notamment de flans métalliques de grandes dimensions, du type comprenant un poinçon (2), une matrice (1, 6) et des serre-flans supérieur (4) et inférieur (3) dont la matrice (6) est obtenue par moulage à partir d'un matériau élastomère compact pour constituer une matrice dite "semi-rigide".
Application : Notamment à l'emboutissage de pièces de carrosseries automobiles.
Description
- La présente invention se rapporte aux outillages de presse et vise plus particulièrement un outil d'emboutissage de tôles, notamment de flans métalliques de grandes dimensions utilisés dans l'industrie automobile.
- Elle se propose d'améliorer substantiellement l'emboutissage de tôles effectué selon des procédés conventionnels tels que les procédés dits "au caoutchouc" et les procédés dits "d'outillage en plastique".
- En effet, ces procédés présentent de nombreux inconvénients :
- une mauvaise fiabilité de l'outillage,
- une fiabilité très moyenne de la production,
- des coûts d'exploitation instables dus notamment à des arrêts, à des loupés de fabrication...,
- des coûts d'entretiens importants,
- et l'utilisation de presses hydrauliques de fortes puissances et de faibles cadences pour les procédés dits "au caoutchouc". - Avec ces procédés dits "au caoutchouc" (Guérin, Wheelon, Marform, Nappée, Unitéverselle, Isoform,...) il est nécessaire de recourir à des élastomères sans préforme, en blocs de géométrie simple.
- Les outillages en plastique du genre "Araldite" ou "Epoxy" sont utilisés de façon conventionnelle mais se révèlent fragiles, s'usent et se détériorent rapidement.
- L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle propose à cet effet, une combinaison astucieuse des deux procédés cités précédemment en n'en utilisant que les avantages spécifiques.
- Suivant une particularité essentielle, un outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé, du type comprenant un poinçon, une matrice et des serre-flans supérieur et inférieur est conçu avec une matrice obtenue par moulage à partir d'un matériau élastomère compact pour constituer une matrice dite "semi-rigide".
- Suivant une autre particularité, cette matrice est réalisée en élastomère de polyuréthane compact.
- Les avantages de cette matrice (ou du poinçon) en élastomère de polyuréthane sont nombreux :
- acceptation de variation de cote,
- acceptation de variation d'épaisseur de la tôle à emboutir,
- acceptation des chutes de corps étrangers dans l'outillage sans détériorer ni le poinçon en acier, ni la matrice en polyuréthane,
- non détérioration des états de surface des métaux travaillés. - D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- - la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un outillage d'emboutissage conventionnel,
- - les figures 2, 3 et 4 représentent trois vues analogues à la précédente qui correspondent à trois phases respectives d'un cycle d'emboutissage,
- - et la figure 5 représente une vue en coupe axiale d'un outillage d'emboutissage conforme à l'invention.
- Conformément à la figure 1, un outillage d'emboutissage conventionnel à double effet comprend essentiellement une matrice 1, un poinçon 2, un serre-flan supérieur 4 et un serre-flan inférieur 3.
- Les figures 2, 3 et 4 illustrent un cycle d'emboutissage conventionnel qui comprend respectivement une phase de chargement d'un flan 5, une phase de serrage de ce flan, et une phase d'emboutissage ou de formage de la pièce recherchée.
- Le rôle de la matrice 1 est de permettre par l'action du poinçon 2, la mise en forme (volume et dimension) de la pièce à obtenir.
- Chaque pièce étant différentes d'une autre, les ensembles poinçons, matrices sont spécifiques.
- Les efforts exercés par le poinçon sont variables selon les presses utilisées, par exemple 75 tonnes à 800 tonnes en emboutissage de pièces de carrosseries.
- Cette matrice 1 est réalisée en fonte ou en acier, en fonction de la pièce à obtenir donty les plans de définitions permettent :
- une réalisation d'un modèle ou référence;
- une numérisation,
- une réalisation d'un moule de fonderie,
- un coulage de la fonderie;
- un usinage par copiage de la référence
ou selon la numérisation (commande numérique) :
- une finition manuelle (décotelage),
- un montage dans le bâti inférieur,
- une première mise au point sous presse (accord du poinçon avec la matrice portée fond de matrice),
- une deuxième mise au point sous presse avec la tôle (passage métal),
- une finition (polissage),
- et éventuellement un traitement thermique ou de surface (chrome...). - Les inconvénients rencontrés sont les suivants :
- a) Les investissements liés aux moyens de mise en oeuvre (numérisation, fonderie, machine à commande numérique, presse, personnel...) se révèlent importants.
- b) Les délais de réalisation sont également importants pour les mêmes raisons que précédemment.
- c) Compte tenu des matériaux utilisés (acier ou fonte), tout corps étranger interposé entre le poinçon et la matrice occasionnera une déformation voir une rupture de la matrice ou du poinçon ou des 2 éléments ; ce qui aura pour conséquence un arrêt immédiat de la production (pièces mauvaises) et une réparation du ou des éléments détériorés (soudage, meulage, polissage...). Cette réparation se fera sous presse ou hors presse (démontage de l'outil). L'utilisation de tôles protégées (revêtement de zinc en surface) est un élément agravant quant à l'apparition de déchets (particules de zinc tombant dans l'outil).
- En conclusion, l'état de la technique fait état d'un outillage de presse d'emboutissage qui se caractérise par un fiabilité médiocre, une fiabilité mauvaise de la production, des coûts d'exploitation instables (arrêts, loupés...) et des coûts d'entretien importants.
- L'invention propose donc un outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé dont la matrice 6 illustrée sur la figure 5 est en élastomère de polyuréthane compact incompressible, et présente une bonne résilience ainsi qu'un comportement élastique à la déformation.
- Pour obtenir cette matrice dite semi-rigide, on procède à partir d'une référence (poinçon, pièce, référence plâtre,...) à la réalisation d'un moule suivie d'une opération de moulage par gravité et d'une opération de mise en place dans l'outillage pour rendre celui-ci réellement opérationnel.
- Les avantages obtenus se révèlent significatifs :
- a) les investissements sont cinq à dix fois inférieurs à ceux d'une matrice traditionnelle en plus de la suppression de tout usinage et de mise au point sous presse.
- b) les délais de réalisation sont très courts, ce qui procure des gains de temps substantiels dans la réalisation d'une gamme d'emboutissage :
- délais pour une matrice fonte : trois à six mois
- délai pour une matrice polyuréthane : un mois - c) les avantages en utilisation sont aussi nombreux :
- Le polyuréthane étant par définition incompressible et élastique, il associera les qualités de l'acier et du caoutchouc.
- la matrice étant moulée en fonction de la pièce à obtenir, elle se comportera pour tout volume compris dans le poinçon comme une matrice conventionnelle.
- compte tenu de l'élasticité du matériau pour tout volume non compris dans celui du poinçon, il y aura déformation de la matrice sans incidence sur le poinçon.
- le déchet étant enlevé, la matrice du fait de son élasticité propre, reprendra son volume initial.
- de plus, le polyuréthane ne raye pas les pièces en contact avec lui.
- enfin, dans les zones de contre-emboutissage, de par la compression de la matrice sous l'effort du poinçon, l'écoulement de la tôle dans les volumes sera facilité et de ce fait, la faisabilité de la pièce accrue. - Cette matrice semi-rigide en polyuréthane permet ainsi d'augmenter la fiabilité et la qualité des moyens de production en réduisant le nombre de loupés de fabrication et le volume de retouche des pièces, tout en se révélant particulièrement économique des points de vue investissements et délais de réalisation.
- L'invention propose enfin, en plus de ce qui est décrit précédemment et conformément à la demande de brevet déposée par la demanderesse sous le numéro FR 87-02645, de perfectionner encore cet outillage en collant intimement sur l'un au moins des serre-flans supérieur 4 et inférieur 3, un film 7 de matériau élastomère du type polyuréthane dont l'épaisseur uniforme est de deux millimètres environ.
- Ceci permet d'augmenter le taux de portée, de répartir uniformément les pressions exercées sur la couronne d'un flan, d'absorber les défauts propres à l'emboutissage et de supprimer les phénomènes de grippage sur cet outillage comme sur le flan, avec une remise en état rapide et simple des portées de cet outillage.
Claims (3)
1. Outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé notamment de flans métalliques de grandes dimensions utilisés dans l'industrie automobile, du type comprenant un poinçon (2), une matrice (1,6) et des serre-flans supérieur (4) et inférieur (3), caractérisé en ce que cette matrice (6) est obtenue par moulage à partir d'un matériau élastomère compact pour constituer une matrice dite "semi-rigide".
2. Outillage d'emboutissage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que cette matrice "semi-rigide" est réalisée en élastomère de polyuréthane compact.
3. Outillage d'emboutissage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'un au moins des serre-flans supérieur (4) et inférieur (3) est revêtu sur sa partie active, d'un film (7) de matériau élastomère d'épaisseur uniforme et du type polyuréthane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP88401354A EP0344386A1 (fr) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP88401354A EP0344386A1 (fr) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0344386A1 true EP0344386A1 (fr) | 1989-12-06 |
Family
ID=8200395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP88401354A Withdrawn EP0344386A1 (fr) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Outillage d'emboutissage de tôles à taux de portée élevé |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0344386A1 (fr) |
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- 1988-06-03 EP EP88401354A patent/EP0344386A1/fr not_active Withdrawn
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