EP0820821A1 - Process for cutting out a blank from a sheet metal plate - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the cutting of a part in a sheet blank.
- the cutting of parts in a sheet blank is often carried out on a cutting device essentially comprising members with edges sharp, movable towards each other.
- the devices to cut also have a blank holder to maintain the blank sheet metal in position between the die and the punch.
- the cutting edge organs are formed, on the one hand, by a punch corresponding to the perimeter to be cut, the movement is slaved to that of a movable slide and, on the other hand, by a fixed matrix.
- the matrix includes a shape imprint combined with said punch to obtain the desired cut.
- the punch and the die are, as a rule, metallic and in particular made of tool steel for cutting metal sheets and the more often in carbide.
- This technique of cutting pieces in a sheet metal blank by means of a device comprising a punch and a die is very often used, for example to make the various constituent elements of the stator electric motors, or to make magnetic circuits, or still in the automotive field in the context of making holes to lighten the structures.
- This wear is due to the significant cutting force it is necessary to provide to cut the piece and the friction effect which product between the edge of the cut made in the sheet blank and the punch, at the time of the descent and the ascent of said punch.
- steels whose ratio between the elastic limit and the load at break R e / R m is less than 0.8 and whose elongation percent at break A% is greater than 30, are very difficult to cut, and steels whose R e / R m ratio is between 0.9 and 1 and whose elongation at break is less than 20 are easier to cut.
- This wear is also a function of the geometry of the part to be cut. Indeed, the pieces whose shape is very tormented and has sharp angles, for example of the stator type of an electric motor, are more difficult to cut than pieces of simple geometric shape.
- the method consists in making a first pass during which is indented in a direction, for example from high at the bottom, then a second pass during which we perform a counterindentation in the opposite direction to the direction of the indentation, by example from bottom to top and finally a third total cutting pass in the sense of counterindentation.
- the present invention aims to remedy these drawbacks by proposing a cutting process which makes it possible to extend the duration of life of the punch and the die, significantly reducing the effort of cutting and the friction effect, while maintaining a very small clearance between the punch and the die.
- the present invention thus relates to a method of cutting of a part in a sheet metal blank by means of two organs movable towards each other and having sharp edges, a punch and a matrix, characterized in that it consists in carrying out an indentation of a depth p determined in a defined direction and direction, and at cut said piece from said sheet blank in the direction and the sense of formation of the indentation.
- the cutting device shown in Figure 1 is constituted by a device of known type usable for cutting a blank sheet metal 1.
- This device comprises two cutting edge members, movable towards each other which are formed, on the one hand, by a punch 2 whose movement is slaved to that of a movable slide 3 and shaped corresponding to the perimeter to be cut and, on the other hand, by a matrix 4 linked to a fixed table 5 and of form conjugate to said punch 2 to obtain the desired cut.
- the device cutting also includes a blank holder 6 for pressing the sheet blank 1 on matrix 4.
- the punch 2 and the die 4 each have an edge sharp respectively 7 and 8 intended to cooperate with each other in time of descent of said punch to cut the sheet blank 1.
- the part can be constituted either by the cut part 1a in the sheet blank 1, the remaining part 1b of the sheet blank constituting the drop, either by the remaining part 1b of said sheet blank 1, the cut part 1a constituting the fall.
- indentation 9 The direction of formation of indentation 9 is perpendicular to the main faces of the sheet blank 1 and the direction of formation of this indentation 9 is directed from a first main face to the other face main, regardless of the choice of the first main face and by example for a sheet blank positioned horizontally, from bottom to top or from top to bottom.
- the blank holder clamps the sheet blank 1 on the die 4 and the punch 2 comes into contact with the sheet blank 1.
- the stroke of the punch 2 is controlled in order to achieve only one indentation 9 on the sheet blank, that is to say to deform the sheet blank 1 without cut it out.
- the depth p of the indentation 9 is between 0.416 (1 - e- 1.279E ) - 0.05E and 0.416 (1 - e-1.279E ) + 0.1E E being the thickness of the sheet blank 1.
- Indentation 9 performed prior to the cutting operation allows local modification of the mechanical characteristics of the metal constituting the sheet blank to improve its final cutting.
- This embodiment allows, when the indentation step and the cutting step are carried out on two different devices, to keep a cutting rate identical to the process rate of the state of the technique in which the cutting is carried out in a single step.
- the same can be used punch 2 to carry out the indentation operation of the sheet blank 1 and the operation for cutting the sheet blank 1 after indentation.
- This embodiment allows cutting according to the method of the invention without the need to invest in a cutting device more complex.
- the sheet blank 1 is pressed against the die 4.
- the punch 2 moves.
- the sheet blank 1 can be pressed against the punch 2 and, in this case, the die 4 moves.
- Type A steel is an electric steel, the sheet having undergone a final annealing. This sheet is covered with a coating of the type consisting of a or several organic resins comprising an inorganic polymer (varnish class C5 according to the classification ASTM A 345), of thickness between 1 and 2 microns.
- Type B steel is a steel that has a limit bearing elastic equal to 2.2% and the sheet has also undergone a final annealing.
- the table below gives the experimental results obtained as a function of the depth p of the indentation 9.
- the tests were carried out on a device whose punch 2 is made of carbide, of diameter equal to 12 mm, and the matrix 4, also in carbide, with a diameter equal to 12.05 mm, or a clearance j between the punch 2 and the die 4 equal to 0.05 mm.
- This value p is a function of the thickness E of the sheet blank to be cut must preferably be between: 0.416 (1 - e -1.279E ) - 0.05E and 0.416 (1 - e -1.279E ) + 0.1E (see shaded area in Figure 3).
- the cutting edge When cutting a sheet blank 1 using of a device comprising a punch and a cutting edge matrix, the cutting edge has two zones: a first sheared zone 10 located on the punch side, and a second broken zone 11 located on the die side.
- the sheared area 10 When cutting with a clearance j between the punch and the weak matrix, of the order of 0.05 mm for an average diameter of the punch equal to 50 mm, without prior indentation, the sheared area 10 is large, having a height H of the order of 70% of the thickness of the sheet blank, and the broken zone 11 is small, of the order of 30% of the thickness sheet metal blank.
- This broken zone 11 has a general profile which is substantially straight and in the extension of the sheared zone 10 (see FIG. 4a).
- the sheared zone 10 is less important, having a height H generally less than 50% of the thickness of the sheet blank, and the broken area 11 is larger, generally greater than 50% of the thickness of the sheet blank.
- sheared zone 10 has a large bulge 12 at level of its connection with the main face of the sheet metal blank, and the area ruptured 11 is oblique (see Figure 4b).
- the cutting method according to the invention gives results whatever the type of steel used, whether the sheet metal blank is bare (case of steels B, D, E and F) or coated (case of steels A and C).
- This cutting process is particularly interesting in the case of so-called magnetic steels, because the use of this process allows, equal mechanical characteristics of the steel, making the cut with a clearance j between the punch and the lower die, which allows less degrade the magnetic properties of the sheet blank.
- the process according to the invention is also particularly well suited for making a piece with a welded insert.
- the two sheet blanks are sheared at the sharp edges of the tool, i.e. at the sharp edges of the die and cutting punch.
- the deformation is more like stamping than shearing.
- the insert 15 is produced from a sheet blank thicker than the sheet metal blank in which the receiving orifice 16 is formed of this insert.
- the insert 15 risks therefore to detach from the sheet blank 17, before being able to perform the welding.
- the stroke of the cutting punch is determined so that the upper surface of insert 15 is in the same plane as the surface upper of the sheet blank 17 intended to receive it.
- the insert 15 is not cut from the rest of the sheet blank 18.
- the insert is thinner than the sheet blank intended to receive it, it is the portion of the thickest sheet blank, located below of the insert which is not cut.
- the upper face of the insert 15 is located below of the upper face of the sheet blank 17, as shown in FIG. 7.
- the diameter D of the insert minus the diameter d orifice is greater than 0.
- the first test consisted in cutting the insert separately from a first sheet blank and the orifice in a second sheet blank, but with the same tool.
- the Applicant has found that systematically the diameter d of the hole minus the diameter D of the insert is less than 0 which means that the insert is larger than the orifice which must receive it.
- the second test consisted in cutting the insert into a first sheet blank and the hole in a second sheet blank with different tools.
- the diameter D of the mechanically cut insert fluctuates around 0.08mm depending on the metal thickness dispersion, the state of wear of the cutting punch, the dispersion of the mechanical characteristics of the metal or the phenomena ovalization.
- the diameter of the orifice mechanically cut fluctuates by about 0.12mm.
- the diameter d of the orifice minus the diameter D of the insert varies between 0 and 0.2mm.
- the method according to the invention solves this problem.
- the device shown in Figures 8 and 9 for setting work of the method according to the invention comprises, as for the previous ones embodiments, two parts with sharp edges, movable one towards each other which are formed, on the one hand, by a punch 2 whose movement is slaved to that of a movable slide 3 and of shape corresponding to the perimeter to be cut and, on the other hand, by a matrix 4 linked to a fixed table 5 and of form combined with said punch 2 to obtain the desired cut.
- the device also includes a blank holder 6 for pressing the sheet blanks on the matrix 4, as will be seen later.
- the punch 2 and the die 4 each have a stop sharp, respectively 7 and 8, intended to cooperate with each other in time of lowering of the punch 2.
- the method according to the invention consists, first of all, in carrying out an indentation 20a on a first sheet blank 20 with a depth p1 determined, then carry out an indentation 21a on a second sheet blank 21 of a determined depth p2.
- the two blanks of sheet 20 and 21 are positioned one on top of the other, overlapping the indentations 20a and 21b and by placing said sheet blanks 20 and 21 on the matrix 4.
- each indentation 20a and 21a on each blank of sheet 20 and 21 is between 0.075E and 0.90E, E being the thickness of the blank corresponding sheet metal.
- the blank holder 6 presses the sheet blanks 20 and 21 on the die 4 and the punch 2 comes into contact with the upper face of the indentation 20a, as shown in figure 8.
- the stroke of the punch 2 is stopped when the portion 23 cut from the sheet blank 20 in contact with said punch 2 is adjusted in the orifice 24 formed in the sheet blank 21 in contact with the matrix 4.
- cutting is carried out in a single operation simultaneous of the two sheet blanks 20 and 21 and the positioning of the insert 23 in the orifice 24 formed in the sheet blank 21.
- This tool includes for example a punch for cutting 50.02mm in diameter and a matrix of 50.05mm in diameter.
- the contact between the insert and the orifice is therefore better and the penetration of the cutting punch necessary at cutting is lower.
- the metal grains at the cut are all deformed in the same direction because the cutting is carried out in the same direction than that of indentation.
- the wear of the tools is Slower.
Abstract
Description
La présente invention concerne le découpage d'une pièce dans un flan de tôle.The present invention relates to the cutting of a part in a sheet blank.
Le découpage de pièces dans un flan de tôle est souvent réalisé sur un dispositif à découper comportant essentiellement des organes à arêtes tranchantes, déplaçables l'un vers l'autre. Généralement les dispositifs à découper comportent également un serre-flan permettant de maintenir le flan de tôle en position entre la matrice et le poinçon.The cutting of parts in a sheet blank is often carried out on a cutting device essentially comprising members with edges sharp, movable towards each other. Generally the devices to cut also have a blank holder to maintain the blank sheet metal in position between the die and the punch.
Les organes à arêtes tranchantes sont formés, d'une part, par un poinçon de forme correspondant au périmètre à découper dont le mouvement est asservi à celui d'un coulisseau mobile et, d'autre part, par une matrice fixe. La matrice comporte une empreinte de forme conjuguée audit poinçon pour obtenir la découpe désirée.The cutting edge organs are formed, on the one hand, by a punch corresponding to the perimeter to be cut, the movement is slaved to that of a movable slide and, on the other hand, by a fixed matrix. The matrix includes a shape imprint combined with said punch to obtain the desired cut.
Le poinçon et la matrice sont, en règle générale, métalliques et en particulier réalisés en acier à outil pour découper les tôles métalliques et le plus souvent en carbure.The punch and the die are, as a rule, metallic and in particular made of tool steel for cutting metal sheets and the more often in carbide.
Cette technique de découpage de pièces dans un flan de tôle au moyen d'un dispositif comportant un poinçon et une matrice est très souvent utilisée, par exemple pour réaliser les divers éléments constitutifs du stator des moteurs électriques, ou encore pour réaliser les circuits magnétiques, ou encore dans le domaine automobile dans le cadre de la réalisation de trous pour alléger les structures.This technique of cutting pieces in a sheet metal blank by means of a device comprising a punch and a die is very often used, for example to make the various constituent elements of the stator electric motors, or to make magnetic circuits, or still in the automotive field in the context of making holes to lighten the structures.
Un des inconvénients majeurs de cette technique de découpage réside dans l'usure rapide du poinçon et de la matrice ce qui diminue considérablement la durée de vie de ces outils.One of the major drawbacks of this cutting technique lies in the rapid wear of the punch and the die which decreases considerably the lifespan of these tools.
Cette usure est due à l'effort de découpage important qu'il est nécessaire de foumir pour découper la pièce et à l'effet de frottement qui se produit entre le bord de la découpe réalisée dans le flan de tôle et le poinçon, au moment de la descente et de la remontée dudit poinçon.This wear is due to the significant cutting force it is necessary to provide to cut the piece and the friction effect which product between the edge of the cut made in the sheet blank and the punch, at the time of the descent and the ascent of said punch.
Cette usure est d'autant plus importante et rapide que l'acier constitutif de la tôle est difficile à découper.This wear is all the more important and rapid as the steel making up the sheet is difficult to cut.
Ainsi par exemple, les aciers dont le rapport entre la limite d'élasticité et la charge à la rupture Re/Rm est inférieur à 0,8 et dont l'allongement pour-cent à la rupture A% est supérieur à 30, sont très difficiles à découper, et les aciers dont le rapport Re/Rm est compris entre 0,9 et 1 et dont l'allongement pour-cent à la rupture est inférieur à 20 sont plus faciles à découper. Thus for example, steels whose ratio between the elastic limit and the load at break R e / R m is less than 0.8 and whose elongation percent at break A% is greater than 30, are very difficult to cut, and steels whose R e / R m ratio is between 0.9 and 1 and whose elongation at break is less than 20 are easier to cut.
Cette usure est également fonction de la géométrie de la pièce à découper. En effet, les pièces dont la forme est très tourmentée et présente des angles vifs, par exemple du type stator d'un moteur électrique, sont plus difficiles à découper que des pièces de forme géométrique simple.This wear is also a function of the geometry of the part to be cut. Indeed, the pieces whose shape is very tormented and has sharp angles, for example of the stator type of an electric motor, are more difficult to cut than pieces of simple geometric shape.
Dans le cas de la découpe d'une pièce dans un acier présentant des caractéristiques mécaniques le rendant difficile à découper ou d'une pièce à géométrie complexe du type "dentelle", on se heurte à un problème de frottements importants entre le bord de la découpe et le poinçon, et on est contraint d'exercer un effort très important pour faire passer le poinçon et pour l'extraire de la tôle après découpe.In the case of the cutting of a part in a steel having mechanical characteristics making it difficult to cut or piece with complex geometry like "lace", we run into a problem significant friction between the edge of the cutout and the punch, and we are forced to exert a very important effort to pass the punch and to extract it from the sheet after cutting.
Ceci introduit des contraintes importantes dans la tôle et ces contraintes en se relaxant induisent une déformation de la pièce réalisée, ce qui oblige souvent à la rebuter, surtout lorsqu'il s'agit de pièces de précision comme des stators de moteur électrique ou des circuits magnétiques.This introduces significant constraints into the sheet and these stresses by relaxing induce deformation of the part produced, this which often forces them to be put off, especially when it comes to precision parts such as electric motor stators or magnetic circuits.
De plus, l'augmentation des efforts de frottement lors de la découpe accroít l'usure du poinçon et de la matrice.In addition, the increase in friction forces during the cutting increases the wear of the punch and the die.
Pour éviter ce problème de frottements importants entre le métal découpé et les parties actives du poinçon et de la matrice, on augmente généralement le jeu entre le poinçon et la matrice.To avoid this problem of significant friction between the metal cut and the active parts of the punch and the die, we increase generally the clearance between the punch and the die.
Mais lorsque l'on augmente le jeu entre le poinçon et la matrice, on se heurte à deux types de problèmes.But when we increase the clearance between the punch and the die, there are two types of problems.
D'abord, dès que l'arête tranchante des outils commence à s'user légèrement, on crée une bavure sur le bord de la découpe ce qui oblige également à rebuter les pièces réalisées.First, as soon as the cutting edge of the tools begins to wear slightly, we create a burr on the edge of the cutout which forces also to discard the parts produced.
Ensuite, cette augmentation du jeu entre le poinçon et la matrice accroít de manière significative la composante horizontale des contraintes générées dans la tôle, c'est à dire les contraintes de traction. Cette augmentation des contraintes de traction a des conséquences sur la géométrie des pièces et accroít les risques d'apparition de micro fissures au niveau du bord de découpe.Then, this increased clearance between the punch and the die significantly increases the horizontal component of the stresses generated in the sheet, ie the tensile stresses. This increased tensile stress has consequences on the geometry of the parts and increases the risk of the appearance of micro cracks in the level of the cutting edge.
On connaít également un procédé de découpage d'une pièce dans un flan de tôle dans lequel on effectue le découpage en trois passes.We also know a method of cutting a part in a sheet blank in which the cutting is carried out in three passes.
Le procédé consiste à réaliser une première passe au cours de laquelle on effectue une indentation dans une direction, par exemple de haut en bas, puis une seconde passe au cours de laquelle on effectue une contre-indentation dans la direction opposée à la direction de l'indentation, par exemple de bas en haut et enfin une troisième passe de découpe totale dans le sens de la contre-indentation.The method consists in making a first pass during which is indented in a direction, for example from high at the bottom, then a second pass during which we perform a counterindentation in the opposite direction to the direction of the indentation, by example from bottom to top and finally a third total cutting pass in the sense of counterindentation.
Ce procédé présente des inconvénients, car il ne permet pas de réduire l'effort de découpage et l'usure des outils.This process has drawbacks because it does not allow reduce cutting effort and tool wear.
En effet, et comme représenté à la figure 11 qui montre l'orientation des grains du métal après le découpage par le procédé selon l'état de la technique, ces grains sont tout d'abord orientés suivant la direction de l'indentation et le métal est fortement écroui. Ensuite, il faut inverser l'orientation de ces grains ce qui est d'autant plus difficile étant donné que le métal a été écroui.Indeed, and as shown in Figure 11 which shows the orientation of the metal grains after cutting by the process according to the state of the art, these grains are first oriented in the direction of the indentation and the metal is strongly hardened. Then you have to reverse the orientation of these grains which is all the more difficult since the metal has been hardened.
Par conséquent, les efforts mis en oeuvre pour la réalisation de la contre-indentation sont importants ce qui accroít l'usure des outils.Consequently, the efforts made to achieve the counter-indentation are important which increases the wear of the tools.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de découpage qui permette de prolonger la durée de vie du poinçon et de la matrice, en réduisant de manière significative l'effort de découpage et l'effet de frottement, tout en conservant un jeu très faible entre le poinçon et la matrice.The present invention aims to remedy these drawbacks by proposing a cutting process which makes it possible to extend the duration of life of the punch and the die, significantly reducing the effort of cutting and the friction effect, while maintaining a very small clearance between the punch and the die.
La présente invention a ainsi pour objet un procédé de découpage d'une pièce dans un flan de tôle au moyen de deux organes déplaçables l'un vers l'autre et comportant des arêtes tranchantes, un poinçon et une matrice, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une indentation d'une profondeur p déterminée selon une direction et un sens définis, et à réaliser la découpe de ladite pièce dans ledit flan de tôle selon la direction et le sens de formation de l'indentation.The present invention thus relates to a method of cutting of a part in a sheet metal blank by means of two organs movable towards each other and having sharp edges, a punch and a matrix, characterized in that it consists in carrying out an indentation of a depth p determined in a defined direction and direction, and at cut said piece from said sheet blank in the direction and the sense of formation of the indentation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le procédé consiste à réaliser une indentation d'une profondeur p déterminée au moyen d'un poinçon d'indentation selon une direction et un sens définis, et à réaliser la découpe de la pièce dans le flan de tôle au moyen d'un poinçon de découpe selon la direction et le sens de formation de l'indentation ;
- le procédé consiste à réaliser une indentation d'une profondeur p déterminée au moyen du poinçon selon une direction et un sens définis, à relever ledit poinçon, et à réaliser la découpe de la pièce dans la tôle au moyen dudit poinçon selon la direction et le sens de formation de l'indentation;
- le procédé consiste à réaliser l'indentation sur un premier flan de tôle d'une profondeur p1 déterminée, à réaliser l'indentation sur un second flan de tôle d'une profondeur p2 déterminée, à positionner l'un sur l'autre les flans de tôle en superposant les indentations, et à découper simultanément les deux flans de tôle au moyen dudit poinçon de découpe,
- on arrête la course du poinçon de découpe au moment où la portion découpée dans le flan de tôle en contact avec ledit poinçon est ajustée dans l'orifice formé dans le flan de tôle en contact avec la matrice,
- the method consists in making an indentation of a depth p determined by means of an indentation punch in a defined direction and direction, and in carrying out the cutting of the part in the sheet metal blank by means of a punch cutting according to the direction and direction of formation of the indentation;
- the method consists in making an indentation of a depth p determined by means of the punch in a defined direction and direction, in raising said punch, and in carrying out the cutting of the part in the sheet by means of said punch in the direction and the sense of indentation formation;
- the method consists in indentation on a first sheet blank of a determined depth p1, in making indentation on a second sheet blank of a determined depth p2, in positioning the blanks one on the other sheet metal by superimposing the indentations, and cutting the two sheet blanks simultaneously by means of said cutting punch,
- the stroke of the cutting punch is stopped when the portion cut from the sheet blank in contact with said punch is adjusted in the orifice formed in the sheet blank in contact with the die,
Les caractéristiques et avantages apparaítront mieux à la suite de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de découpage pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique montrant la phase de réalisation de l'indentation sur le flan de tôle,
- la figure 3 représente une courbe montrant le domaine de profondeur de l'indentation en fonction de l'épaisseur du flan de tôle à découper,
- les figures 4a à 4c sont des vues schématiques du bord de découpe de la tôle selon les procédés de découpage utilisés,
- les figures 5 à 7 sont des demi-vues en coupe du profil de découpe d'une pièce à insert réalisée par un procédé selon l'état de la technique,
- les figures 8 et 9 sont des vues en élévation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention et la réalisation d'une pièce avec un insert,
- les figures 10 et 11 sont des vues schématiques du bord de découpe de la tôle montrant l'orientation des grains du métal avec respectivement le procédé selon l'invention et le procédé selon l'état de la technique.
- FIG. 1 is a schematic view in elevation of a cutting device for implementing the method of the invention,
- FIG. 2 is a schematic view showing the phase of making the indentation on the sheet blank,
- FIG. 3 represents a curve showing the depth range of the indentation as a function of the thickness of the sheet blank to be cut,
- FIGS. 4a to 4c are schematic views of the cutting edge of the sheet according to the cutting methods used,
- FIGS. 5 to 7 are half-section views of the cutting profile of an insert part produced by a process according to the state of the art,
- FIGS. 8 and 9 are elevation views of a device for implementing the method of the invention and producing a part with an insert,
- Figures 10 and 11 are schematic views of the cutting edge of the sheet showing the orientation of the metal grains with the method according to the invention and the method according to the prior art, respectively.
Le dispositif de découpage représenté sur la figure 1 est
constitué par un dispositif de type connue utilisable pour la découpe d'un flan
de tôle 1.The cutting device shown in Figure 1 is
constituted by a device of known type usable for cutting a
Ce dispositif comporte deux organes à arêtes tranchantes,
déplaçables l'un vers l'autre qui sont formés, d'une part, par un poinçon 2
dont le mouvement est asservi à celui d'un coulisseau mobile 3 et de forme
correspondante au périmètre à découper et, d'autre part, par une matrice 4
liée à une table fixe 5 et de forme conjuguée audit poinçon 2 pour obtenir la
découpe désirée.This device comprises two cutting edge members,
movable towards each other which are formed, on the one hand, by a
Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif de
découpe comporte également un serre-flan 6 pour plaquer le flan de tôle 1
sur la matrice 4.In the embodiment shown, the device
cutting also includes a
Le poinçon 2 et la matrice 4 comportent chacun une arête
tranchante respectivement 7 et 8 destinée à coopérer l'un avec l'autre au
moment de la descente dudit poinçon pour découper le flan de tôle 1.The
La pièce peut être constituée soit par la partie découpée 1a
dans le flan de tôle 1, la partie restante 1b du flan de tôle constituant la chute,
soit par la partie restante 1b dudit flan de tôle 1, la partie découpée 1a
constituant la chute.The part can be constituted either by the
Le procédé selon la présente invention consiste :
- à plaquer le flan de
tôle 1 contre lamatrice 4, - à réaliser une
indentation 9 d'une profondeur p déterminée selon une direction et un sens définis, - et à réaliser la découpe de ladite pièce dans ledit flan de
tôle 1 selon la direction et le sens de formation de l'indentation 9.
- pressing the sheet blank 1 against the die 4,
- to carry out an
indentation 9 of a depth p determined in a defined direction and direction, - and cutting said piece out of said sheet blank 1 in the direction and direction of formation of the
indentation 9.
La direction de formation de l'indentation 9 est perpendiculaire
aux faces principales du flan de tôle 1 et le sens de formation de cette
indentation 9 est dirigé d'une première face principale vers l'autre face
principale, indépendamment du choix de la première face principale et par
exemple pour un flan de tôle positionné horizontalement, de bas en haut ou
de haut en bas.The direction of formation of
Comme représenté sur la figure 2, le serre-flan 6 et le poinçon 2
descendent sous l'action du coulisseau.As shown in Figure 2, the
Le serre-flan plaque le flan de tôle 1 sur la matrice 4 et le
poinçon 2 entre en contact avec le flan de tôle 1.The blank holder clamps the
La course du poinçon 2 est maítrisée afin de ne réaliser qu'une
indentation 9 sur le flan de tôle, c'est à dire de déformer le flan de tôle 1 sans
en effectuer la découpe.The stroke of the
La profondeur p de l'indentation 9 est comprise entre
0,416(1 - e-1,279E) - 0,05E et 0,416(1 - e-1,279E) + 0,1E
E étant l'épaisseur du flan de tôle 1. The depth p of the
0.416 (1 - e- 1.279E ) - 0.05E and 0.416 (1 - e-1.279E ) + 0.1E E being the thickness of the
Comme on peut le constater sur la figure 2, la représentation
graphique de la profondeur p de l'indentation 9 a été volontairement exagérée
dans un soucis de clarté de représentation.As can be seen in Figure 2, the
Ce n'est qu'après avoir réalisé une indentation 9 sur le flan de
tôle 1 que l'on réalise le découpage dudit flan de tôle par les arêtes
tranchantes 7 et 8 dans la même direction et dans le même sens que la
direction et le sens de formation de l'indentation 9.It is only after having made an
L'indentation 9 réalisée préalablement à l'opération de découpe
permet de modifier localement les caractéristiques mécaniques du métal
constitutif du flan de tôle afin d'améliorer son découpage final.
Selon un premier mode de réalisation, on peut utiliser deux
poinçons 2 différents, le premier étant exclusivement réservé à l'opération
d'indentation du flan de tôle 1 et le second étant exclusivement réservé à
l'opération de découpe du flan de tôle 1 après indentation.According to a first embodiment, two can be used
Dans ce cas le procédé selon la présente invention consiste :
- à plaquer le flan de tôle 1 contre la matrice 4,
- à réaliser une indentation 9 d'une profondeur p déterminée au moyen d'un poinçon d'indentation selon une direction et un sens définis,
- à réaliser la découpe de la pièce dans la tôle 1 au moyen d'un
poinçon de découpe selon la direction et le sens de formation de
l'indentation 9.
- pressing the sheet blank 1 against the
die 4, -
indentation 9 of a depth p determined by means of an indentation punch in a defined direction and direction, - cutting the part in the
sheet 1 by means of a cutting punch in the direction and the direction of formation of theindentation 9.
Ce mode de réalisation permet, lorsque l'étape d'indentation et l'étape de découpe sont réalisés sur deux dispositifs différents, de conserver une cadence de découpe identique à la cadence du procédé de l'état de la technique dans lequel on réalise la découpe en une seule étape.This embodiment allows, when the indentation step and the cutting step are carried out on two different devices, to keep a cutting rate identical to the process rate of the state of the technique in which the cutting is carried out in a single step.
Selon un second mode de réalisation, on peut utiliser le même
poinçon 2 pour réaliser l'opération d'indentation du flan de tôle 1 et l'opération
de découpe du flan de tôle 1 après indentation.According to a second embodiment, the same can be used
Dans ce cas le procédé selon la présente invention consiste :
- à plaquer le flan de tôle 1 contre la matrice 4,
- à réaliser une indentation 9 d'une profondeur p déterminée au moyen du poinçon 2 selon une direction et un sens définis,
- à relever ledit poinçon 2,
- à réaliser la découpe de la pièce dans la tôle 1 au moyen dudit
poinçon 2 selon la direction et le sens de formation de
l'indentation 9.
- pressing the sheet blank 1 against the
die 4, - to carry out an
indentation 9 of a depth p determined by means of thepunch 2 in a defined direction and direction, - to raise said
punch 2, - cutting the part in the
sheet 1 by means of saidpunch 2 in the direction and the direction of formation of theindentation 9.
Ce mode de réalisation permet de réaliser la découpe selon le procédé de l'invention sans nécessiter d'investir dans un dispositif à découper plus complexe.This embodiment allows cutting according to the method of the invention without the need to invest in a cutting device more complex.
Dans ce qui précède, le flan de tôle 1 est plaqué contre la
matrice 4. Dans ce cas, le poinçon 2 se déplace.In the above, the
Selon une variante, le flan de tôle 1 peut être plaqué contre le
poinçon 2 et, dans ce cas, la matrice 4 se déplace.According to a variant, the sheet blank 1 can be pressed against the
Des essais ont été réalisés et ont permis de montrer l'influence du procédé de découpage selon l'invention sur l'usure des outils de découpe.Tests have been carried out and have shown the influence of the cutting process according to the invention on the wear of the cutting tools.
Ces essais ont consisté à réaliser une découpe sur des flans de
tôle de différents types d'acier en faisant varier la profondeur de
l'indentation 9 réalisée avant découpage.These tests consisted in making a cut on blanks of
sheet of different types of steel by varying the depth of
Dans la phase de découpage du flan de tôle 1, l'énergie dissipée
par frottement sur la partie latérale du poinçon 2 a été mesurée. Cette énergie
dissipée est représentative de la propension à l'usure dudit poinçon.In the cutting phase of the
Le tableau ci-dessous regroupe les compositions en % poids et
les caractéristiques mécaniques (en sens travers) des différents types d'acier
essayés.
L'acier de type A est un acier électrique, la tôle ayant subi un recuit final. Cette tôle est recouverte d'un revêtement du type constitué d'une ou plusieurs résines organiques comportant un polymère inorganique (vernis de classe C5 selon la classification ASTM A 345), d'épaisseur comprise entre 1 et 2 microns.Type A steel is an electric steel, the sheet having undergone a final annealing. This sheet is covered with a coating of the type consisting of a or several organic resins comprising an inorganic polymer (varnish class C5 according to the classification ASTM A 345), of thickness between 1 and 2 microns.
L'acier de type B est un acier qui présente un palier de limite élastique égal à 2,2% et la tôle a également subi un recuit final.Type B steel is a steel that has a limit bearing elastic equal to 2.2% and the sheet has also undergone a final annealing.
L'acier C est également revêtu d'un vernis de classe C5.Steel C is also coated with a class C5 varnish.
Le tableau ci-après donne les résultats expérimentaux obtenus
en fonction de la profondeur p de l'indentation 9. Les essais ont été réalisés
sur un dispositif dont le poinçon 2 est en carbure, de diamètre égal à 12 mm,
et la matrice 4, également en carbure, de diamètre égal à 12,05 mm, soit un
jeu j entre le poinçon 2 et la matrice 4 égal à 0,05 mm.
D'autres essais ont été réalisés, dont les résultats sont
reproduits dans le tableau ci-après. Ces essais ont été réalisés sur un
dispositif dont le poinçon 2 est en carbure, de diamètre égal à 50 mm, et la
matrice 4, également en carbure, de diamètre égal à 50,05 mm, soit un jeu j
entre le poinçon 2 et la matrice 4 égal à 0,05 mm.
On constate une diminution significative de l'énergie dissipée par frottement sur la partie latérale du poinçon lorsque l'on réalise la découpe selon le procédé de découpage selon l'invention. La valeur de cette énergie dissipée est fonction de la profondeur p de l'indentation réalisée.There is a significant decrease in the energy dissipated by friction on the side of the punch when making the cut according to the cutting method according to the invention. The value of this energy dissipated is a function of the depth p of the indentation achieved.
En effet, si l'on observe en détail par exemple le cas de la tôle en acier de type C, cette énergie est égale à 3647 kJ/mm lorsque l'on réalise la découpe selon le procédé de découpe de l'état de la technique sans indentation préalable (p = 0) et celle-ci diminue en fonction de la profondeur p de l'indentation, pour atteindre un minimum égal à 2182 kJ/mm, soit une diminution de 60%, pour une indentation dont la profondeur est égale à 0,30 mm. Ensuite, cette énergie augmente si on dépasse un certain seuil de profondeur de l'indentation.Indeed, if we observe in detail for example the case of sheet metal in type C steel, this energy is equal to 3647 kJ / mm when performing cutting according to the cutting process of the state of the art without previous indentation (p = 0) and this decreases as a function of the depth p of the indentation, to reach a minimum equal to 2182 kJ / mm, i.e. a decrease of 60%, for an indentation whose depth is equal to 0.30 mm. Then, this energy increases if we exceed a certain threshold of depth of indentation.
Les nombreux essais réalisés, dont seulement une petite partie est reproduite dans le tableau ci-avant, ont permis de déterminer une valeur optimale de la profondeur p de l'indentation, qui permet de diminuer de manière significative l'usure des outils de découpe.The numerous tests carried out, of which only a small part is reproduced in the table above, allowed to determine a value optimal depth p of the indentation, which makes it possible to decrease by significantly the wear of the cutting tools.
Cette valeur p est fonction de l'épaisseur E du flan de tôle à
découper doit de préférence être comprise entre :
0,416(1 - e-1,279E) - 0,05E et 0,416(1 - e-1,279E) + 0,1E
(voir domaine hachuré sur la figure 3).This value p is a function of the thickness E of the sheet blank to be cut must preferably be between:
0.416 (1 - e -1.279E ) - 0.05E and 0.416 (1 - e -1.279E ) + 0.1E (see shaded area in Figure 3).
On constate également en analysant les valeurs de la hauteur cisaillée du bord de découpe, que celle-ci diminue selon la valeur de la profondeur p de l'indentation.We also note by analyzing the values of the height sheared from the cutting edge, that this decreases according to the value of the depth p of the indentation.
Ce phénomène mérite une explication détaillée.This phenomenon deserves a detailed explanation.
Lorsque l'on réalise la découpe d'un flan de tôle 1 au moyen
d'un dispositif comportant un poinçon et une matrice à arêtes tranchantes, le
bord de découpe présente deux zones : une première zone 10 cisaillée située
coté poinçon, et une seconde zone 11 rompue située côté matrice.When cutting a sheet blank 1 using
of a device comprising a punch and a cutting edge matrix, the
cutting edge has two zones: a first sheared
Lorsque l'on effectue la découpe avec un jeu j entre le poinçon
et la matrice faible, de l'ordre de 0,05 mm pour un diamètre moyen du
poinçon égal à 50 mm, sans réaliser d'indentation préalable, la zone cisaillée
10 est grande, présentant une hauteur H de l'ordre de 70% de l'épaisseur du
flan de tôle, et la zone rompue 11 est petite, de l'ordre de 30% de l'épaisseur
du flan de tôle. Cette zone rompue 11 présente un profil général sensiblement
droit et dans le prolongement de la zone cisaillée 10 (voir figure 4a).When cutting with a clearance j between the punch
and the weak matrix, of the order of 0.05 mm for an average diameter of the
punch equal to 50 mm, without prior indentation, the sheared
Dans le cas du découpage de flans de tôle en un acier dont les
caractéristiques mécaniques sont défavorables, il est connu d'augmenter le
jeu j entre le poinçon et la matrice, la valeur de ce jeu j étant alors de l'ordre
de 15% de l'épaisseur de la tôle pour un diamètre moyen du poinçon égal à
50 mm.In the case of cutting sheet metal blanks into steel whose
mechanical characteristics are unfavorable, it is known to increase the
clearance j between the punch and the die, the value of this clearance j then being of the
Dans ce cas, la zone cisaillée 10 est moins importante,
présentant une hauteur H généralement inférieure à 50% de l'épaisseur du
flan de tôle, et la zone rompue 11 est plus importante, généralement
supérieure à 50% de l'épaisseur du flan de tôle.In this case, the sheared
De plus, la zone cisaillée 10 présente un bombé important 12 au
niveau de son raccordement avec la face principale du flan de tôle, et la zone
rompue 11 est oblique (voir figure 4b).In addition, the sheared
L'utilisation du procédé de découpage selon l'invention dans
lequel on réalise préalablement une indentation sur le flan de tôle permet de
conserver un jeu faible entre le poinçon et la matrice malgré les
caractéristiques de l'acier défavorables à l'opération de découpage, tout en
obtenant un bord de découpe qui présente une zone cisaillée 10 qui reste
importante, sans bombé au niveau de son raccordement avec la face
principale du flan de tôle, et dont la zone rompue 11 reste droite dans le
prolongement de la zone cisaillée 10 (voir figure 4c).The use of the cutting method according to the invention in
which indentation is carried out beforehand on the sheet metal blank makes it possible to
keep a small clearance between the punch and the die despite the
unfavorable characteristics of the steel for the cutting operation, while
obtaining a cutting edge which has a sheared
Comme on peut le constater dans le tableau récapitulatif des essais réalisés, le procédé de découpage selon l'invention donne des résultats quelque soit le type d'acier utilisé, que le flan de tôle soit nu (cas des aciers B, D, E et F) ou revêtu (cas des aciers A et C).As can be seen in the summary table tests carried out, the cutting method according to the invention gives results whatever the type of steel used, whether the sheet metal blank is bare (case of steels B, D, E and F) or coated (case of steels A and C).
Ce procédé de découpage est particulièrement intéressant dans le cas des aciers dits magnétiques, car l'utilisation de ce procédé permet, à caractéristiques mécaniques de l'acier égales, de réaliser la découpe avec un jeu j entre le poinçon et la matrice plus faible, ce qui permet de moins dégrader les propriétés magnétiques du flan de tôle.This cutting process is particularly interesting in the case of so-called magnetic steels, because the use of this process allows, equal mechanical characteristics of the steel, making the cut with a clearance j between the punch and the lower die, which allows less degrade the magnetic properties of the sheet blank.
Le procédé selon l'invention est également particulièrement bien adapté pour la réalisation d'une pièce à insert soudé.The process according to the invention is also particularly well suited for making a piece with a welded insert.
Pour réaliser ce type de pièce à insert, il est connu de superposer deux flans de tôle sur une matrice et de découper simultanément les deux flans de tôles à l'aide d'un poinçon de découpe pour que la portion découpée dans le flan de tôle supérieur vienne se positionner dans l'orifice ménagé dans le flan de tôle inférieur.To make this type of insert part, it is known to superimpose two sheet blanks on a die and cut simultaneously the two sheet blanks using a cutting punch so that the portion cut in the upper sheet blank come to position in the hole formed in the lower sheet blank.
Mais, ce procédé présente des inconvénients.However, this method has drawbacks.
En effet, les deux flans de tôles sont cisaillés au niveau des arrêtes vives de l'outil, c'est à dire au niveau des arrêtes vives de la matrice et du poinçon de découpe. Par contre, au niveau de leur interface, la déformation s'apparente plus à de l'emboutissage qu'à du cisaillement.Indeed, the two sheet blanks are sheared at the sharp edges of the tool, i.e. at the sharp edges of the die and cutting punch. On the other hand, at the level of their interface, the deformation is more like stamping than shearing.
Sur la figure 5, on a représenté une demi-vue en coupe du profil de découpe d'une pièce à insert obtenue par un procédé classique tel que mentionné ci-dessus.In Figure 5, there is shown a half sectional view of the profile for cutting an insert part obtained by a conventional process such as mentioned above.
A titre d'exemple l'insert 15 est réalisé à partir d'un flan de tôle
plus épais que le flan de tôle dans lequel est ménagé l'orifice 16 de réception
de cet insert.By way of example, the
Comme on peut le voir sur cette figure, la zone C de contact
entre l'insert 15 et l'orifice 16 ménagé dans le flan de tôle 17 est réduite.As can be seen in this figure, the contact area C
between the
Compte tenu de cette faible zone de contact, l'insert 15 risque
donc de se détacher du flan de tôle 17, avant de pouvoir réaliser le soudage. Given this small contact area, the
Du fait du pseudo-emboutissage qui se produit à l'interface des deux flans de tôle, on constate qu'avec le procédé selon l'état de la technique l'un des flans de tôle n'est pas découpé.Due to the pseudo-stamping that occurs at the interface of two sheet metal blanks, it can be seen that with the process according to the state of the art one of the sheet blanks is not cut.
Sur la figure 6, on a représenté un insert 15 réalisé dans un flan
de tôle 18 qui est plus épais que le flan de tôle 17 destiné à recevoir cet insert
15.In Figure 6, there is shown an
Pour positionner l'insert 15 dans l'orifice 16 ménagé dans le flan
de tôle 17, la course du poinçon de découpe est déterminée pour que la
surface supérieure de l'insert 15 soit dans le même plan que la surface
supérieure du flan de tôle 17 destiné à le recevoir.To position the
Mais, dans ce cas et comme représenté à la figure 6, l'insert 15
n'est pas découpé du reste du flan de tôle 18.However, in this case and as shown in FIG. 6, the
Dans le cas où l'insert est moins épais que le flan de tôle destiné à le recevoir, c'est la portion du flan de tôle le plus épais, située au-dessous de l'insert qui n'est pas découpée.In the case where the insert is thinner than the sheet blank intended to receive it, it is the portion of the thickest sheet blank, located below of the insert which is not cut.
Pour éviter cela, il est par conséquent nécessaire d'augmenter la pénétration du poinçon de découpe.To avoid this, it is therefore necessary to increase the penetration of the cutting punch.
Mais, l'augmentation de la pénétration du poinçon de découpe entraíne d'autres inconvénients.However, the increased penetration of the cutting punch has other disadvantages.
En effet, la face supérieure de l'insert 15 se trouve au-dessous
de la face supérieure du flan de tôle 17, comme représenté à la figure 7.Indeed, the upper face of the
Par conséquent, la zone C de contact entre l'insert 15 et le bord
de l'orifice 16 ménagé dans le flan de tôle 17 est très réduite si bien que la
tenue de cet insert 15 dans l'orifice 16 est très précaire.Consequently, the area C of contact between the
Il en est de même pour un insert mince dans un flan de tôle épais.The same is true for a thin insert in a sheet blank thick.
On pourrait envisager de découper séparément un insert de diamètre D dans un premier flan de tôle et un orifice de diamètre d dans un second flan de tôle et ensuite de positionner cet insert dans ledit orifice.We could consider cutting an insert of diameter D in a first sheet blank and an orifice of diameter d in a second sheet blank and then position this insert in said orifice.
Pour obtenir un bon contact entre le bord de l'insert et le bord de l'orifice, il faut par définition que le diamètre D de l'insert moins le diamètre d de l'orifice soit supérieur à 0. To obtain good contact between the edge of the insert and the edge of the orifice, it is by definition necessary that the diameter D of the insert minus the diameter d orifice is greater than 0.
La Demanderesse a donc réalisé différents essais en voulant insérer un insert de diamètre D = 150mm et d'épaisseur de 0,65mm en tôle raide dans un orifice ménagé dans un flan de tôle relativement ductile et de même épaisseur.The Applicant has therefore carried out various tests by wanting insert an insert of diameter D = 150mm and 0.65mm thick in sheet metal stiff in an orifice made in a blank of relatively ductile sheet metal and same thickness.
Le premier essai a consisté à découper séparément l'insert dans un premier flan de tôle et l'orifice dans un second flan de tôle, mais avec le même outil.The first test consisted in cutting the insert separately from a first sheet blank and the orifice in a second sheet blank, but with the same tool.
La Demanderesse a constaté que systématiquement le diamètre d de l'orifice moins le diamètre D de l'insert est inférieur à 0 ce qui signifie que l'insert est plus grand que l'orifice qui doit le recevoir.The Applicant has found that systematically the diameter d of the hole minus the diameter D of the insert is less than 0 which means that the insert is larger than the orifice which must receive it.
Par conséquent, la solution de découper séparément l'insert et l'orifice avec le même outil n'est pas envisageable.Therefore, the solution to cut out the insert separately and the hole with the same tool is not possible.
Le second essai a consisté à découper l'insert dans un premier flan de tôle et l'orifice dans un second flan de tôle avec des outils différents.The second test consisted in cutting the insert into a first sheet blank and the hole in a second sheet blank with different tools.
La Demanderesse a constaté que, dans ce cas, le diamètre D de l'insert découpé mécaniquement fluctue d'environ 0,08mm suivant la dispersion d'épaisseur du métal, l'état d'usure du poinçon de découpe, la dispersion des caractéristiques mécaniques du métal ou les phénomènes d'ovalisation.The Applicant has observed that, in this case, the diameter D of the mechanically cut insert fluctuates around 0.08mm depending on the metal thickness dispersion, the state of wear of the cutting punch, the dispersion of the mechanical characteristics of the metal or the phenomena ovalization.
Par ailleurs, pour un acier ductile, le diamètre de l'orifice découpé mécaniquement fluctue d'environ 0,12mm.In addition, for ductile steel, the diameter of the orifice mechanically cut fluctuates by about 0.12mm.
Par conséquent, le diamètre d de l'orifice moins le diamètre D de l'insert varie entre 0 et 0,2mm.Consequently, the diameter d of the orifice minus the diameter D of the insert varies between 0 and 0.2mm.
Cette fourchette de variations est trop étendue pour pouvoir garantir une bonne tenue de l'insert dans l'orifice.This range of variations is too wide to be able to ensure that the insert remains in place in the hole.
Ces essais montrent donc que si on envisage de découper séparément l'insert et l'orifice, il faut impérativement utiliser deux outils différents.These tests therefore show that if we plan to cut separately the insert and the orifice, it is imperative to use two tools different.
Mais, le maintien de l'insert dans l'orifice ne peut pas être garanti même si toutes les précautions sont prises au moment de la découpe.However, keeping the insert in the hole cannot be guaranteed even if all precautions are taken at the time of cutting.
Le procédé selon l'invention permet de résoudre ce problème. The method according to the invention solves this problem.
Le dispositif représenté sur les figures 8 et 9 pour la mise en
oeuvre du procédé selon l'invention comporte, comme pour les précédents
modes de réalisation, deux organes à arrêtes tranchantes, déplaçables l'un
vers l'autre qui sont formés, d'une part, par un poinçon 2 dont le mouvement
est asservi à celui d'un coulisseau mobile 3 et de forme correspondant au
périmètre à découper et, d'autre part, par une matrice 4 liée à une table fixe 5
et de forme conjuguée audit poinçon 2 pour obtenir la découpe désirée.The device shown in Figures 8 and 9 for setting
work of the method according to the invention comprises, as for the previous ones
embodiments, two parts with sharp edges, movable one
towards each other which are formed, on the one hand, by a
Le dispositif comporte également un serre-flan 6 pour plaquer
les flans de tôle sur la matrice 4, comme on le verra ultérieurement.The device also includes a
Le poinçon 2 et la matrice 4 comportent chacun une arrête
tranchante, respectivement 7 et 8, destinée à coopérer l'une avec l'autre au
moment de la descente du poinçon 2.The
Le procédé selon l'invention consiste, tout d'abord, à réaliser
une indentation 20a sur un premier flan de tôle 20 d'une profondeur p1
déterminée, puis à réaliser une indentation 21a sur un second flan de tôle 21
d'une profondeur p2 déterminée.The method according to the invention consists, first of all, in carrying out
an
Ensuite et comme représenté à la figure 8, les deux flans de
tôle 20 et 21 sont positionnés l'un sur l'autre en superposant les indentations
20a et 21b et en plaçant lesdits flans de tôles 20 et 21 sur la matrice 4.Then and as shown in Figure 8, the two blanks of
La profondeur de chaque indentation 20a et 21a sur chaque flan de
tôle 20 et 21 est comprise entre 0,075E et 0,90E, E étant l'épaisseur du flan
de tôle correspondant.The depth of each
Comme on peut le constater sur les figures 8 et 9, les
épaisseurs des flans de tôle 20 et 21 ont été volontairement exagérées dans
un soucis de clarté de représentation.As can be seen in Figures 8 and 9, the
thicknesses of
Après avoir positionné les flans de tôles 20 et 21 sur la matrice 4
en superposant les indentations 20a et 21a, le serre-flan 6 et le poinçon 2
descendent sous l'action du coulisseau 3.After positioning the
Le serre-flan 6 plaque les flans de tôle 20 et 21 sur la matrice 4
et le poinçon 2 entre en contact avec la face supérieure de l'indentation 20a,
comme représenté à la figure 8. The
Ensuite, on poursuit la descente du poinçon 2, comme
représenté à la figure 9.Then, we continue the descent of the
Au cours de cette descente du poinçon 2, on découpe
simultanément les deux flans de tôle 20 et 21.During this descent of the
On arrête la course du poinçon 2 au moment où la portion 23
découpée dans le flan de tôle 20 en contact avec ledit poinçon 2 est ajustée
dans l'orifice 24 formé dans le flan de tôle 21 en contact avec la matrice 4.The stroke of the
Ainsi, après avoir réalisé les indentations 20a et 21a sur les
flans de tôles 20 et 21, on réalise au cours d'une seule opération la découpe
simultanée des deux flans de tôles 20 et 21 et le positionnement de l'insert 23
dans l'orifice 24 formé dans le flan de tôle 21.Thus, after having carried out the
Des essais ont été réalisés et ont permis de montrer l'influence
des indentations sur le maintien de l'insert 23 dans l'orifice 24.Tests have been carried out and have shown the influence
indentations on the retention of the
Au cours de ces essais, un seul outil a été utilisé pour les
différentes opérations, c'est à dire pour les indentations et le découpage
simultanés des deux flans de tôle 20 et 21.During these tests, only one tool was used for the
different operations, i.e. for indentations and cutting
of the two
Cet outil comprend par exemple un poinçon de découpe de 50,02mm de diamètre et une matrice de 50,05mm de diamètre.This tool includes for example a punch for cutting 50.02mm in diameter and a matrix of 50.05mm in diameter.
Le tableau ci-dessous regroupe les différentes configurations
utilisées au cours de ces essais.
A la lecture de ce tableau, on constate qu'avec des flans de tôle de différentes épaisseurs, c'est à dire avec un insert plus épais que le flan de tôle dans lequel est formé l'orifice de réception de cet insert ou inversement, le procédé selon l'invention en réalisant préalablement à la découpe une indentation dans chacun des flans de tôle, donne de bons résultats.Reading this table, we see that with sheet metal blanks of different thicknesses, i.e. with a thicker insert than the blank sheet in which the orifice for receiving this insert is formed or vice versa, the method according to the invention by carrying out before cutting a indentation in each of the sheet blanks, gives good results.
En effet, la réalisation d'une indentation dans chacun des flans de tôle avant le découpage permet de s'affranchir du phénomène de pseudo-emboutissage rencontré dans des procédés utilisés jusqu'à présent.Indeed, the realization of an indentation in each of the blanks sheet metal before cutting overcomes the phenomenon of pseudo-stamping encountered in processes used so far.
Avec le procédé selon l'invention, le contact entre l'insert et l'orifice est donc meilleur et la pénétration du poinçon de découpe nécessaire au découpage est plus faible.With the method according to the invention, the contact between the insert and the orifice is therefore better and the penetration of the cutting punch necessary at cutting is lower.
Grâce au procédé selon l'invention, il est donc possible d'implanter des inserts épais dans des supports minces ou des inserts minces dans des supports épais et/ou d'implanter un insert de nuance différente de celle du support.Thanks to the method according to the invention, it is therefore possible to implant thick inserts in thin supports or thin inserts in thick supports and / or to install an insert of a different shade from that of the support.
Ainsi que représenté à la figure 10, avec le procédé selon l'invention, les grains du métal au niveau de la découpe sont tous déformés suivant une même direction car le découpage est réalisé dans la même direction que celle de l'indentation.As shown in Figure 10, with the method according to the invention, the metal grains at the cut are all deformed in the same direction because the cutting is carried out in the same direction than that of indentation.
Dans ce cas, les efforts sont moindres que ceux à exercer avec un procédé de découpage selon l'état de la technique, comme cela a été précédemment expliqué.In this case, the efforts are less than those to be exerted with a cutting process according to the state of the art, as has been previously explained.
De plus, avec le procédé selon l'invention l'usure des outils est moins rapide.In addition, with the method according to the invention, the wear of the tools is Slower.
Claims (8)
0,416(1 - e-1,279E) - 0,05E et 0,416(1 - e-1,279E) + 0,1E E étant l'épaisseur du flan de tôle (1).Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the depth p of the indentation is between
0.416 (1 - e -1.279E ) - 0.05E and 0.416 (1 - e -1.279E ) + 0.1E E being the thickness of the sheet blank (1).
Applications Claiming Priority (4)
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