EP3291927A2 - Procédé de réalisation simplifié d'une pièce, pièce obtenue par un tel procédé de realisation et procédé de sélection entre un procédé de réalisation simplifié ou non simplifié - Google Patents

Procédé de réalisation simplifié d'une pièce, pièce obtenue par un tel procédé de realisation et procédé de sélection entre un procédé de réalisation simplifié ou non simplifié

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Publication number
EP3291927A2
EP3291927A2 EP16726356.5A EP16726356A EP3291927A2 EP 3291927 A2 EP3291927 A2 EP 3291927A2 EP 16726356 A EP16726356 A EP 16726356A EP 3291927 A2 EP3291927 A2 EP 3291927A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
selection
corresponds
simplified
blank
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16726356.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Colin
Yves BONNEMAYRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1554017A external-priority patent/FR3035805B1/fr
Priority claimed from FR1653963A external-priority patent/FR3050666B1/fr
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP3291927A2 publication Critical patent/EP3291927A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools

Definitions

  • the present invention relates to a method of simplified production of a workpiece from a sheet blank, which comprises several steps, including a single forming step which consists of using a single stamping tool, presenting only one direction of movement of the press, to form a blank of the part.
  • the present invention also relates to a method of selection between the method of simplified production of a part and a method of non-simplified production of said part, using heavy industrial means.
  • a method of producing a part comprises several forming steps, each forming step using a stamping tool that makes it possible to form a part.
  • a stamping tool comprises a main press and punches which move in several directions. The movement of these punches is actuated by the descent of the main press and by the presence of cams of angles.
  • stamping tools which use heavy industrial means, are very complex to implement and require very large investments. However, in the case of manufacturing small series parts, such investments significantly increase the price of these parts.
  • FIG. 1 shows the evolution between the cost of a stamping tool Ct and the labor time T required for an operator to be able to perform manual finishing operations on the part, once the part formed by the stamping tool.
  • manual finishing operations operations of dropping parts of the part that would have required a bevel gear in the stamping tool for such a fall is done automatically during the forming step.
  • manual finishing operations folding operations that are performed outside the axis movement of the press and volume retrofit operations.
  • the curve F represents the variation between the increase in the cost of stamping tools and the reduction in the time spent manually finishing the workpiece. And also represented three areas:
  • the first zone Z1 represents a zone in which a good balance is achieved between the time of finishing operations T which remains below a first finishing time threshold T1 and the cost of the stamping tool Ct which remains below a first cost threshold of a stamping tool Ct1;
  • the second zone Z2 represents an area where either:
  • the third zone Z3 represents an area where either:
  • the first finishing time T1 is of the order of 4 minutes;
  • the second finishing time T2 is of the order of 5 minutes;
  • the second cost of a stamping tool Ct2 is of the order of 15000 Euros.
  • the purpose of such a graph is above all to show that the change between the cost of a stamping tool Ct is inversely proportional to the finishing time T and that it is interesting to set limits so as not to excessively lengthen the labor time or production cost of industrial stamping tools. All this allows to have a fair investment both human and financial for the realization of a piece.
  • the finishing time is not a sufficient criterion to know for sure, if the realization of a piece justifies the establishment of heavy industrial means or if a simplified method of implementation, using a single-action press, but with more manual finishing operations, is preferable.
  • the object of the invention is to have a simplified method of producing a part which has a low investment cost and a process development time which is shortened.
  • the object of the invention is also to have a selection process between a simplified method for producing a part and a non-simplified production method that requires the establishment of heavy industrial means. Such a selection process must make it possible, according to objective criteria, to justify such a choice.
  • a simplified method for producing a part for a vehicle such as a motor vehicle, from a sheet blank, which comprises several steps, including a step single forming method which consists in using a single stamping press having only one direction of stamping, to form a blank of the part.
  • the sheet blank is held in position during the forming step by means of one or more indexing hole (s) which collaborates (s) with one or more pion (s) of the stamping press.
  • the indexing hole (s) is (are) formed during a preparation step that precedes said forming step.
  • the preparation step comprises a succession of cutting and punching steps of the sheet blank.
  • the indexing hole (s) is (are) formed in a portion of the sheet blank that is intended to be removed during a step of fretwork which follows the step of forming.
  • the fretwork stage is performed by means of a laser-type cutting device with a three-dimensional definition.
  • the method of simplified production of a part comprises a final finishing step comprising at least one manual shaping operation of the blank of the workpiece, said shaping operation having at least one less a deformation operation of a portion of the blank of the part being in a direction of deformation different from the drawing direction of the stamping press.
  • the present invention also relates to a part intended to form a part of a vehicle, such as a motor vehicle, the part being made by the simplified embodiment comprising at least one of the preceding features.
  • the present invention finally relates to a method of selection between the simplified method of producing a part comprising at least one of the preceding characteristics and a method of non-simplified production of said part.
  • the selection process is such that it comprises at least two selection criteria.
  • Each selection criterion is broken down into three previously established ranges of values, each range corresponding, respectively, to one of three levels of selections.
  • a value of a technical characteristic of the part is determined, said value then being listed in one of the corresponding value ranges of each selection criterion, so that:
  • the selection level of all the selection criteria of the part corresponds to the first level of selection, it is chosen to produce the part by the simplified production method;
  • the selection level of at least one of the selection criteria corresponds to the third selection level, it is chosen to produce the part by a non-simplified production method
  • the selection process can not directly determine whether the piece should be performed by the simplified embodiment method.
  • a first family of selection criteria relates to the technical characteristics of the sheet blank used to produce the part
  • a second family of selection criteria relates to the technical characteristics of the part as formed and / or on the positioning that the piece as intended to be positioned on the vehicle.
  • one or more selection criteria correspond to either: The ratio between the elastic limit and the maximum breaking strength of the sheet blank;
  • one or more selection criteria correspond to either:
  • the first level of the criterion for selecting the positioning of the part of the second family of selection criteria corresponds to the positioning of the part as masked for an aspect part of the vehicle
  • the second level corresponds to an appearance part of the vehicle but positioned on an inconspicuous part of the vehicle or positioned on a visible part of the vehicle but whose feasibility tests have shown that the final appearance of a part made according to the simplified embodiment method is satisfactory
  • the third level corresponds to an aspect part of the vehicle which is impossible to achieve satisfactorily with the simplified embodiment method.
  • FIG. 2 represents, in the form of a flowchart, the various steps of a simplified embodiment of a part according to the invention
  • FIGS. 3a to 3d show the state of progress of the part during the various steps of the simplified production method according to the invention.
  • FIG. 4 represents, in tabular form, the various criteria and families of criteria making it possible to select the simplified production method or a non-simplified production method.
  • FIG. 2 represents, in the form of a flowchart, the various steps of a simplified production method 1 of a part 2 (as represented in FIG. 3d).
  • the simplified embodiment method 1 comprises a first step 1 1 and a second step 12 which form preparation steps. These two preparation steps 1 1 and 12 precede a forming step 13, followed by a scribing step 14.
  • a final finishing step 15 makes it possible to finalize the piece 2 with a finish just as necessary depending on the part of the structure of the vehicle for which the part 2 is intended to be positioned.
  • the simplified production method 1 is more particularly intended to form parts 2 in small quantities, generally a few thousand pieces 2.
  • FIGS. 3a to 3d represent the state of progress of FIG. the part 2 during the different steps of the simplified production method 1 (shown in FIG. 2) of the part 2.
  • FIG. 3a a sheet blank 21, which is intended to form the part 2 after the different steps of the simplified production method 1.
  • the sheet blank 21 is cut and punched. These first two steps are generally done offline, with an operator placing each sheet blank 21 in, respectively, a cutting machine tool and / or in a punching machine tool.
  • chip cleaning operations are also performed on the sheet blank 21.
  • the purpose of these operations is to have a sheet blank 21 of optimized shape for the forming step 13 (shown in FIG. 2), in particular with the formation during the second preparation step 12 of the sheet blank 21, by
  • the pilot holes 23 of the sheet blank 21 are adapted to hold the sheet blank 21 in position during the closing of the press.
  • FIG 3b shows a blank 22 of the workpiece 2, as formed, by a single-action type stamping tool from the sheet blank 21 (as shown in Figure 3a).
  • the press used is a single action type press, having only one direction of movement of the punch 24 and / or the die and having no falling blades.
  • Such a press requires that the used sheet blank 21 has a shape adapted to directly form the blank 22 of the workpiece 2.
  • the pilot holes 23 collaborate.
  • the pilot holes 23 guarantee the repeatability of the positioning of the blank 21 in the embossing tool and the repeatability of the positioning of the blank 22 of the workpiece 2 during the scribing step 14 (shown in FIG. 2).
  • the pilot holes 23 are defined outside the so-called noble zone of the part 2.
  • the noble or aspect zone of the part 2 is formed by the parts of the part 2 which are visible after the assembly of the part 2 on the vehicle.
  • FIG. 3c shows the blank 22 of the piece 2 after the step of forming 13 and as positioned on a support 25 for the scribing step 14.
  • the scribing step 14 comprises a succession of steps of trimming, punching and forming notches on the blank 22. To do this the blank 22 of the part 2 is positioned on the support 25 which allows a three-dimensional positioning of the blank 22 of the part 2 with a pilot index adapted to perform a fretting operation 14 of the laser cutting type 26 of the blank 22. During this scribing step 14 can be removed a portion of the blank 22 of the part 2 which has the pilot holes 23.
  • Figure 3d is shown the piece 2 after the finishing step. Part 2 is now ready to be stored for assembly on the structure of a vehicle.
  • the finishing step which is not shown, consists of operations of dropping parts of the part 2 that would have required a return angle in the stamping tool for such a fall is done automatically during the forming step 13. Also being understood by finishing operations, folding operations that are performed outside the main axis of movement of the press and volume up-take operations. All these operations are done manually by an operator.
  • the invention as described may also include a variant, in the case where one of the presses of an already existing stamping line can be used in the context of this method of producing parts 2 in small series. In this case, the preparation steps are done offline, the piece 2 is then deposited along the stamping line upstream of the press in question and recovered downstream of this press to receive the step of fretting 14 and finishing 15.
  • FIG. 4 represents, in the form of a table, the various criteria making it possible to select the simplified production method 1 or a non-simplified production method.
  • a selection method comprises according to two families of selection criteria CS1, CS2:
  • the first family of selection criteria CS1 relates to the technical characteristics of the sheet blank 21 (shown in FIG. 3a) used to produce the part 2; and "the second family of CS2 selection criteria relates to the geometry of the part 2 to be formed and its positioning on the vehicle.
  • the two selection criteria families CS1, CS2 respectively comprise four and three selection criteria, each selection criterion comprising three values or ranges of values previously established which correspond to three levels of selections N1, N2 and N3.
  • the first family of selection criteria CS1 comprises four selection criteria that characterize the technical characteristics of the sheet blank 21, namely:
  • a first selection criterion RMP which corresponds to a ratio between the elastic limit and the maximum breaking strength of the sheet blank 21;
  • ⁇ A second selection criterion A1 which corresponds to the percentage of maximum elongation at break of the sheet blank 21;
  • a fourth selection criterion Cr which corresponds to the average anisotropy coefficient of the sheet blank 21.
  • the second family of selection criteria CS2 comprises three selection criteria that define the geometry of the part 2 to be formed and / or its positioning on the vehicle, namely:
  • a first selection criterion Ft corresponding to the number of manual finishing operations required in the case where the part 2 is produced according to the simplified embodiment method 1;
  • a second selection criterion At which characterizes the positioning of the part 2 on the vehicle according to three levels of visibility;
  • a third selection criterion Ht which corresponds to the percentage ratio between the height and the greatest length of the part 2 to be made.
  • Each of the criteria RMP, Al, Cf and Cr of the first family of selection criteria CS1 includes ranges of values which make it possible to classify, according to the three levels of selections N1, N2 and N3, technical characteristics of the sheet blank 21, as we have:
  • RMP1 For the first selection criterion RMP1, three ranges of values RMP1, RMP2 and RMP3 which respectively correspond to the selection levels N1, N2 and N3;
  • the first value Ft1 which corresponds to the first selection level N1 and which corresponds to having no manual finishing operation to obtain the part 2 according to the method of simplified embodiment 1;
  • the second value Ft2 which corresponds to the second selection level N2 and which corresponds to having only one manual finishing operation to obtain the part 2 according to the simplified production method 1;
  • the third value Ft3 which corresponds to the third selection level N3 and which corresponds to having at least two manual finishing operations to obtain the part 2 according to the simplified production method 1.
  • the second level At2 which corresponds to the second level of selection N2 and which corresponds to a part 2 of appearance but intended to be positioned on a not very visible part of the vehicle or intended to be positioned on a visible part of the vehicle but whose tests feasibility have shown that the final appearance of a part 2 made according to the simplified embodiment method 1 is satisfactory;
  • a value Vp of a technical characteristic of the sheet blank 21 or of the part 2 is determined.
  • the value Vp is then listed for each selection criterion, making it possible to obtain the corresponding selection level N1, N2 or N3, so that:
  • the selection level of all the selection criteria corresponds to the first selection level N1
  • the selection level of at least one of the selection criteria corresponds to the third selection level N3, it is chosen to produce the part 2 by the non-simplified embodiment method 1.
  • the selection process can not determine directly whether the part 2 must be carried out by the simplified embodiment 1 or not simplified. To do this, tests are carried out. If all the tests are conclusive then one chooses to make the part 2 by the simplified method of realization 1, otherwise the part 2 is carried out by a non-simplified production method.
  • the tests consist, generally in a first step, in analyzing the result of the selection criterion noted at the second level N2 on a simulator. If in doubt after this first analysis, tests on a stamping tool can be performed before the final decision on the process used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de réalisation simplifié d'une pièce à partir d'un flan de tôle, comportant plusieurs étapes, dont une étape de formage unique qui consiste à utiliser une seule presse d'emboutissage ne présentant qu'une seule direction d'emboutissage, pour former une ébauche de la pièce, caractérisé en ce qu'on retient le flan de tôle en position durant l'étape de formage par l'intermédiaire d'un ou plusieurs trou(s) d'indexage collaborant avec un ou plusieurs pion(s) de la presse d'emboutissage. L'invention concerne aussi un procédé de sélection entre le procédé de réalisation simplifié d'une pièce et un procédé de réalisation non simplifié de ladite pièce.

Description

PROCEDE DE REALISATION SIMPLIFIE D'UNE PIECE, PIECE OBTENUE PAR UN TEL PROCEDE DE REALISATION ET PROCEDE DE SELECTION ENTRE UN PROCEDE DE REALISATION SIMPLIFIE OU NON SIMPLIFIE
La présente invention concerne un procédé de réalisation simplifié d'une pièce à partir d'un flan de tôle, qui comporte plusieurs étapes, dont une unique étape de formage qui consiste à utiliser un seul outil d'emboutissage, ne présentant qu'une seule direction de déplacement de la presse, pour former une ébauche de la pièce. La présente invention concerne aussi un procédé de sélection entre le procédé de réalisation simplifié d'une pièce et un procédé de réalisation non simplifié de ladite pièce, utilisant de lourds moyens industriels.
Habituellement, sur une chaîne d'emboutissage, telle que décrite dans le document FR2966137, un procédé de réalisation d'une pièce comporte plusieurs étapes de formage, chaque étape de formage utilisant un outil d'emboutissage qui permet de former une pièce. Un tel outil d'emboutissage comporte une presse principale et des poinçons qui se déplacent suivant plusieurs directions. Le déplacement de ces poinçons est actionné par la descente de la presse principale et par la présence de cames de renvoi d'angles. De tels outils d'emboutissage, qui utilisent de lourds moyens industriels, sont très complexes à mettre en œuvre et demandent de très forts investissements. Or, dans le cas de fabrication de pièces en petite série, de tels investissements augmentent considérablement le prix de ces pièces.
La figure 1 représente l'évolution entre le coût d'un outil d'emboutissage Ct et le temps de main d'œuvre T nécessaire pour qu'un opérateur puisse faire des opérations de finition manuelle sur la pièce, une fois la pièce formée par l'outil d'emboutissage. Par opérations de finition manuelle est entendu des opérations de tombage de certaines parties de la pièce qui auraient demandé un renvoi d'angle dans l'outil d'emboutissage pour qu'un tel tombage soit fait automatiquement lors de l'étape de formage. Est aussi entendu par opérations de finition manuelle, des opérations de pliage qui sont réalisées en dehors de l'axe principal de déplacement de la presse et des opérations de rattrapage de volume. La courbe F représente la variation entre l'augmentation du coût des outils d'emboutissage et la baisse du temps passé à faire manuellement des étapes de finition sur la pièce. Et aussi représenté trois zones :
• la première zone Z1 représente une zone dans laquelle un bon équilibre est réalisé entre le temps des opérations de finition T qui reste en dessous d'un premier seuil de temps de finition T1 et le coût de l'outil d'emboutissage Ct qui reste en dessous d'un premier seuil de coût d'un outil d'emboutissage Ct1 ;
• la deuxième zone Z2 représente une zone où soit :
• le gain sur le coût d'un outillage d'emboutissage Ct par rapport à l'augmentation du temps de finition T qui est au-delà du premier seuil de temps de finition T1 , tout en restant en dessous d'un second seuil de temps de finition T2, ou
• le gain du temps de finition T par rapport au surcoût de l'outil d'emboutissage Ct qui est au-delà du premier seuil de coût d'un outil d'emboutissage Ct1 , tout en restant en dessous d'un second seuil de coût d'un outil d'emboutissage Ct2, n'est pas suffisant pour savoir, de manière sûre, si le gain présente un intérêt suffisant.
• la troisième zone Z3 représente une zone où soit :
• le gain sur le coût d'un outil d'emboutissage Ct par rapport à l'augmentation du temps de finition T qui est au-dessus du second seuil de temps de finition T2, ou
• le gain du temps de finition T par rapport au surcoût de l'outil d'emboutissage Ct qui est au-dessus du second seuil de coût d'un outillage d'emboutissage Ct2, est insuffisant par rapport au gain espéré. Une solution industrielle qui est dans la zone Z3 est à éviter.
Dans le milieu automobile on peut considérer, pour définir les trois zones, que :
• le premier temps de finition T1 est de l'ordre de 4 minutes ; « le deuxième temps de finition T2 est de l'ordre de 5 minutes ;
• le premier coût d'un outil d'emboutissage Ct1 est de l'ordre de 5000 Euros ; et
• le second coût d'un outil d'emboutissage Ct2 est de l'ordre de 15000 Euros. Bien entendu de telles valeurs peuvent évoluer en fonction de divers paramètres mais le but d'un tel graphe est surtout de montrer que l'évolution entre le coût d'un outil d'emboutissage Ct est inversement proportionnelle au temps de finition T et qu'il est intéressant de mettre des limites pour ne pas allonger exagérément le temps de main d'œuvre ou le coût de production des outils industriels d'emboutissage. Tout cela permet d'avoir un juste investissement aussi bien humain que financier pour la réalisation d'une pièce. Mais le temps de finition n'est pas un critère suffisant pour savoir de manière sûre, si la réalisation d'une pièce justifie la mise en place de lourds moyens industriels ou si un procédé de réalisation simplifié, utilisant une presse à simple action, mais avec plus d'opérations de finition manuelle, est préférable.
Le but de l'invention est d'avoir un procédé de réalisation simplifié d'une pièce qui présente un faible coût d'investissement et un délai de mise au point du procédé qui est raccourci. Le but de l'invention est aussi d'avoir un procédé de sélection entre un procédé de réalisation simplifié d'une pièce et un procédé de réalisation non simplifié qui demande la mise en place de lourds moyens industriels. Un tel procédé de sélection doit permettre, selon des critères objectifs, de justifier un tel choix. A cette fin, il est prévu, selon l'invention, un procédé de réalisation simplifié d'une pièce pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, à partir d'un flan de tôle, qui comporte plusieurs étapes, dont une étape de formage unique qui consiste à utiliser une seule presse d'emboutissage ne présentant qu'une seule direction d'emboutissage, pour former une ébauche de la pièce. Selon l'invention, on retient le flan de tôle en position durant l'étape de formage par l'intermédiaire d'un ou plusieurs trou(s) d'indexage qui collabore(nt) avec un ou plusieurs pion(s) de la presse d'emboutissage. Le ou les trou(s) d'indexage est ou sont formé(s) durant une étape de préparation qui précède ladite étape de formage. Selon une première caractéristique de l'invention, l'étape de préparation comporte une succession d'étapes de découpage et de poinçonnage du flan de tôle.
Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le ou les trou(s) d'indexage est ou sont formé(s) dans une partie du flan de tôle qui est destinée à être retirée durant une étape de chantournage qui succède à l'étape de formage.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'étape de chantournage est réalisée au moyen d'un dispositif de découpage du type laser avec une définition en trois dimensions.
Selon une troisième caractéristique de l'invention, le procédé de réalisation simplifié d'une pièce comporte une dernière étape de finition comportant au moins une opération de mise en forme manuelle de l'ébauche de la pièce, ladite opération de mise en forme comportant au moins une opération de déformation d'une partie de l'ébauche de la pièce se faisant selon une direction de déformation différente de la direction d'emboutissage de la presse d'emboutissage. La présente invention concerne aussi une pièce destinée à former une partie d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, la pièce étant réalisée par le procédé de réalisation simplifié comportant au moins une des caractéristiques précédentes. La présente invention concerne enfin un procédé de sélection entre le procédé de réalisation simplifié d'une pièce comportant au moins une des caractéristiques précédentes et un procédé de réalisation non simplifié de ladite pièce. Selon l'invention, le procédé de sélection est tel qu'il comporte au moins deux critères de sélection. Chaque critère de sélection se décompose en trois plages de valeurs préalablement établies, chaque plage correspondant, respectivement, à un de trois niveaux de sélections. Pour chaque critère de sélection, une valeur d'une caractéristique technique de la pièce est déterminée, ladite valeur étant alors répertoriée dans l'une des plages de valeurs correspondante de chaque critère de sélection, afin que :
• lorsque le niveau de sélection de l'ensemble des critères de sélection de la pièce correspond au premier niveau de sélection, on choisit de réaliser la pièce par le procédé de réalisation simplifié ; ou
• lorsque le niveau de sélection d'au moins un des critères de sélection correspond au troisième niveau de sélection, on choisit de réaliser la pièce par un procédé de réalisation non simplifié ; ou
• lorsque au moins un des niveaux de sélections d'au moins un des critères de sélection correspond au deuxième niveau, les autres niveaux de sélections des critères de sélection étant au premier niveau, le processus de sélection ne peut déterminer directement si la pièce doit être réalisée par le procédé de réalisation simplifié.
Selon une première caractéristique du procédé de sélection, une première famille des critères de sélection porte sur les caractéristiques techniques du flan de tôle utilisé pour réaliser la pièce, une seconde famille des critères de sélection porte sur des caractéristiques techniques de la pièce telle que formée et/ou sur le positionnement que la pièce telle que destinée à être positionnée sur le véhicule.
Selon une deuxième caractéristique du procédé de sélection, pour la première famille de critères, un ou plusieurs critères de sélection correspondent soit : • au rapport entre la limite d'élasticité et la résistance maximum à la rupture du flan de tôle ;
• au pourcentage d'allongement maximum à la rupture du flan de tôle ;
• au coefficient d'écrouissage du flan de tôle ; et/ou « au coefficient d'anisotropie moyen du flan de tôle.
Selon une troisième caractéristique du procédé de sélection, pour la seconde famille de critères, un ou plusieurs critères de sélection correspondent soit :
• au nombre d'opérations de finitions manuelles nécessaires dans le cas où la pièce est réalisée selon le procédé de réalisation simplifié ;
• au positionnement de la pièce sur le véhicule selon trois niveaux de
visibilité ; et/ou
• au rapport en pourcentage entre la hauteur de la pièce et la plus grande longueur de ladite pièce. Selon une quatrième caractéristique du procédé de sélection, le premier niveau du critère de sélection de positionnement de la pièce de la seconde famille de critères de sélection correspond au positionnement de la pièce telle que masquée pour une pièce d'aspect du véhicule, le deuxième niveau correspond à une pièce d'aspect du véhicule mais positionnée sur une partie peu visible du véhicule ou positionnée sur une partie visible du véhicule mais dont des essais de faisabilité ont montré que l'aspect final d'une pièce réalisée selon le procédé de réalisation simplifié est satisfaisant et le troisième niveau correspond à une pièce d'aspect du véhicule qui est impossible à réaliser de manière satisfaisante avec le procédé de réalisation simplifié. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention. Aux dessins annexés
• La figure 1 , précédemment décrite, représente graphiquement l'évolution entre le coût d'un outil d'emboutissage pour emboutir une pièce et un temps de finition sur la pièce telle qu'emboutie par cet outil ; « La figure 2 représente, sous forme d'un organigramme, les différentes étapes d'un procédé de réalisation simplifié d'une pièce, selon l'invention ;
• Les figures 3a à 3d représentent l'état d'avancement de la pièce lors des différentes étapes du procédé de réalisation simplifié selon l'invention ; et
• La figure 4 représente, sous forme d'un tableau, les différents critères et familles de critères permettant de sélectionner le procédé de réalisation simplifié ou un procédé de réalisation non simplifié.
La figure 2 représente, sous forme d'un organigramme, les différentes étapes d'un procédé de réalisation simplifié 1 d'une pièce 2 (tel que représentée sur la figure 3d). Le procédé de réalisation simplifié 1 comporte une première étape 1 1 et une deuxième étape 12 qui forment des étapes de préparation. Ces deux étapes de préparation 1 1 et 12 précèdent une étape de formage 13, suivie d'une étape de chantournage 14. Une dernière étape 15 de finition permet de finaliser la pièce 2 avec une finition au juste nécessaire en fonction de la partie de la structure du véhicule pour laquelle la pièce 2 est destinée à être positionnée. Comme plus particulièrement expliqué dans la suite de la description, le procédé de réalisation simplifié 1 est plus particulièrement destiné à former des pièces 2 en petites quantités, généralement quelques milliers de pièces 2. Les figures 3a à 3d représentent l'état d'avancement de la pièce 2 lors des différentes étapes du procédé de réalisation simplifié 1 (représentées sur la figure 2) de la pièce 2.
Sur la figure 3a est représenté un flan de tôle 21 , qui est destiné à former la pièce 2 après les différentes étapes du procédé de réalisation simplifié 1 . Lors des deux étapes de préparation 1 1 et 12 (représentées sur la figure 2), le flan de tôle 21 est découpé et poinçonné. Ces deux premières étapes se font généralement hors ligne, avec un opérateur qui place chaque flan de tôle 21 dans, respectivement, une machine-outil de découpe et/ou dans une machine-outil de poinçonnage. Entre et après ces différentes étapes, des opérations de nettoyage des copeaux sont aussi effectuées sur le flan de tôle 21 . Le but de ces opérations est d'avoir un flan de tôle 21 de forme optimisée pour l'étape de formage 13 (représentée en figure 2), notamment avec la formation lors de la seconde étape de préparation 12 du flan de tôle 21 , par les opérations de poinçonnage, de trous pilotes 23. Les trous pilotes 23 du flan de tôle 21 , sont adaptés pour maintenir le flan de tôle 21 en position lors de la fermeture de la presse. La forme optimisée du flan de tôle 21 et en particulier la présence des trous pilotes 23, permettent à l'outil d'emboutissage de ne pas comporter de serre-flan. Sur la figure 3b est représentée une ébauche 22 de la pièce 2, telle que formée, par un outil d'emboutissage de type à simple action, à partir du flan de tôle 21 (tel que représenté sur la figure 3a). Sur cette figure 3b, seul le poinçon 24 de la presse, qui forme un sabot inférieur, est représenté. La presse utilisée est une presse de type à simple action, ne comportant qu'une seule direction de déplacement du poinçon 24 et/ou de la matrice et ne comportant pas de lames de tombage. Une telle presse impose que le flan de tôle utilisé 21 présente une forme adaptée pour former directement l'ébauche 22 de la pièce 2. Pour maintenir en position le flan de tôle 22 durant toute l'étape d'emboutissage, les trous pilotes 23 collaborent avec des pions du poinçon 24 (les pions n'étant pas représentés). Les trous pilotes 23 garantissent la répétabilité du positionnement du flan 21 dans l'outil d'emboutissage et la répétabilité du positionnement de l'ébauche 22 de la pièce 2 durant l'étape de chantournage 14 (représentée sur la figure 2). Les trous pilotes 23 sont définis en dehors de la zone dite noble de la pièce 2. La zone noble ou d'aspect de la pièce 2 est constituée par les parties de la pièce 2 qui sont visibles après l'assemblage de la pièce 2 sur le véhicule.
Sur la figure 3c est représentée l'ébauche 22 de la pièce 2 après l'étape de formage 13 et tel que positionnée sur un support 25 pour l'étape de chantournage 14. L'étape de chantournage 14 comporte une succession d'étapes de détourage, de poinçonnage et de formation d'échancrures sur l'ébauche 22. Pour ce faire l'ébauche 22 de la pièce 2 est positionnée sur le support 25 qui permet un positionnement en trois dimensions de l'ébauche 22 de la pièce 2 avec un index pilot adapté pour pouvoir effectuer une opération de chantournage 14 du type à découpage au laser 26 de l'ébauche 22. Durant cette étape de chantournage 14 peut être retirée une partie de l'ébauche 22 de la pièce 2 qui comporte les trous pilotes 23. Sur la figure 3d est représentée la pièce 2 après l'étape de finition. La pièce 2 est maintenant prête à être stockée pour son assemblage sur la structure d'un véhicule.
L'étape de finition, qui n'est pas représentée, consiste en des opérations de tombage de certaines parties de la pièce 2 qui auraient demandé un renvoi d'angle dans l'outil d'emboutissage pour qu'un tel tombage soit fait automatiquement lors de l'étape de formage 13. Est aussi entendu par opérations de finition, des opérations de pliage qui sont réalisées en dehors de l'axe principal de déplacement de la presse et des opérations de rattrapage de volume. Toutes ces opérations sont faites manuellement par un opérateur. L'invention telle que décrite, peut aussi comporter une variante, dans le cas où une des presses d'une ligne d'emboutissage déjà existante peut être utilisée dans le cadre de ce procédé de réalisation de pièces 2 en petite série. Dans ce cas, les étapes de préparation sont faites hors ligne, la pièce 2 est ensuite déposée le long de la ligne d'emboutissage en amont de la presse en question et récupérée en aval de cette presse pour recevoir l'étape de chantournage 14 et de finition 15.
La figure 4 représente, sous forme d'un tableau, les différents critères permettant de sélectionner le procédé de réalisation simplifié 1 ou un procédé de réalisation non simplifié. Selon l'invention, un procédé de sélection comporte selon deux familles de critères de sélection CS1 , CS2 :
• la première famille de critères de sélection CS1 porte sur les caractéristiques techniques du flan de tôle 21 (représenté sur la figure 3a) utilisé pour réaliser la pièce 2; et « la seconde famille de critères de sélection CS2 porte sur la géométrie de la pièce 2 à former et son positionnement sur le véhicule.
Les deux familles critères de sélection CS1 , CS2 comportent respectivement quatre et trois critères de sélection, chaque critère de sélection comportant trois valeurs ou plages de valeurs préalablement établies qui correspondent à trois niveaux de sélections N1 , N2 et N3. La première famille de critères de sélection CS1 comporte quatre critères de sélection qui caractérisent les caractéristiques techniques du flan de tôle 21 , à savoir :
• un premier critère de sélection RMP qui correspond à un rapport entre la limite d'élasticité et la résistance maximum à la rupture du flan de tôle 21 ; · Un deuxième critère de sélection Al qui correspond au pourcentage d'allongement maximum à la rupture du flan de tôle 21 ;
• Un troisième critère de sélection Cf qui correspond au coefficient d'écrouissage du flan de tôle 21 ; et
• Un quatrième critère de sélection Cr qui correspond au coefficient d'anisotropie moyen du flan de tôle 21 .
La seconde famille de critères de sélection CS2 comporte trois critères de sélection qui définissent la géométrie de la pièce 2 à former et/ou son positionnement sur le véhicule, à savoir :
• un premier critère de sélection Ft qui correspond au nombre d'opérations de finition manuelles nécessaires dans le cas où la pièce 2 est réalisée selon le procédé de réalisation simplifié 1 ; • un deuxième critère de sélection At qui caractérise le positionnement de la pièce 2 sur le véhicule selon trois niveaux de visibilité ; et
• un troisième critère de sélection Ht qui correspond au rapport en pourcentage entre la hauteur et la plus grande longueur de la pièce 2 qui doit être réalisée.
Chacun des critères RMP, Al, Cf et Cr de la première famille de critères de sélection CS1 comporte des plages de valeurs qui permettent de classer, selon les trois niveaux de sélections N1 , N2 et N3, des caractéristiques techniques du flan de tôle 21 , tel que nous avons :
• pour le premier critère de sélection RMP1 trois plages de valeurs RMP1 , RMP2 et RMP3 qui correspondent respectivement aux niveaux de sélections N1 , N2 et N3 ;
• pour le deuxième critère de sélection Al trois plages de valeurs AU , AI2 et AI3 qui correspondent respectivement aux niveaux de sélections N1 , N2 et N3 ;
• pour le troisième critère de sélection Cf trois plages de valeurs Cf1 , Cf2 et Cf3 qui correspondent respectivement aux niveaux de sélections N1 , N2 et N3 ; et
• pour le quatrième critère de sélection Cr trois plages de valeurs Cr1 , Cr2 et Cr3 qui correspondent respectivement aux niveaux de sélections N1 , N2 et N3.
Pour la seconde famille de critères de sélection CS2, nous avons :
• pour le premier critère de sélection Ft :
• la première valeur Ft1 qui correspond au premier niveau de sélection N1 et qui correspond au fait de n'avoir aucune opération de finition manuelle pour obtenir la pièce 2 selon le procédé de réalisation simplifié 1 ;
• la deuxième valeur Ft2 qui correspond au deuxième niveau de sélection N2 et qui correspond au fait de n'avoir qu'une seule opération de finition manuelle pour obtenir la pièce 2 selon le procédé de réalisation simplifié 1 ; et
• la troisième valeur Ft3 qui correspond au troisième niveau de sélection N3 et qui correspond au fait d'avoir au moins deux opérations de finition manuelle pour obtenir la pièce 2 selon le procédé de réalisation simplifié 1 . pour le deuxième critère de sélection At :
• le premier niveau At1 qui correspond au premier niveau de sélection N1 et qui correspond à la pièce 2 telle que destinée à être positionnée sur le véhicule masquée pour une pièce d'aspect du véhicule ;
• le deuxième niveau At2 qui correspond au deuxième niveau de sélection N2 et qui correspond à une pièce 2 d'aspect mais destinée à être positionnée sur une partie peu visible du véhicule ou destinée à être positionnée sur une partie visible du véhicule mais dont des essais de faisabilité ont montré que l'aspect final d'une pièce 2 réalisée selon le procédé de réalisation simplifié 1 est satisfaisant ; et
• le troisième niveau At3 qui correspond au troisième niveau de
sélection N3 et qui correspond à une pièce 2 d'aspect du véhicule qui est impossible à réaliser de manière satisfaisante avec le procédé de réalisation simplifié 1 .
• Pour le troisième critère de sélection Ht, nous avons trois plages de valeurs Ht1 , Ht2 et Ht3 qui correspondent respectivement aux niveaux de sélections N1 , N2 et N3.
Le tableau ci-dessous présente les différents seuils indépendamment des moyens mis en œuvre :
Une fois les valeurs ou les plages de valeurs des critères de sélection des deux familles de critères de sélection CS1 et CS2 d'établies, pour chaque critère de sélection, une valeur Vp d'une caractéristique technique du flan de tôle 21 ou de la pièce 2 est déterminée. La valeur Vp est alors répertoriée pour chaque critère de sélection, permettant d'en obtenir le niveau de sélection N1 , N2 ou N3 correspondant, afin que :
• lorsque le niveau de sélection de l'ensemble des critères de sélection correspond au premier niveau de sélection N1 , on choisit de réaliser la pièce 2 par le procédé de réalisation simplifié 1 , ou
• lorsque le niveau de sélection d'au moins un des critères de sélection correspond au troisième niveau de sélection N3, on choisit de réaliser la pièce 2 par le procédé de réalisation 1 non simplifié.
Dans le cas où au moins un des niveaux de sélections de la pièce 2 est au deuxième niveau N2, les autres niveaux de sélections étant au premier niveau N1 , alors le processus de sélection ne peut déterminer directement si la pièce 2 doit être réalisée par le procédé de réalisation simplifié 1 ou non simplifié. Pour ce faire, des essais sont réalisés. Si tous les essais sont concluants alors on choisit de réaliser la pièce 2 par le procédé de réalisation simplifié 1 , sinon la pièce 2 est réalisée par un procédé de réalisation non simplifié. Les essais consistent, généralement dans un premier temps, à analyser le résultat du critère de sélection noté au deuxième niveau N2 sur un simulateur. En cas de doute après cette première analyse, des essais sur un outil d'emboutissage peuvent être réalisés avant la prise finale de décision sur le procédé utilisé.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 . Procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, à partir d'un flan de tôle (21 ), comportant plusieurs étapes (1 1 , 12, 13, 14, 15), dont une étape de formage (13) unique 5 qui consiste à utiliser une seule presse d'emboutissage ne présentant qu'une seule direction d'emboutissage, pour former une ébauche (22) de la pièce (2), caractérisé en ce qu'on retient le flan de tôle (2) en position durant l'étape de formage (13) par l'intermédiaire d'un ou plusieurs trou(s) d'indexage (23) collaborant avec un ou plusieurs pion(s) de la presse d'emboutissage. 0
2. Procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le ou les trou(s) d'indexage (23) est ou sont formé(s) durant une étape de préparation (1 1 , 12) qui précède ladite étape de formage (13).
3. Procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) selon la5 revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de préparation (1 1 ,12) comporte une succession d'étapes de découpage et de poinçonnage du flan de tôle (21 ).
4. Procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le ou les trou(s) d'indexage (23) est ou sont formé(s) dans une partie du flan de tôle (21 ) qui est destinée à être retirée o durant une étape de chantournage (14) qui succède à l'étape de formage (13).
5. Procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de chantournage (14) est réalisée au moyen d'un dispositif de découpage du type laser avec une définition en trois dimensions. 5
6. Procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une dernière étape de finition (15) comportant au moins une opération de mise en forme manuelle de l'ébauche (22) de la pièce (2), ladite opération de mise en forme comportant au moins une opération de déformation d'une partie de l'ébauche (22) de la pièce (2) se faisant selon une direction de déformation différente de la direction d'emboutissage de la presse d'emboutissage.
7. Pièce (2) destinée à former une partie d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est réalisée par un procédé de réalisation simplifié (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
8. Procédé de sélection entre un procédé de réalisation simplifié (1 ) d'une pièce (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et un procédé de réalisation non simplifié de ladite pièce (2), caractérisé en ce que le procédé de sélection comporte au moins deux critères de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht), chaque critère de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht) se décomposant en trois plages de valeurs préalablement établies, chaque plage correspondant, respectivement, à un (N1 ; N2 ; N3) de trois niveaux de sélections (N1 , N2, N3), pour chaque critère de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht), une valeur (Vp) d'une caractéristique technique de la pièce (2) est déterminée, ladite valeur (Vp) étant alors répertoriée dans l'une des plages de valeurs correspondante de chaque critère de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht), afin que : · lorsque le niveau de sélection (N1 , N2, N3) de l'ensemble des critères de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht) de la pièce (2), correspond au premier niveau de sélection (N1 ), on choisit de réaliser la pièce (2) par un procédé de réalisation simplifié (1 ), ou
• lorsque le niveau de sélection (N1 , N2, N3) d'au moins un des critères de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht), correspond au troisième niveau de sélection (N3), on choisit de réaliser la pièce (2) par un procédé de réalisation non simplifié.
9. Procédé de sélection selon la revendication 8, caractérisé en ce que lorsque au moins un des niveaux de sélections (N1 ; N2 ; N3) d'au moins un des critères de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht) est au deuxième niveau (N2), le niveau de sélections (N1 ; N2 ; N3) des autres critères de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr, Ft ; At ; Ht) étant au premier niveau (N1 ), le processus de sélection ne peut déterminer directement si la pièce (2) doit être réalisée par un procédé de réalisation simplifié (1 ).
10. Procédé de sélection selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'une première famille (CS1 ) de critères de sélection (RMP ; Al ; Cf ; Cr) porte sur les caractéristiques techniques du flan de tôle (21 ) utilisé pour réaliser la pièce (2) et une second famille (CS2) de critères de sélection (Ft ; At ; Ht) porte sur des caractéristiques techniques de la pièce (2) telle que formée et/ou sur le positionnement que la pièce (2) telle que destinée à être positionnée sur le véhicule.
1 1 . Procédé de sélection selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première famille de critères de sélection (CS1 ) comporte : * un premier critère de sélection (RMP) qui correspond à un rapport entre la limite d'élasticité et la résistance maximum à la rupture du flan de tôle (21 ) ; et/ou
* un deuxième critère de sélection (Al) qui correspond au pourcentage d'allongement maximum à la rupture du flan de tôle (21 ) ; et/ou * un troisième critère de sélection (Cf) qui correspond au coefficient d'écrouissage du flan de tôle (21 ) ; et/ou
* un quatrième critère de sélection (Cr) qui correspond au coefficient d'anisotropie moyen du flan de tôle (21 ).
12. Procédé de sélection selon la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde famille de critères de sélection (CS2) comporte :
* un premier critère de sélection (Ft) qui correspond au nombre d'opérations de finitions manuelles nécessaires dans le cas où la pièce (2) est réalisée selon le procédé de réalisation simplifié (1 ) ; et/ou
* un deuxième critère de sélection (At) qui correspond au positionnement de la pièce (2) sur le véhicule selon trois niveaux de visibilité ; et/ou
* un troisième critère de sélection (Ht) qui correspond au rapport en pourcentage entre la hauteur et la plus grande longueur de la pièce (2).
13. Procédé de sélection selon la revendication 12, caractérisé en ce que pour le deuxième critère de sélection (At) de la seconde famille de critères de sélection (CS2) :
* le premier niveau (At1 ) correspond au positionnement de la pièce (2) telle que masquée par une pièce d'aspect du véhicule ;
* le deuxième niveau (At2) correspond à une pièce (2) d'aspect du véhicule mais positionnée sur une partie peu visible du véhicule ou positionnée sur une partie visible du véhicule mais dont des essais de faisabilité ont montré que l'aspect final d'une pièce (2) réalisée selon le procédé de réalisation simplifié (1 ) est satisfaisant ; et
* le troisième niveau (At3) correspond à une pièce (2) d'aspect du
véhicule qui est impossible à réaliser de manière satisfaisante avec le procédé de réalisation simplifié (1 ).
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