FR2684575A1

FR2684575A1 - Deep-drawing (stamping) device

Info

Publication number: FR2684575A1
Application number: FR9115029A
Authority: FR
Inventors: Maire Francois; Carisey Daniel
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1993-06-11

Abstract

The invention relates to a deep-drawing device (10) of the type including a support (12) on which the sheet-metal blank (24) to be deep-drawn is laid, a peripheral blank-holder (20) and a central deep-drawing punch (18) and of the type in which the complementary means for retaining the blank (24) are arranged in the facing surfaces (16) of the support (12) and (22) of the blank-holder (20), characterised in that the said means include at least one point-like convex anchoring surface (30) having substantially a profile of revolution about an axis parallel to the direction of deep drawing and at least one corresponding concave surface (32), the said surfaces (30, 32) being formed in the facing faces (16, 22) of the support (12) and of the blank-holder (20).

Description

La présente invention concerne un dispositif d'emboutissage. The present invention relates to a stamping device.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'emboutissage du type comportant un support, généralement appelé matrice sur lequel est posé le flan de tôle à emboutir, un serre-flan périphérique et un poinçon central d'emboutissage. The invention relates more particularly to a stamping device of the type comprising a support, generally called a matrix on which the sheet blank to be stamped is placed, a peripheral blank holder and a central stamping punch.

Le principe de l'emboutissage conventionnel consiste à prévoir un poinçon qui correspond à la forme intérieure de la pièce à obtenir. Le poinçon agit sur le flan de tôle et l'entraîne dans une pièce de forme annulaire appelée matrice. La section de la matrice est complémentaire de celle du poinçon et le flan épouse ainsi la forme du poinçon lors de l'opération d'emboutissage. The principle of conventional stamping consists in providing a punch which corresponds to the internal shape of the part to be obtained. The punch acts on the sheet blank and drives it into an annular part called a die. The section of the die is complementary to that of the punch and the blank thus follows the shape of the punch during the stamping operation.

Des contraintes prennent naissance dans le flan occasionnant, entre autres, la formation de plis qui peuvent provoquer la rupture de la matière. Pour remédier à cet inconvénient, on utilise un serre-flan périphérique. Le serre-flan immobilise le flan, dans le cas de l'emboutissage par expansion, tandis que le flan se déplace radialement au fur et à mesure de la pénétration du poinçon dans la matrice, le serre-flan s'opposant uniquement à la formation des plis, dans le cas de l'emboutissage par étirage et rétreint. Constraints arise in the blank causing, among other things, the formation of folds which can cause the material to rupture. To overcome this drawback, a peripheral blank holder is used. The blank holder immobilizes the blank, in the case of stamping by expansion, while the blank moves radially as the punch enters the die, the blank holder opposing the formation only folds, in the case of drawing by stretching and shrinking.

Lorsque le contour du flan à emboutir n'est pas circulaire, il est connu de prévoir des moyens complémentaires de retenue du flan qui sont agencés dans les surfaces en vis-à-vis du support et du serre-flan. When the outline of the blank to be stamped is not circular, it is known to provide additional means for retaining the blank which are arranged in the surfaces facing the support and the blank holder.

On obtient ainsi un déplacement régulier du flan en disposant par exemple judicieusement un ou plusieurs joncs périphériques de retenue qui coopèrent avec un ou plusieurs redans concaves formés en vis-à-vis dans la face d'appui de la matrice. One thus obtains a regular displacement of the blank by, for example, judiciously placing one or more peripheral retaining rods which cooperate with one or more concave steps formed vis-à-vis in the bearing face of the matrix.

Une autre technique connue consiste à former un gradin d'entrée de matrice. Another known technique consists in forming a matrix entry step.

L'utilisation d'un jonc de retenue ou de freinage perturbe l'accostage du serre-flan par rapport à la matrice en créant des plis lors de son impression dans le flan de tôle. De plus le jonc est plus éloigné de l'entrée de matrice que le gradin d'entrée de matrice et il nécessite de ce fait d'augmenter la dimension globale du flan à emboutir. The use of a retaining or braking rod disturbs the docking of the blank holder relative to the matrix by creating folds when it is printed in the sheet blank. In addition, the rod is further from the die entry than the die entry step and it therefore requires increasing the overall dimension of the blank to be stamped.

Le gradin d'entrée de matrice n' est généralement utilisable que pour des tôles minces, par exemple d'une épaisseur inférieure à 1,2 mm, sauf dans les zones de très forte compression ou lorsqu'il y a suffisamment de matière sous le serre-flan, par exemple lorsque le déplacement est supérieur à une course de 100 mm. The matrix entry step is generally only usable for thin sheets, for example less than 1.2 mm thick, except in areas of very high compression or when there is sufficient material under the hold-down, for example when the displacement is greater than a stroke of 100 mm.

Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un dispositif d'emboutissage du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que les moyens de retenue du serre-flan comportent au moins une surface ponctuelle d'ancrage convexe présentant sensiblement un profil de révolution autour d'un axe parallèle à la direction d'emboutissage et au moins une surface correspondante concave, ces surfaces étant formées dans les faces en vis-à-vis du support et du serre-flan. In order to remedy these drawbacks, the invention provides a stamping device of the type mentioned above, characterized in that the means for retaining the blank holder comprise at least one point convex anchoring surface having substantially a profile of revolution around of an axis parallel to the direction of stamping and at least one corresponding concave surface, these surfaces being formed in the faces opposite the support and the blank holder.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- la surface d'ancrage convexe est une portion de sphère
- la surface d'ancrage convexe est formée à l'extrémité d'un organe d'ancrage
- le dispositif comporte des moyens pour faire varier la hauteur de la portion de surface d'ancrage convexe qui fait saillie par rapport à la face du support ou du serre-flan.According to other features of the invention
- the convex anchoring surface is a portion of a sphere
- the convex anchoring surface is formed at the end of an anchoring member
- The device includes means for varying the height of the portion of the convex anchoring surface which projects relative to the face of the support or the blank holder.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détail lée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel
- La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif d'emboutissage réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; et
- la figure 2 est une vue en perspective illustrant une pièce obtenue par emboutissage à l'aide du dispositif selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawing in which
- Figure 1 is a schematic view in axial section of a stamping device produced in accordance with the teachings of the invention; and
- Figure 2 is a perspective view illustrating a part obtained by stamping using the device according to the invention.

On reconnaît sur la figure 1 un dispositif d'emboutissage 10 comportant, d'une matière classique, une pièce inférieure formant matrice d'emboutissage 12 comportant une partie en creux 14 dans laquelle est formée l'empreinte de la pièce que l'on désire emboutir et qui est délimitée latéralement par une face plane horizontale 16 périphérique qui entoure l'empreinte 14. We recognize in Figure 1 a stamping device 10 comprising, of a conventional material, a lower part forming a stamping matrix 12 comprising a hollow portion 14 in which is formed the imprint of the part that is desired stamp and which is delimited laterally by a horizontal plane face 16 peripheral which surrounds the imprint 14.

Le dispositif comporte également un poinçon coulissant d'emboutissage 18 ainsi qu'un serre-flan 20 qui entoure le poinçon et dont la face inférieure 22 est agencée en vis-à-vis de la face plane 16 pour serrer le flan de tôle 24 lors de l'opération d'emboutissage. The device also comprises a sliding stamping punch 18 as well as a blank holder 20 which surrounds the punch and the lower face 22 of which is arranged opposite the flat face 16 in order to clamp the sheet blank 24 when of the stamping operation.

Conformément à l'invention, le serre-flan 20 comporte au moins un organe d'ancrage 26, qui dans le mode de réalisation illustré à la figure 1 est constitué par un cylindre plein monté dans un perçage correspondant 28 et dont la face d'extrémité qui fait saillie vers l'extérieur par rapport à la face plane 22 du serre-flan est une portion de calotte sphérique 30 centrée sur l'axe du cylindre d'ancrage 26. According to the invention, the blank holder 20 comprises at least one anchoring member 26, which in the embodiment illustrated in FIG. 1 consists of a solid cylinder mounted in a corresponding bore 28 and the face of which end which projects outwards with respect to the planar face 22 of the blank holder is a portion of spherical cap 30 centered on the axis of the anchoring cylinder 26.

La face supérieure 16 de la portion périphérique de la matrice 12 comporte une empreinte en forme de calotte sphérique creuse 32 qui est complémentaire de la surface d'ancrage 30 formée à l'extrémité de l'organe d'ancrage 26. The upper face 16 of the peripheral portion of the matrix 12 has an imprint in the form of a hollow spherical cap 32 which is complementary to the anchoring surface 30 formed at the end of the anchoring member 26.

L'organe d'ancrage est par exemple agencé à proximité d'une zone de la pièce à emboutir dans laquelle se forment habituellement des plis tels que par exemple dans un angle. The anchoring member is for example arranged near an area of the piece to be stamped in which folds are usually formed such as for example at an angle.

L'organe d'ancrage ponctuel 26 permet d'une part de maintenir le flan de tôle 24 fixe dans une zone de compression en évitant de créer des plis. The point anchor member 26 allows on the one hand to keep the sheet blank 24 fixed in a compression zone while avoiding creating folds.

Il permet d'autre part au métal d'effectuer un mouvement de rotation autour de l'axe de révolution de la surface d'ancrage 30 du fait d'un déplacement tangentiel du métal dans cette zone. It also allows the metal to perform a rotational movement around the axis of revolution of the anchoring surface 30 due to a tangential movement of the metal in this area.

Il en résulte une transformation de la zone habituelle de compression en une zone de déplacement latéral circulaire grâce à un phénomène de cisaillement plan en dehors de cette zone de compression. Il en résulte également un "nourrissement" en tôle de la pièce emboutie sans y introduire de plis supplémentaires. This results in a transformation of the usual compression zone into a circular lateral displacement zone by virtue of a plane shear phenomenon outside this compression zone. It also results in a "feeding" in sheet metal of the stamped part without introducing additional folds.

Sur la portion de pièce illustrée à la figure 2, on constate que la partie d'angle 34 ne comporte aucun pli et l'on voit sur la portion horizontale 36 du flan de tôle 24 l'empreinte 38 de la surface d'ancrage 30 qui, à l'issue de l'opération ultérieure de découpage, disparaîtra avec la chute de tôle. On the part portion illustrated in Figure 2, we see that the corner portion 34 has no folds and we see on the horizontal portion 36 of the sheet metal blank 24 the imprint 38 of the anchoring surface 30 which, at the end of the subsequent cutting operation, will disappear with the falling sheet.

Il est possible d'aménager une série de moyens d'ancrage ponctuels éventuellement en complément des dispositifs classiques de retenue tels que les joncs de retenue. It is possible to arrange a series of punctual anchoring means possibly in addition to conventional retaining devices such as retaining rods.

La surface d'ancrage 30 peut être réalisée, comme dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, sous la forme d'un organe d'ancrage monté sur le serre-flan, où être réalisée directement venue de matière avec la face plane du serre-flan ou avec la face plane annulaire de la matrice. The anchoring surface 30 can be produced, as in the embodiment illustrated in FIG. 1, in the form of an anchoring member mounted on the blank holder, where it can be produced directly from the material with the flat face blank holder or with the annular flat face of the matrix.

Selon différentes variantes non illustrées, il est par exemple possible de prévoir des moyens de réglage de la position de l'organe d'ancrage par rapport au serreflan de manière à régler la hauteur de la portion de surface d'ancrage qui fait saillie par rapport à la surface plane du serre-flan. According to different variants not illustrated, it is for example possible to provide means for adjusting the position of the anchoring member relative to the clamp so as to adjust the height of the portion of anchoring surface which projects relative to on the flat surface of the blank holder.

Il est également possible de prévoir des moyens de commande, par exemple hydrauliques, de l'organe d'ancrage qui permettent de réduire l'effort de pincement appliqué par la surface d'ancrage sur le flan de tôle à la fin de l'opération d'emboutissage afin de relâcher le flan de tôle et d'éviter une rupture de la pièce lors de l'emboutissage. It is also possible to provide control means, for example hydraulic, of the anchoring member which make it possible to reduce the pinching force applied by the anchoring surface to the sheet blank at the end of the operation. stamping in order to loosen the sheet metal blank and avoid breaking the part during stamping.

Dans le cas d'une multiplicité de surfaces ponctuelles d'ancrage, les surfaces complémentaires concaves peuvent être constituées par une série de surfaces ponctuelles ou par une gorge de profil cylindrique. In the case of a multiplicity of point anchoring surfaces, the concave complementary surfaces can be constituted by a series of point surfaces or by a groove of cylindrical profile.

Claims

1. A stamping device (10) of the type comprising a support (12) on which the sheet blank (24) to be stamped is placed, a peripheral blank holder (20) and a central punch (18) for stamping and of the type in which complementary blank retaining means (24) are arranged in the facing surfaces (16) of the support (12) and (22) of the blank holder (20), characterized in that said means comprise at least one point convex anchoring surface (30) having substantially a profile of revolution around an axis parallel to the drawing direction and at least one corresponding concave surface (32), said surfaces (30, 32) being formed in the facing faces (16, 22) of the support (12) and the blank holder (20).

2. Device according to claim 1, characterized in that the convex anchoring surface (30) is a portion of a sphere.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the convex anchoring surface (30) is formed at the end of an anchoring member (26).

4. Device according to claim 3, characterized in that it comprises means for varying the height of the portion of convex anchoring surface (30) which projects relative to the face (16) of the support (12) or (22) of the blank holder (20).