FR2733177A1 - Stamping process for non-symmetrical workpieces which cannot be moulded - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif d'emboutissage de pièces de formes non démoulables et non axisymétriques, comme par exemple des carters ou des réservoirs de véhicules automobiles. The present invention relates to a method and a device for stamping parts of non-demouldable and non-axisymmetrical shapes, such as for example casings or tanks of motor vehicles.
Ce type de pièces est souvent réalisé par emboutissage d'un flan métallique. This type of part is often produced by stamping a metal blank.
De manière classique, le flan métallique est tenu à sa périphérie et la partie centrale de ce flan métallique est formée progressivement en tombant le bord périphérique sous l'action de descente ou de montée d'un poinçon. Conventionally, the metal blank is held at its periphery and the central part of this metal blank is gradually formed by falling the peripheral edge under the action of lowering or raising a punch.
Mais, ces procédés d'emboutissage ne permettent pas de réaliser des pièces non démoulables et non axisymétriques, notamment de grandes dimensions. However, these stamping methods do not make it possible to produce parts which cannot be removed from the mold and which are not axisymmetric, in particular of large dimensions.
Or, l'emboutissage de pièces non démoulables offre des possibilités de gain de volume et ouvre de nouvelles voies dans la conception de type de pièces telles que des réservoirs ou des carters de véhicules automobiles. However, the stamping of non-demouldable parts offers possibilities of gaining volume and opens up new paths in the design of type of parts such as tanks or casings of motor vehicles.
L' invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif d'emboutissage pour réaliser des pièces non démoulables et non axisymétriques permettant ainsi d'obtenir un gain de volume sans nuire à l'encombrement. The object of the invention is to propose a method and a stamping device for producing parts which cannot be removed from the mold and which are not axisymmetric, thus making it possible to obtain a gain in volume without affecting the bulk.
L'invention a donc pour objet un procédé d'emboutissage de pièces de formes non démoulables et non axisymétriques, comme par exemple des carters ou des réservoirs de véhicules automobiles, caractérisé en ce que
- au cours d'une première étape, on emboutit à l'aide d'un poinçon rigide et d'une matrice un flan métallique pour former une ébauche ayant une profondeur supérieure à la profondeur de la pièce finale,
- et au cours d'une seconde étape, on place l'ébauche sur un poinçon en matériau déformable et incompressible, on écrase l'ébauche et le poinçon à l'aide d'un fond de matrice et on contrôle le flambage et le gonflement des parois latérales de l'ébauche pour obtenir la pièce finale.The subject of the invention is therefore a method of stamping parts of non-demouldable and non-axisymmetric shapes, such as for example casings or tanks of motor vehicles, characterized in that
- during a first step, a metal blank is stamped using a rigid punch and a die to form a blank having a depth greater than the depth of the final part,
- and during a second step, the blank is placed on a punch made of deformable and incompressible material, the blank and the punch are crushed using a matrix bottom and the buckling and swelling are controlled side walls of the blank to obtain the final part.
L'invention a également pour objet un dispositif d'emboutissage de pièces de formes non démoulables et non axisymétriques, caractérisé en ce qu'il comporte
- un premier outil d'emboutissage comprenant un serre-flan périphérique, une matrice et un poinçon rigide destinés à former à partir d'un flan métallique une ébauche ayant une profondeur supérieure à la profondeur de la pièce finale,
- et un second outil d'emboutissage comprenant un poinçon en matériau déformable et incompressible, un fond de matrice déplaçable verticalement et des moyens de contrôle du flambage des parois latérales de l'ébauche au moment de l'écrasement de ladite ébauche et du poinçon par le fond de matrice pour obtenir la pièce finale.The invention also relates to a device for stamping parts of non-demouldable and non-axisymmetric shapes, characterized in that it comprises
a first stamping tool comprising a peripheral blank holder, a matrix and a rigid punch intended to form from a metal blank a blank having a depth greater than the depth of the final part,
- And a second stamping tool comprising a punch made of deformable and incompressible material, a vertically displaceable die bottom and means for controlling the buckling of the side walls of the blank at the time of crushing of said blank and of the punch by the bottom of the matrix to obtain the final part.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le poinçon en matériau déformable et incompressible est en appui sur une semelle inférieure par l'intermédiaire d'au moins un organe élastique,
- le poinçon en matériau déformable et incompressible est en élastomère comme par exemple un silicone,
- le fond de matrice est supporté par une semelle supérieure mobile,
- les moyens de contrôle du flambage des parois latérales de l'ébauche sont solidaires d'une semelle intermédiaire supérieure supportée par la semelle supérieure au moyen de tiges de guidage et déplaçable verticalement par rapport à ladite semelle supérieure,
- au moins un organe élastique est interposé entre la semelle intermédiaire supérieure et la semelle supérieure,
- les moyens de contrôle du flambage des parois latérales de l'ébauche comprennent des réglettes formant un cadre de périmètre intérieur légèrement supérieur au périmètre extérieur de l'ébauche et dont les faces disposées en regard de cette ébauche ont un profil déterminé pour former avec le fond de matrice les parois latérales de ladite ébauche,
- les réglettes sont indépendantes les unes des autres et sont chacune déplaçables horizontalement par rapport à la semelle intermédiaire supérieure,
- les réglettes coopèrent avec des moyens de blocage en translation de ces réglettes au moment de l'écrasement de l'ébauche,
- les moyens de blocage en translation des réglettes sont formés par des cales supportées par la semelle inférieure et comportant sur leur face interne un pan incliné destiné à coopérer avec un pan incliné de pente correspondante, ménagé sur la face de chaque réglette, opposée à celle disposée en regard de l'ébau- che.According to other features of the invention
the punch made of deformable and incompressible material is supported on a lower sole by means of at least one elastic member,
the punch made of deformable and incompressible material is made of elastomer such as for example a silicone,
- the bottom of the matrix is supported by a movable upper sole,
the means for controlling the buckling of the side walls of the blank are integral with an upper midsole supported by the upper sole by means of guide rods and movable vertically relative to said upper sole,
- at least one elastic member is interposed between the upper intermediate sole and the upper sole,
the means for controlling the buckling of the side walls of the blank include strips forming an inner perimeter frame slightly greater than the outer perimeter of the blank and the faces of which arranged opposite this blank have a determined profile to form with the bottom of matrix the side walls of said blank,
the strips are independent of each other and are each movable horizontally relative to the upper midsole,
the strips cooperate with means for blocking in translation of these strips when the blank is crushed,
the means of locking in translation of the strips are formed by shims supported by the lower sole and comprising on their internal face an inclined face intended to cooperate with an inclined face of corresponding slope, formed on the face of each strip, opposite to that arranged opposite the blank.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue en coupe du premier outil du dispositif d'emboutissage selon l'invention, montrant la phase de formage de l'ébauche,
- la Fig. 2 est une vue en coupe du second outil du dispositif d'emboutissage selon l'invention,
- les Figs. 3 à 7 sont des vues en coupe du second outil du dispositif d'emboutissage, montrant les différentes phases de formage de la pièce finale à partir de l'ébauche.Other characteristics and advantages of the invention will appear during the description which follows, given by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
- Fig. 1 is a sectional view of the first tool of the stamping device according to the invention, showing the phase of forming the blank,
- Fig. 2 is a sectional view of the second tool of the stamping device according to the invention,
- Figs. 3 to 7 are sectional views of the second tool of the stamping device, showing the different stages of forming the final part from the blank.
Sur les figures, on a représenté un dispositif d'emboutissage de pièces de formes non démoulables et non axisymétriques, comme par exemple des carters ou des réservoirs de véhicules automobiles. In the figures, there is shown a device for stamping parts of non-demouldable and non-axisymmetric shapes, such as for example casings or tanks of motor vehicles.
Ce dispositif comprend, d'une part, un premier outil d'emboutissage désigné dans son ensemble par la référence 10 (Fig. 1) et destiné à former à partir d'un flan métallique 1 une ébauche 2 à une profondeur supérieure à la profondeur de la pièce finale et, d'autre part, un second outil d'emboutissage désigné dans son ensemble par la référence 30 (Fig. 2) et destiné à former la pièce finale à partir de l'ébauche 2. This device comprises, on the one hand, a first stamping tool designated as a whole by the reference 10 (Fig. 1) and intended to form from a metal blank 1 a blank 2 at a depth greater than the depth of the final part and, on the other hand, a second stamping tool designated as a whole by the reference 30 (Fig. 2) and intended to form the final part from the blank 2.
Le premier outil d'emboutissage 10 représenté à la Fig. 1 comprend une semelle inférieure 11 sur laquelle repose un serre flan périphérique 12 comportant un puits central 13. The first stamping tool 10 shown in FIG. 1 comprises a lower sole 11 on which rests a peripheral blank greenhouse 12 comprising a central well 13.
La semelle inférieure 11 supporte également un poinçon rigide 14 disposé dans le puits central 13 du serre-flan inférieur 12 et de forme correspondant à la forme de l'ébauche 2 à réaliser. The lower sole 11 also supports a rigid punch 14 disposed in the central well 13 of the lower blank holder 12 and of shape corresponding to the shape of the blank 2 to be produced.
Au-dessus du serre-flan inférieur 12 et du poinçon rigide 14, le premier outil d'emboutissage 10 comporte également une matrice 15 munie à sa partie inférieure d'un serre-flan supérieur 16. Above the lower blank holder 12 and the rigid punch 14, the first stamping tool 10 also comprises a die 15 provided at its lower part with an upper blank holder 16.
La matrice 15 est supportée par une semelle supérieure 17 et comporte un puits central 18 pour le passage du poinçon 14. The matrix 15 is supported by an upper sole 17 and has a central well 18 for the passage of the punch 14.
Au cours de la première étape d'emboutissage, le bord périphérique la du flan métallique 1 est, par exemple lors de la descente de la matrice 15, serré entre le serre-flan inférieur 12 et le serre-flan supérieur 16 et la partie centrale dudit flan métallique 1 est formée par le poinçon 14 pour obtenir l'ébauche 2 dont la profondeur dl est supérieure à la profondeur de la pièce finale à obtenir, comme on le verra ultérieurement. During the first stamping step, the peripheral edge 1a of the metal blank 1 is, for example during the descent of the die 15, clamped between the lower blank holder 12 and the upper blank holder 16 and the central part of said metal blank 1 is formed by the punch 14 to obtain the blank 2 whose depth dl is greater than the depth of the final part to be obtained, as will be seen later.
Le second outil d'emboutissage 30 représenté à la Fig. 2 se compose d'une semelle inférieure fixe 31 qui supporte par l'intermédiaire d'au moins un organe élastique 32 et d'une plaque support 33 un poinçon 34 en matériau déformable et incompressible. The second stamping tool 30 shown in FIG. 2 consists of a fixed lower sole 31 which supports by means of at least one elastic member 32 and a support plate 33 a punch 34 made of deformable and incompressible material.
La forme volumique du poinçon 34 est légèrement inférieure à la forme volumique intérieure de l'ébauche 2. The volume form of the punch 34 is slightly less than the internal volume form of the blank 2.
Le poinçon 34 est en élastomère comme par exemple un silicone. The punch 34 is made of an elastomer such as for example a silicone.
La surface extérieure du poinçon 34 peut être recouverte d'une peau réalisée en un élastomère plus dur que le poinçon 34. De plus, la surface extérieure du poinçon 34 ou de la peau peut comporter des stries de façon à éviter l'effet de succion au moment du démoulage de la pièce finale. The outer surface of the punch 34 may be covered with a skin made of a harder elastomer than the punch 34. In addition, the exterior surface of the punch 34 or of the skin may have ridges so as to avoid the suction effect. when the final part is removed from the mold.
La semelle inférieure 31 supporte également un serre-flan inférieur 35 muni d'un puits central 36 dans lequel sont positionnés la plaque de support 33 et le poinçon 34. The lower sole 31 also supports a lower blank holder 35 provided with a central well 36 in which the support plate 33 and the punch 34 are positioned.
Au-dessus de la semelle inférieure 31 et du poinçon 34, le second outil d'emboutissage 30 comprend une semelle supérieure 37 mobile qui supporte un fond de matrice 38 disposé dans le prolongement du poinçon 34. Above the lower sole 31 and the punch 34, the second stamping tool 30 comprises an upper movable sole 37 which supports a bottom of the die 38 disposed in the extension of the punch 34.
Par ailleurs, le second outil 30 comporte également des moyens de contrôle du flambage des parois latérales 2a de l'ébauche 2. Furthermore, the second tool 30 also includes means for controlling the buckling of the side walls 2a of the blank 2.
Ces moyens de contrôle du flambage des parois latérales 2a sont constitués par des réglettes 40 formant un cadre de périmètre intérieur légèrement supérieur au périmètre extérieur de l'ébauche 2. These means for controlling the buckling of the side walls 2a are constituted by strips 40 forming an inner perimeter frame slightly greater than the outer perimeter of the blank 2.
Les réglettes 40 sont solidaires d'une semelle intermédiaire supérieure 41 supportée par la semelle supérieure 37 au moyen de tiges de guidage 42. The strips 40 are integral with an upper intermediate sole 41 supported by the upper sole 37 by means of guide rods 42.
Les réglettes 40 et la semelle intermédiaire supérieure 41 sont déplaçables verticalement par rapport à la semelle supérieure 37 et au moins un organe élastique 43 est interposé entre ladite semelle intermédiaire supérieure 41 et ladite semelle supérieure 37. The strips 40 and the upper midsole 41 can be moved vertically relative to the upper sole 37 and at least one elastic member 43 is interposed between said upper midsole 41 and said upper sole 37.
Chaque organe élastique est constitué par exemple par un ressort 43. Each elastic member is constituted for example by a spring 43.
L'ensemble formé par la semelle supérieure 37, le fond de matrice 38, les réglettes 40 et la semelle supérieure intermédiaire 41 sont déplaçables verticalement. The assembly formed by the upper sole 37, the matrix bottom 38, the crimps 40 and the upper intermediate sole 41 can be moved vertically.
De plus, les réglettes 40 sont indépendantes les unes des autres et sont chacune déplaçables horizontalement par rapport à la semelle intermédiaire supérieure 41. In addition, the strips 40 are independent of each other and are each movable horizontally relative to the upper midsole 41.
A cet effet, la face supérieure 40a de chaque réglette 40 comporte au moins un pion 44 de guidage et qui est destiné à coulisser dans une rainure 45 ménagée dans la semelle supérieure intermédiaire 41. To this end, the upper face 40a of each strip 40 includes at least one guide pin 44 which is intended to slide in a groove 45 formed in the upper intermediate sole 41.
Selon un mode de réalisation représenté sur les Figs. 2 à 7, chaque réglette 41 est reliée à au moins une tige 46 montée coulissante sur des supports 47 fixés au-dessous de la semelle intermédiaire supérieure 41. According to an embodiment shown in Figs. 2 to 7, each strip 41 is connected to at least one rod 46 slidably mounted on supports 47 fixed below the upper intermediate sole 41.
Ainsi, le coulissement des tiges 46 provoque le déplacement horizontal de la réglette 40 correspondante permettant ainsi le démoulage de la pièce formée comme ou le verra ultérieurement. Thus, the sliding of the rods 46 causes the horizontal displacement of the corresponding strip 40 thus allowing the molded part to be removed from the mold as or will see later.
Le déplacement horizontal des réglettes 40 peut être réalisé par d'autres systèmes comme par exemple des vérins ou des ressorts permettant d'effectuer la fermeture ou l'ouverture de ces réglettes 40 sans opération manuelle. The horizontal displacement of the strips 40 can be achieved by other systems such as for example jacks or springs making it possible to close or open these strips 40 without manual operation.
D'autre part, les faces 40b de chaque réglette 40 disposées en regard de l'ébauche 2 ont un profil déterminé pour former avec le fond de matrice 38 les parois latérales 2a de ladite ébauche 2. On the other hand, the faces 40b of each strip 40 disposed opposite the blank 2 have a determined profile to form with the die bottom 38 the side walls 2a of said blank 2.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figs. 2 à 7, les faces 40b des réglettes 40 ont un profil en forme de S dont le bord supérieur est placé en regard du bord de l'empreinte ménagée dans le fond de matrice 38. In the embodiment shown in Figs. 2 to 7, the faces 40b of the strips 40 have an S-shaped profile, the upper edge of which is placed opposite the edge of the imprint formed in the bottom of the matrix 38.
Enfin, chaque réglette 40 comporte sur sa face 40c opposée à celle disposée en regard de l'ébauche 2, un pan incliné destiné à coopérer avec un pan incliné de pente correspondante ménagé sur la face interne 49a de cales 40 supportées par la semelle inférieure 31. Finally, each strip 40 has on its face 40c opposite to that disposed opposite the blank 2, an inclined face intended to cooperate with an inclined face of corresponding slope formed on the internal face 49a of shims 40 supported by the bottom flange 31 .
La face inférieure 40d de chaque réglette 40 forme un serre-flan périphérique supérieur qui coopère avec le serre-flan inférieur 35 pour serrer le bord périphérique 2b de l'ébauche 2 lors du formage de la pièce finale. The lower face 40d of each strip 40 forms an upper peripheral blank holder which cooperates with the lower blank holder 35 to clamp the peripheral edge 2b of the blank 2 during the forming of the final part.
Le blocage en translation des réglettes 40 peut être réalisé par d'autres moyens de blocage que les cales 49. The translational locking of the strips 40 can be achieved by other locking means than the wedges 49.
En se reportant maintenant aux Figs. 3 à 7, on va décrire le formage de la pièce finale. Referring now to Figs. 3 to 7, we will describe the forming of the final part.
Après avoir formé l'ébauche 2 à partir du flan métallique 1 avec le premier outil d'emboutissage 10, on place l'ébauche 2 sur le poinçon 34 en matériau déformable et incompressible, l'ensemble supérieur du deuxième outil 30 étant en position haute, comme représentée à la Fig. 2. After having formed the blank 2 from the metal blank 1 with the first stamping tool 10, the blank 2 is placed on the punch 34 made of deformable and incompressible material, the upper assembly of the second tool 30 being in the high position , as shown in Fig. 2.
Ensuite, l'ensemble supérieur du second outil d'emboutissage 30 descend progressivement de telle manière que, d'une part, la face inférieure 40d des réglettes 40 formant serre-flan supérieur vienne serrer le bord périphérique 2b de l'ébauche 2 avec serre-flan inférieur 35 et, d'autre part, le fond de matrice 38 vienne s'appliquer sur la partie supérieure de l'ébauche 2, comme représenté à la Fig. 3. Then, the upper assembly of the second stamping tool 30 progressively descends so that, on the one hand, the lower face 40d of the strips 40 forming the upper blank holder clamps the peripheral edge 2b of the blank 2 with clamps. lower blank 35 and, on the other hand, the die bottom 38 comes to be applied on the upper part of the blank 2, as shown in FIG. 3.
La semelle supérieure 37 et le fond de matrice 38 continuent à descendre provoquant ainsi la compression des organes élastiques 43 qui exercent une pression sur la semelle intermédiaire supérieure 41 et les réglettes 40 de façon à serrer le bord périphérique 2b de l'ébauche 2 avec le serre-flan inférieur 35. The upper sole 37 and the matrix bottom 38 continue to descend, thereby causing the compression of the elastic members 43 which exert pressure on the upper intermediate sole 41 and the strips 40 so as to tighten the peripheral edge 2b of the blank 2 with the lower blank holder 35.
De plus, la descente progressive du fond de matrice 38 a pour effet d'écraser le poinçon 34 de telle manière que le matériau constituant ce poinçon 34 flue latéralement et déforme progressivement l'ensemble des parois latérales 2a de l'ébauche 2, ainsi que représenté sur la Fig. 4. In addition, the gradual descent of the die bottom 38 has the effect of crushing the punch 34 so that the material constituting this punch 34 flows laterally and gradually deforms all of the side walls 2a of the blank 2, as well as shown in Fig. 4.
Sous l'effet de la pression exercée par la descente de la semelle supérieure 37 et du fond de matrice 38, les organes élastiques 32 se compriment et les parois latérales 2a de l'ébauche 2 se déforment par fluage du matériau constituant le poinçon 34 et viennent s'appliquer contre les faces 40b des réglettes 40 et l'empreinte du fond de matrice 38 (Fig. 5). Under the effect of the pressure exerted by the descent of the upper sole 37 and of the die bottom 38, the elastic members 32 compress and the side walls 2a of the blank 2 are deformed by creep of the material constituting the punch 34 and are applied against the faces 40b of the strips 40 and the imprint of the matrix bottom 38 (Fig. 5).
Pendant l'écrasement du poinçon 34, le déplacement des réglettes 40 vers l'extérieur est limité par les cales 49 et le bord périphérique de l'ébauche 2 et serré entre les réglettes 40 formant serre-flan supérieur et le serre-flan inférieur 35. During the crushing of the punch 34, the displacement of the strips 40 towards the outside is limited by the shims 49 and the peripheral edge of the blank 2 and clamped between the strips 40 forming the upper blank holder and the lower blank holder 35 .
Ensuite, pour démouler la pièce 3 obtenue du second outil 30, il suffit de remonter l'ensemble supérieur de ce second outil 30 comme représenté à la
Fig.6, puis de reculer les réglettes 40 par l'intermé- diaire des tiges 46 comme représenté à la Fig. 7.Then, to release the part 3 obtained from the second tool 30, it suffices to reassemble the upper assembly of this second tool 30 as shown in the
Fig.6, then back the strips 40 through the rods 46 as shown in Fig. 7.
La pièce 3 ainsi réalisée présente des parois latérales gonflées et a une profondeur d2 inférieure à la profondeur dl de l'ébauche 2. The part 3 thus produced has inflated side walls and has a depth d2 less than the depth dl of the blank 2.
Par conséquent, les formes obtenues permettent un gain de volume de l'ordre de 20% par rapport à une pièce obtenue par des procédés classiques pour une profondeur identique. Consequently, the shapes obtained allow a gain in volume of the order of 20% compared to a part obtained by conventional methods for an identical depth.
Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'obtenir des pièces de formes non démoulables de grandes dimensions et de formes non axisymétriques comme par exemple des carters ou des réservoirs de véhicules automobiles, tout en utilisant des presses mécaniques ou hydrauliques classiques et non pas des machines spéciales. The method and the device according to the invention make it possible to obtain parts of non-moldable shapes of large dimensions and of non-axisymmetrical shapes such as for example casings or tanks of motor vehicles, while using conventional mechanical and hydraulic presses and not not special machines.
Claims (11)
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| FR9504840A FR2733177B1 (en) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | PROCESS AND DEVICE FOR STAMPING PARTS OF NON-DEMOLDABLE SHAPES |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| FR2733177B1 FR2733177B1 (en) | 1997-07-04 |
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ID=9478362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR9504840A Expired - Fee Related FR2733177B1 (en) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | PROCESS AND DEVICE FOR STAMPING PARTS OF NON-DEMOLDABLE SHAPES |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2733177B1 (en) |
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| CN108906960A (en) * | 2018-06-22 | 2018-11-30 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | A kind of elongated board angle section part rubber pocket manufacturing process |
| CN111229914A (en) * | 2019-12-13 | 2020-06-05 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | Rubber forming method and forming die for sheet metal frame part with different-direction bent edges |
| CN111229914B (en) * | 2019-12-13 | 2021-09-14 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | Rubber forming method and forming die for sheet metal frame part with different-direction bent edges |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2733177B1 (en) | 1997-07-04 |
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