FR3035341A1 - SHAPING BY SHAPING WITH NEGATIVE ANGLE SLICER - Google Patents
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Abstract
L'invention a trait à un outillage (101) de mise à forme d'un embouti (108) avec une presse d'emboutissage, comprenant un bâti supérieur (102) avec un coulisseau (104), et un bâti inférieur (116) avec une came (106) apte à coopérer par glissement avec le coulisseau (104) lors d'un rapprochement des bâtis supérieur (102) et inférieur (116), en vue de déplacer ledit coulisseau (104) vers l'embouti (108) pour réaliser une opération de mise à forme. La direction de coulissement du coulisseau (104) sur le bâti supérieur (102) forme un angle ß avec l'horizontale qui est supérieur à 0° et dirigé vers le bas de manière à ce que le coulisseau (104) descende par rapport audit bâti (102) lors du rapprochement des bâtis supérieur (102) et inférieur (116).A tool (101) for forming a stamp (108) with a stamping press, comprising an upper frame (102) with a slider (104), and a lower frame (116) with a cam (106) slidably engageable with the slider (104) when the upper (102) and lower (116) frames are brought together to move said slider (104) towards the embossed (108) to perform a shaping operation. The sliding direction of the slider (104) on the upper frame (102) forms an angle β with the horizontal that is greater than 0 ° and directed downwardly so that the slider (104) descends relative to said frame (102) when bringing the upper (102) and lower (116) frames closer together.
Description
1 MISE A FORME PAR EMBOUTISSAGE AVEC COULISSEAU A ANGLE NEGATIF L'invention a trait au domaine de la mise à forme d'éléments de tôle, notamment de carrosserie de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention a trait au domaine de la mise à forme d'embouti au moyen d'une presse d'emboutissage.The invention relates to the field of the shaping of sheet metal elements, in particular of a motor vehicle body. BACKGROUND OF THE INVENTION More particularly, the invention relates to the field of forming stamping by means of a stamping press.
Dans le domaine de la mise à forme par emboutissage, il est connu, notamment pour des opérations de découpe ou de pliage d'un bord de tôle préalablement mise à forme, une telle tôle étant couramment désignée par le terme « embouti », d'utiliser un coulisseau coopérant avec une came, en vue de produire un mouvement suivant une direction autre que la direction verticale de descente du bâti supérieur vers le bâti inférieur. La figure 1 montre deux configurations connues d'un tel outillage. L'image de gauche montre une première configuration 1 où la direction de coulissement du coulisseau 4 sur le bâti supérieur 2 est horizontale. Lors de la descente du bâti supérieur 2, le coulisseau 4 contacte la came 6 sur le bâti inférieur (non représenté) et glisse le long de celle-ci. La direction de glissement du coulisseau sur la came est inclinée et correspond à la direction de travail de l'outil 10 de mise à forme de l'embouti 8, ledit outil 10 étant disposé sur le coulisseau 4. L'image de droite montre une deuxième configuration 1' où la direction de coulissement du coulisseau 4' sur le bâti supérieur 2' est inclinée vers le haut par rapport à l'horizontale. Similairement à la première configuration, la direction de glissement du coulisseau 4' sur la came 6' définit la direction de travail de l'outil 10' par rapport à l'embouti 8'. Cette dernière est moins inclinée par rapport à l'horizontale que dans la première configuration. Cela est dû à l'inclinaison de la direction de coulissement du coulisseau 4' sur le bâti supérieur 2'. En effet, en référence à la figure 2, où l'angle de coulissement du coulisseau sur le bâti est représentée par la flèche du haut 12 et forme un angle 13 avec l'horizontale et où la direction de la came est représentée par la flèche du bas 14 et forme un angle a avec l'horizontale, il est une règle de pratique courante dans le domaine de la mise à forme par emboutissage avec coulisseau de conserver une valeur d'angle entre ces deux directions, à savoir a+13 de l'ordre de 550. En effet, pour des valeurs d'angle entre la direction des glissières du coulisseau et la direction de travail inférieure à 55°, la composante de l'effort produit par le déplacement vers le bas du bâti supérieur, perpendiculaire à la direction de travail devient importante au 3035341 2 détriment de la composante utile orientée selon la direction de travail. Cela entraine, d'une part, des efforts de pression importants sur la came et, d'autre part, un déplacement plus rapide du coulisseau. Or un déplacement du coulisseau à une vitesse supérieure à celle du bâti est à éviter, notamment pour des raisons de 5 maîtrise de la qualité du procédé de mise à forme. Une valeur de l'angle entre la direction des glissières du coulisseau et la direction de travail sensiblement supérieure à 55° a pour effet, à l'inverse, de procuire une course et une vitesse de déplacement trop faible du coulisseau. Toujours selon la pratique courante dans le domaine de la mise à forme par 10 emboutissage avec coulisseau, l'angle 13 (de la direction des glissières du coulisseau) doit toujours être compris entre 00 et 40°, c'est-à-dire être nul ou positif, afin de permettre des directions de travail sensiblement inclinées par rapport à la verticale. Une direction de travail verticale ne nécessite en effet pas de coulisseau. Le document de brevet publié FR 2 991 204 Al montre à cet effet un outillage 15 d'emboutissage comportant un coulisseau dont la direction de glissières sur le bâti supérieur est horizontale, c'est-à-dire présente un angle d'inclinaison nul. Le document de brevet publié US 2002/0121122 Al montre également un outillage d'emboutissage comportant un coulisseau dont la direction des glissières sur le bâti supérieur forme un angle avec l'horizontale, mesuré dans la direction de travail du 20 coulisseau, qui est positif. Cela signifie que le coulisseau se déplace vers le haut par rapport au bâti supérieur durant la phase de travail, c'est-à-dire de mise à forme de l'embouti avec le coulisseau. La pratique courante décrite ci-avant présente cependant des contraintes en ce qui concerne la direction de travail. En effet, le fait que le coulisseau ne puisse coulisser 25 que suivant des directions formant un angle nul ou positif avec l'horizontale limite l'angle de travail compte tenu de la contrainte que l'angle entre les directions des glissières et de travail doit être de l'ordre de 550 . L'invention a pour objectif de procurer davantage de liberté dans le choix des directions de travail d'un coulisseau sur un outillage de presse d'emboutissage.In the field of forming by stamping, it is known, in particular for cutting or folding operations of a preformed sheet metal edge, such sheet being commonly referred to by the term "stamped", of using a slider cooperating with a cam, to produce a movement in a direction other than the vertical direction of descent from the upper frame to the lower frame. Figure 1 shows two known configurations of such tooling. The image on the left shows a first configuration 1 where the direction of sliding of the slider 4 on the upper frame 2 is horizontal. During the descent of the upper frame 2, the slider 4 contacts the cam 6 on the lower frame (not shown) and slides along it. The direction of sliding of the slider on the cam is inclined and corresponds to the working direction of the tool 10 for forming the stamping 8, said tool 10 being placed on the slider 4. The image on the right shows a second configuration 1 'where the sliding direction of the slider 4' on the upper frame 2 'is inclined upwards relative to the horizontal. Similarly to the first configuration, the sliding direction of the slider 4 'on the cam 6' defines the working direction of the tool 10 'relative to the stamping 8'. The latter is less inclined relative to the horizontal than in the first configuration. This is due to the inclination of the sliding direction of the slider 4 'on the upper frame 2'. Indeed, with reference to Figure 2, wherein the sliding angle of the slider on the frame is represented by the top arrow 12 and forms an angle 13 with the horizontal and where the direction of the cam is represented by the arrow bottom 14 and forms an angle with the horizontal, it is a rule of common practice in the field of forming by stamping with slider to maintain a value of angle between these two directions, namely a + 13 of the order of 550. Indeed, for angle values between the direction of the slider slides and the working direction of less than 55 °, the component of the force produced by the downward movement of the upper frame, perpendicular at work direction becomes important at 3035341 2 detriment of the useful component oriented in the direction of work. This causes, on the one hand, significant pressure forces on the cam and, on the other hand, a faster movement of the slide. However, a displacement of the slider at a speed greater than that of the frame is to be avoided, in particular for reasons of control of the quality of the forming process. A value of the angle between the direction of the slides of the slider and the direction of work substantially greater than 55 ° has the effect, on the contrary, to provide a stroke and a speed of displacement too low of the slider. Still according to the current practice in the field of stamping with slide, the angle 13 (of the direction of the slides of the slider) must always be between 00 and 40 °, that is to say be zero or positive, to allow work directions significantly inclined relative to the vertical. Vertical working direction does not require sliders. The published patent document FR 2 991 204 A1 shows for this purpose a stamping tool 15 comprising a slider whose slide direction on the upper frame is horizontal, that is to say has a zero angle of inclination. Published patent document US 2002/0121122 A1 also shows a stamping tool having a slide whose direction of the slides on the upper frame forms an angle with the horizontal, measured in the working direction of the slide, which is positive . This means that the slide moves upwards relative to the upper frame during the working phase, that is to say, shaping the stamped with the slide. The current practice described above, however, presents constraints as regards the direction of work. Indeed, the fact that the slider can slide only in directions forming a zero or positive angle with the horizontal limits the working angle given the constraint that the angle between the directions of the slides and work must to be of the order of 550. The object of the invention is to provide more freedom in the choice of working directions of a slide on a press press tooling.
30 L'invention a pour objet un outillage de mise à forme d'un embouti avec une presse d'emboutissage, comprenant : un bâti supérieur avec un coulisseau ; un bâti 303 5 3 4 1 3 inférieur avec une came apte à coopérer par glissement avec le coulisseau lors d'un rapprochement des bâtis supérieur et inférieur, en vue de déplacer ledit coulisseau vers l'embouti pour réaliser une opération de mise à forme ; remarquable en ce que la direction de coulissement du coulisseau sur le bâti supérieur forme un angle p 5 avec l'horizontale, mesuré dans le sens de travail dudit coulisseau lorsque ledit bâti est en position de travail sur la presse, qui est supérieur à 00 et dirigé vers le bas de manière à ce que le coulisseau descende par rapport audit bâti lors du rapprochement des bâtis supérieur et inférieur. La came est avantageusement fixe avec le bâti inférieur. Le coulisseau peut 10 présenter une forme générale de triangle dont deux côtés forment les directions de coulissement sur le bâti supérieur et de glissement sur la came. Un outil peut être monté sur le coulisseau, l'outil pouvant être notamment un poinçon de découpe et/ou de déformation, ou encore une lame de découpe. Selon un mode avantageux de l'invention, la came présente une direction de 15 glissement avec le coulisseau, qui forme un angle a avec l'horizontale, mesuré dans le sens de travail du coulisseau lorsque le bâti inférieur est en position de travail sur la presse, compris entre 550 et 90° et dirigé versle bas. Selon un mode avantageux de l'invention, l'angle 13 est inférieur à 35°, préférentiellement inférieur à 25°, plus préférentéllement inférieur à 150 .The invention relates to a tool for forming a stamping machine with a stamping press, comprising: an upper frame with a slide; a lower frame 303 5 3 4 1 3 with a cam adapted to cooperate by sliding with the slider on approaching the upper and lower frames, in order to move said slider towards the stamping to perform a shaping operation; remarkable in that the direction of sliding of the slider on the upper frame forms an angle p with the horizontal, measured in the working direction of said slider when said frame is in working position on the press, which is greater than 00 and directed downwardly so that the slider descends relative to said frame when bringing together the upper and lower frames. The cam is advantageously fixed with the lower frame. The slider may have a general shape of a triangle whose two sides form sliding directions on the upper frame and sliding on the cam. A tool may be mounted on the slide, the tool may be in particular a cutting punch and / or deformation, or a cutting blade. According to an advantageous embodiment of the invention, the cam has a direction of sliding with the slider, which forms an angle α with the horizontal, measured in the working direction of the slider when the lower frame is in the working position on the press, between 550 and 90 ° and directed downwards. According to an advantageous embodiment of the invention, the angle 13 is less than 35 °, preferably less than 25 °, more preferably less than 150.
20 Selon un mode avantageux de l'invention, l'angle y entre la direction de coulissement du coulisseau sur le bâti supérieur et la direction de glissement dudit coulisseau sur la came est compris entre 500 et 80;* préférentiellement entre 500 et 70°, plus préférentiellement entre 55° et 65°. Selon un mode avantageux de l'invention, l'angle y est égal à l'angle a moins l'angle 25 p. Selon un mode avantageux de l'invention, le bâti inférieur comprend une surface de réception de l'embouti, ladite surface comprend un bord apte à coopérer avec un outil fixé au coulisseau. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outil est une lame de découpe d'un bord 30 de l'embouti.According to an advantageous embodiment of the invention, the angle y between the direction of sliding of the slider on the upper frame and the sliding direction of said slider on the cam is between 500 and 80, preferably between 500 and 70 °, more preferably between 55 ° and 65 °. According to an advantageous embodiment of the invention, the angle y is equal to the angle minus the angle φ. According to an advantageous embodiment of the invention, the lower frame comprises a surface for receiving the stamping, said surface comprises an edge adapted to cooperate with a tool attached to the slide. According to an advantageous embodiment of the invention, the tool is a cutting blade of an edge 30 of the stamping.
3035341 4 Selon un mode avantageux de l'invention, le bâti supérieur comprend un presseur monté coulissant contre un effort élastique sur ledit bâti, ledit presseur étant apte à exercer une pression sur l'embouti lors du rapprochement des bâtis inférieur et supérieur.According to an advantageous embodiment of the invention, the upper frame comprises a presser slidably mounted against an elastic force on said frame, said presser being able to exert pressure on the stamping during the approach of the lower and upper frames.
5 L'invention a également pour objet un procédé de mise à forme d'un embouti au moyen d'un outillage de mise à forme monté sur une presse d'emboutissage, remarquable en ce que l'outillage est conforme à l'invention et comprend une étape de rapprochement des bâtis supérieur et inférieur en vue de la mise à forme de l'embouti, le coulisseau descendant par rapport au bâti supérieur lors dudit 10 rapprochement. Selon un mode avantageux de l'invention, le coulisseau découpe un bord de l'embouti lors de l'étape de rapprochement des bâtis supérieur et inférieur. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de prévoir des directions de travail d'un coulisseau moins inclinées par rapport à l'horizontale 15 tout en conservant une cinématique et une distribution des efforts similaires à celles courantes dans les coulisseaux classiques avec des angles de coulissement sur le bâti nuls ou positifs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : 20 - La figure 1 est une représentation de deux configurations connues d'un outillage de presse d'emboutissage, comprenant un coulisseau et une came ; - La figure 2 est une représentation des angles de glissières et de travail d'un coulisseau par rapport à l'horizontale selon l'état de la technique ; - La figure 3 est une représentation des angles de glissières et de travail d'un 25 coulisseau par rapport à l'horizontale selon l'invention ; - La figure 4 est une représentation de détail d'un outillage d'emboutissage selon l'invention, au début de la descente du bâti supérieur en vue de mettre à forme l'embouti ; 303 5 3 4 1 5 - La figue 5 est une représentation de l'outillage de la figure 4, à une étape ultérieure où le coulisseau a entamé son mouvement de travail ; - La figure 6 est une représentation de l'outillage des figures 4 et 5, à une étape ultérieure à celle de la figure 5, correspondant à la fin du mouvement de 5 travail où le bord de l'embouti est découpé. Les figures 1 et 2 ont été décrites précédemment en relation avec la discussion de l'état de technique. La figure 3 illustre de manière schématique les orientations des directions de glissières et de travail d'un coulisseau d'outillage de mise à forme conforme à 10 l'invention. L'outillage comprend un bâti supérieur avec un coulisseau monté coulissant sur ledit bâti au moyen de glissières, suivant une direction représentée par la flèche 112 formant un angle 13 négatif avec l'horizontale. L'outillage comprend également un bâti inférieur avec une came présentant une surface de glissement avec le coulisseau, dont l'orientation est représentée par la flèche 114 formant un 15 angle a avec l'horizontale. L'orientation des flèches 112 et 114 expriment les directions de travail du coulisseau, c'est-à-dire les directions de déplacement relatif et absolu, respectivement, du coulisseau lors de son déplacement vers l'embouti en vue sa mise à forme. La mise à forme peut être une découpe et/ou un pliage. Les angles a et 13 sont donc mesurés dans le sens de travail des directions en question.The subject of the invention is also a process for shaping a stamping machine by means of a forming tool mounted on a stamping press, which is remarkable in that the tooling is in accordance with the invention and comprises a step of approaching the upper and lower frames for the forming of the stamped, the slide downward relative to the upper frame at said 10 approximation. According to an advantageous embodiment of the invention, the slider cuts an edge of the stamping during the step of bringing the upper and lower frames closer together. The measurements of the invention are interesting in that they make it possible to provide working directions of a slider less inclined with respect to the horizontal while retaining a kinematics and a distribution of forces similar to those common to sliders. classics with sliding angles on the frame zero or positive. Other features and advantages of the present invention will be better understood from the description and the drawings, of which: FIG. 1 is a representation of two known configurations of a stamping press tool, comprising a slider and cam; - Figure 2 is a representation of the slide angles and working of a slide relative to the horizontal according to the state of the art; FIG. 3 is a representation of the slide and working angles of a slider relative to the horizontal according to the invention; - Figure 4 is a detailed representation of a stamping tool according to the invention, at the beginning of the descent of the upper frame to shape the stamping; 303 5 3 4 1 5 - Fig 5 is a representation of the tool of Figure 4, at a later stage where the slide began its work movement; FIG. 6 is a representation of the tooling of FIGS. 4 and 5, at a step subsequent to that of FIG. 5, corresponding to the end of the working movement where the edge of the stamp is cut. Figures 1 and 2 have been previously described in connection with the discussion of the state of technology. Figure 3 schematically illustrates the orientations of the slide and work directions of a shaping tool slide according to the invention. The tooling comprises an upper frame with a slide slidably mounted on said frame by means of slides, in a direction represented by the arrow 112 forming a negative angle 13 with the horizontal. The tooling also includes a lower frame with a cam having a sliding surface with the slider, whose orientation is represented by the arrow 114 forming an angle α with the horizontal. The orientation of the arrows 112 and 114 express the working directions of the slider, that is to say the directions of relative and absolute displacement, respectively, of the slider during its displacement to the stamped for its shaping. The shaping can be a cut and / or a folding. The angles a and 13 are therefore measured in the direction of work of the directions in question.
20 L'angle y entre les deux directions 112 et 114 est avantageusement compris entre 500 et 80°, préférentiellement entre 50° et 70°, pÉ préférentiellement entre 55° et 65°, afin de limiter les composantes d'effort défa\orables au déplacement du coulisseau. En effet, le fait de prévoir un angle p négatif, c'est-à-dire situé sous l'horizontale, a pour effet que l'effort, dirigé verticalement vers le bas, transmis par le 25 bâti supérieur au coulisseau va avoir une composante orientée selon la direction de coulissement 112 et dirigée à l'opposé du sens de travail du coulisseau. Cette composante est toutefois compensée par la composante de l'effort transmis au coulisseau orientée selon la direction de glissement sur la came 114, dans le sens de travail dudit coulisseau. Il apparaît donc qu'un angle a ou y plus important 30 favorise la compensation de cette composante d'effort s'opposant au mouvement du coulisseau dans le sens de travail. Il est donc avantageux que l'angle y soit 303 5 3 4 1 6 supérieur ou égal à 55°, ce qui revient à dire que a est avantageusement supérieure ou égal à13+55°. Cette configuration permet ainsi d'obtenir des directions de travail comprise entre 55° et 90°, c'est-à-dire plus proche de la verticat, tout en conservant une 5 cinématique compatible avec les règles de bonne pratique, précisément la cinématique des coulisseaux avec un angle p nul ou positif. Les figures 4 à 6 illustrent la cinématique d'un outillage de mise à forme conforme à l'invention. La figure 4 illustre l'outillage 101, plus particulièrement un détail de l'outillage 101 10 montrant le coulisseau 104 sur le bâti supérieur 102 au début de la mise à forme de l'embouti 108. Ce dernier est disposé sur un poinçon 122 avec un bord en porte-à-faux en vue d'être découpé par la lame 110 fixé au coulisseau 104. Ce dernier est monté coulissant sur le bâti supérieur 102 au moyen des glissières 118. La direction de coulissement de ces glissières est représentée par la flèche 112 qui correspond à 15 la flèche 112 de la figure 3. Le coulisseau 104 comprend une surface de glissement 120 avec la came 106. La surface de contact de celle-ci avec la surface de glissement 120 du coulisseau est représentée par la flèche 114 qui correspond à la flèche 114 de la figure 3. La came 106 et le poinçon 122 sont avantageusement fixés rigidement au bâti inférieur 116. Le bâti supérieur 102 est en position haute, à 20 savoir que le coulisseau 104 n'est pas encore en contact avec la came 106. La figure 5 illustre l'outillage 101 de la figure 4 à un stade ultérieur de mise à forme de l'embouti. Le bâti supérieur 102 a commencé son mouvement descente au point que le coulisseau 104, plus précisément sa surface de glissement 120 avec la came 104, est en contact avec la came et entame un mouvement de glissement sur celle- 25 ci. La figure 6 illustre l'outillage 101 des figures 4 et 5 à stade ultérieur à celui de la figure 5, à savoir où le bâti supérieur 102 continue son mouvement de descente et provoque un déplacement du coulisseau 106 de long des glissières 118 et le long de la came 106 en direction de l'embouti 110. La lame de découpe 108 a cisaillé le bord 30 de l'embouti 110. On peut observer que la direction de la came 106 est essentiellement parallèle à la face latérale de la lame de découpe 110.The angle y between the two directions 112 and 114 is advantageously between 500 and 80 °, preferably between 50 ° and 70 °, preferably between 55 ° and 65 °, in order to limit the deflectable stress components at moving the slide. Indeed, the fact of providing a negative angle p, that is to say located below the horizontal, has the effect that the force, directed vertically downwards, transmitted by the upper frame to the slide will have a component oriented in the sliding direction 112 and directed away from the working direction of the slide. This component is, however, compensated by the component of the force transmitted to the slider oriented in the direction of sliding on the cam 114, in the working direction of said slider. It therefore appears that an angle α or y more important 30 favors the compensation of this component of effort opposing the movement of the slide in the direction of work. It is therefore advantageous for the angle y to be greater than or equal to 55 °, which is to say that a is advantageously greater than or equal to 13 + 55 °. This configuration thus makes it possible to obtain working directions of between 55.degree. And 90.degree., That is to say closer to the verticat, while retaining a kinematics compatible with the rules of good practice, precisely the kinematics of the applications. slides with a zero or positive angle p. Figures 4 to 6 illustrate the kinematics of a forming tool according to the invention. FIG. 4 illustrates the tooling 101, more particularly a detail of the tooling 101 showing the slider 104 on the upper frame 102 at the beginning of the forming of the stamping device 108. The latter is placed on a punch 122 with a cantilevered edge to be cut by the blade 110 fixed to the slide 104. The latter is slidably mounted on the upper frame 102 by means of the slideways 118. The sliding direction of these slides is represented by the arrow 112 which corresponds to the arrow 112 of FIG. 3. The slide 104 comprises a sliding surface 120 with the cam 106. The contact surface thereof with the sliding surface 120 of the slide is represented by the arrow 114 which corresponds to the arrow 114 of FIG. 3. The cam 106 and the punch 122 are advantageously fixed rigidly to the lower frame 116. The upper frame 102 is in the high position, ie the slider 104 is not yet e 5 in contact with the cam 106. Figure 5 illustrates the tool 101 of Figure 4 at a later stage of shaping the stamping. The upper frame 102 began its downward movement to the point that the slider 104, more precisely its sliding surface 120 with the cam 104, is in contact with the cam and begins a sliding movement thereon. FIG. 6 illustrates the tool 101 of FIGS. 4 and 5 at a stage subsequent to that of FIG. 5, namely where the upper frame 102 continues its downward movement and causes the slide 106 to move along the slideways 118 and along of the cam 106 towards the stamping 110. The cutting blade 108 has sheared the edge 30 of the stamping 110. It can be seen that the direction of the cam 106 is substantially parallel to the lateral face of the cutting blade. 110.
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Non-Patent Citations (1)
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| "Aerial Cam Unit General Description of UCMSC and UCMSF", 5 November 2010 (2010-11-05), XP055259584, Retrieved from the Internet <URL:http://www.sankyo-oilless.co.jp/en/pdf/UCMSC_F80.pdf> [retrieved on 20160318] * |
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