FR3059576A1 - PRESS TOOLS FOR FORMING A COLLET BY FILLING - Google Patents
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Abstract
Outillage (2) de mise à forme, sur une presse d'emboutissage, d'un collet sur un flan de tôle (4) pourvu d'un orifice, l'outillage (2) comprenant une partie inférieure (6) formant une surface de réception (8) du flan de tôle ; une partie supérieure (10) apte à presser le flan de tôle (4) contre la surface de réception (8) ; un poinçon (14) apte à former le collet autour de l'orifice. Le poinçon (14) fait partie intégrante de la surface de réception (8). La surface de réception (8) forme une cuvette (16) autour dudit poinçon (14) permettant à une portion de flan de tôle (4) autour de l'orifice de subir un mouvement de descente lors du pressage par la partie supérieure (10).Tooling (2) for shaping, on a stamping press, a collar on a sheet blank (4) provided with an orifice, the tool (2) comprising a lower part (6) forming a surface receiving (8) the sheet blank; an upper part (10) able to press the sheet blank (4) against the receiving surface (8); a punch (14) adapted to form the collar around the orifice. The punch (14) is an integral part of the receiving surface (8). The receiving surface (8) forms a bowl (16) around said punch (14) allowing a sheet blank portion (4) around the orifice to undergo a downward movement during pressing by the upper part (10). ).
Description
Titulaire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.Holder (s): PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.
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Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.Agent (s): PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Public limited company.
FR 3 059 576 - A1 (54) OUTILLAGE DE PRESSE POUR LA FORMATION D'UN COLLET PAR TOMBAGE.FR 3 059 576 - A1 (54) PRESS TOOLS FOR FORMING A COLLAR BY DROPPING.
©) Outillage (2) de mise à forme, sur une presse d'emboutissage, d'un collet sur un flan de tôle (4) pourvu d'un orifice, l'outillage (2) comprenant une partie inférieure (6) formant une surface de réception (8) du flan de tôle; une partie supérieure (10) apte à presser le flan de tôle (4) contre la surface de réception (8); un poinçon (14) apte à former le collet autour de l'orifice. Le poinçon (14) fait partie intégrante de la surface de réception (8). La surface de réception (8) forme une cuvette (16) autour dudit poinçon (14) permettant à une portion de flan de tôle (4) autour de l'orifice de subir un mouvement de descente lors du pressage par la partie supérieure (10).©) Tool (2) for shaping, on a stamping press, a collar on a sheet blank (4) provided with an orifice, the tool (2) comprising a lower part (6) forming a receiving surface (8) of the sheet blank; an upper part (10) capable of pressing the sheet blank (4) against the receiving surface (8); a punch (14) capable of forming the collar around the orifice. The punch (14) is an integral part of the receiving surface (8). The receiving surface (8) forms a bowl (16) around said punch (14) allowing a portion of sheet metal blank (4) around the orifice to undergo a downward movement during pressing by the upper part (10 ).
OUTILLAGE DE PRESSE POUR LA FORMATION D’UN COLLET PAR TOMBAGEPRESS TOOLS FOR FORMING A COLLET BY FALLING
L’invention a trait au domaine de la mise à forme de collets sur flans de tôle par emboutissage.The invention relates to the field of forming collars on sheet metal blanks by stamping.
La formation d’un collet autour d’un orifice d’un flan de tôle est généralement réalisée au moyen d’un outillage d’emboutissage comprenant un poinçon monté sur un bâti inférieur d’une presse. La formation du collet est alors réalisée en déplaçant le flan de tôle vers le bas en direction du poinçon ou au moyen d’un système de cames configuré pour déplacer le poinçon vers le haut en direction du flan de tôle, lors d’un mouvement de descente du bâti supérieur.The formation of a collar around a hole in a sheet blank is generally carried out by means of a stamping tool comprising a punch mounted on a lower frame of a press. The collar is then formed by moving the sheet blank down towards the punch or by means of a cam system configured to move the punch up towards the sheet blank, during a movement of lowering of the upper frame.
Cependant, ces outillages d’emboutissage nécessitent l’utilisation de systèmes pour le déplacement du poinçon vers le haut ou pour le déplacement du flan de tôle vers le bas, ce qui rend complexe l’outillage et augmente les coûts de fabrication des collets.However, these stamping tools require the use of systems for moving the punch upward or for moving the sheet blank downward, which makes the tooling complex and increases the costs of manufacturing the collars.
Le document de brevet publié US 5,069,051 divulgue un outillage d’emboutissage pour la réalisation d’un collet taraudé. Le collet est préalablement formé en quatre étapes sur un flan de tôle. Le collet est ensuite placé sur une surface de réception de l’outillage. L’outillage comprend une matrice supérieure avec un évidement configuré pour compresser latéralement le collet et une tige filetée située sur une partie inférieure de l’outillage, en vis-à-vis du collet. Lorsque la matrice supérieure descend, la surface de réception comprenant le collet est entraînée vers le bas et l’évidement va recouvrir le collet. Le collet translate le long de la tige filetée qui se retrouve au-dessus du collet. Lors de la remontée du collet, la tige va fileter la surface interne dudit collet.The patent document published US 5,069,051 discloses a stamping tool for the production of a threaded collar. The collar is previously formed in four stages on a sheet blank. The collar is then placed on a tool receiving surface. The tool includes an upper die with a recess configured to laterally compress the collar and a threaded rod located on a lower part of the tool, facing the collar. When the upper die descends, the receiving surface comprising the collar is driven downwards and the recess will cover the collar. The collar translates along the threaded rod which is found above the collar. When the collar is raised, the rod will thread the internal surface of said collar.
Le document de brevet publié DE 10 2008 031 050 A1 divulgue un procédé de formation d’un collet sur une pièce emboutie. Le collet est réalisé en plusieurs étapes sur un outil de type ligne de découpe. Le procédé comprend huit étapes à savoir notamment une étape de gaufrage de la pièce emboutie réalisée en trois étapes de manière à obtenir une forme en dôme. Une étape de poinçonnage est ensuite réalisée de manière à former un trou dans la forme en dôme. La forme en dôme est ensuite déformée en plusieurs étapes de manière à obtenir le collet escompté. Un filetage est ensuite réalisé à l’intérieur du collet.The published patent document DE 10 2008 031 050 A1 discloses a method of forming a collar on a stamped part. The collar is produced in several stages on a tool of the cutting line type. The method comprises eight steps, namely in particular a step of embossing the stamped part carried out in three steps so as to obtain a dome shape. A punching step is then carried out so as to form a hole in the dome shape. The dome shape is then deformed in several stages so as to obtain the expected collar. A thread is then made inside the collar.
Les procédés de formation des collets de l’état de l’art susmentionné comprennent plusieurs étapes pour la formation du collet, rendant ainsi complexe le procédé de formation du collet.The abovementioned state-of-the-art collar formation methods include several stages for the formation of the collar, thereby making the collar formation process complex.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de fournir un outillage pour presse d’emboutissage permettant la réalisation de collets de manière simplifiée. L’invention a également pour objectif de fournir une solution économique et robuste.The aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the above-mentioned state of the art. More particularly, the invention aims to provide a tool for a stamping press allowing the production of collars in a simplified manner. The invention also aims to provide an economical and robust solution.
L’invention a pour objet un outillage de mise à forme, sur une presse d’emboutissage, d’un collet sur un flan de tôle pourvu d’un orifice, l’outillage comprenant une partie inférieure formant une surface de réception du flan de tôle ; une partie supérieure apte à presser le flan de tôle contre la surface de réception ; un poinçon apte à former le collet autour de l’orifice ; remarquable en ce que le poinçon fait partie intégrante de la surface de réception, ladite surface formant une cuvette autour dudit poinçon permettant à une portion du flan de tôle, située autour de l’orifice, de subir un mouvement de descente lors du pressage par la partie supérieure.The subject of the invention is a tool for shaping, on a stamping press, a collar on a sheet blank provided with an orifice, the tool comprising a lower part forming a surface for receiving the blank of sheet metal; an upper part capable of pressing the sheet blank against the receiving surface; a punch capable of forming the collar around the orifice; remarkable in that the punch is an integral part of the receiving surface, said surface forming a bowl around said punch allowing a portion of the sheet blank, located around the orifice, to undergo a downward movement during pressing by the the top part.
En faisant partie intégrante de la surface de réception, le poinçon est fixe par rapport à la partie inférieure, avantageusement venu de matière avec ladite partie.By being an integral part of the receiving surface, the punch is fixed relative to the lower part, advantageously formed integrally with said part.
Selon un mode avantageux de l’invention, la surface de réception du flan de tôle comprend une portion annulaire autour de la cuvette, ladite portion étant à une hauteur supérieure ou égale à la hauteur du poinçon.According to an advantageous embodiment of the invention, the surface for receiving the sheet blank comprises an annular portion around the bowl, said portion being at a height greater than or equal to the height of the punch.
Selon un mode avantageux de l’invention, la partie supérieure dudit outillage comprend une lame configurée pour presser la portion du flan de tôle située autour de l’orifice, dans la cuvette, autour du poinçon.According to an advantageous embodiment of the invention, the upper part of said tool comprises a blade configured to press the portion of the sheet blank located around the orifice, in the bowl, around the punch.
Selon un mode avantageux de l’invention, la lame comprend une surface de contact avec le flan de tôle, présentant un profil en saillie décrivant un cercle, apte à pénétrer la cuvette et formant une cavité centrale apte à recevoir le poinçon.According to an advantageous embodiment of the invention, the blade comprises a contact surface with the sheet blank, having a projecting profile describing a circle, capable of penetrating the bowl and forming a central cavity capable of receiving the punch.
Selon un mode avantageux de l’invention, la partie supérieure dudit outillage comprend un serre-flan disposé sur le pourtour de la lame, ledit serre-flan étant configuré pour presser le flan de tôle contre la surface de réception latéralement à la cuvette.According to an advantageous embodiment of the invention, the upper part of said tool comprises a blank holder arranged on the periphery of the blade, said blank holder being configured to press the sheet blank against the receiving surface laterally to the bowl.
Selon un mode avantageux de l’invention, la surface de réception du flan de tôle présente, à l’extérieur de la portion annulaire autour de la cuvette, un profil nonrectiligne coopérant avec le serre-flan.According to an advantageous embodiment of the invention, the surface for receiving the sheet blank has, outside the annular portion around the bowl, a non-rectilinear profile cooperating with the blank holder.
Selon un mode avantageux de l’invention, la cuvette est une première cuvette, le profil non-rectiligne coopérant avec le serre-flan formant une deuxième cuvette entourant la première cuvette.According to an advantageous embodiment of the invention, the bowl is a first bowl, the non-rectilinear profile cooperating with the blank holder forming a second bowl surrounding the first bowl.
Selon un mode avantageux de l’invention, la cuvette présente une surface latérale inclinée selon un angle compris entre 40° et 55° pa rapport à un plan horizontal.According to an advantageous embodiment of the invention, the bowl has a lateral surface inclined at an angle between 40 ° and 55 ° pa relative to a horizontal plane.
L’invention a également pour objet un procédé de mise à forme d’un flan de tôle comprenant les étapes suivantes : emboutissage du flan de tôle, formation d’un orifice sur le flan de tôle, formation d’un collet autour de l’orifice ; remarquable en ce que l’étape de formation du collet est réalisée au moyen d’un outillage conforme à l’invention.The invention also relates to a method of forming a sheet blank comprising the following steps: stamping the sheet blank, forming an orifice on the sheet blank, forming a collar around the orifice; remarkable in that the collar formation step is carried out using a tool according to the invention.
Selon un mode avantageux de l’invention, le poinçon a un diamètre supérieur à l’orifice du flan de tôle.According to an advantageous embodiment of the invention, the punch has a diameter greater than the orifice of the sheet blank.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que celles-ci permettent de simplifier le procédé de formation d’un collet sur un flan de tôle pourvu d’un orifice. En effet, la surface de réception du flan de tôle, située sur la partie inférieure de l’outillage de l’invention, forme une cuvette autour du poinçon permettant ainsi de former un collet autour du poinçon dans le sens de déplacement de la presse, c’està-dire verticalement vers le bas. L’invention permet de former le collet en un seul coup de presse et permet également de s’affranchir de systèmes de transmission de mouvement à cames. De plus, la présence d’une cuvette autour du poinçon va permettre l’obtention d’une forme spécifique sur le flan de tôle, autour du collet, ce qui va également permettre de renforcer la rigidité du flan de tôle. Le temps et les coûts de réalisation des collets diminuent.The measures of the invention are advantageous in that they make it possible to simplify the process of forming a collar on a sheet blank provided with an orifice. Indeed, the receiving surface of the sheet blank, located on the lower part of the tooling of the invention, forms a bowl around the punch thus making it possible to form a collar around the punch in the direction of movement of the press, i.e. vertically down. The invention makes it possible to form the collar in a single press stroke and also makes it possible to dispense with cam motion transmission systems. In addition, the presence of a bowl around the punch will allow a specific shape to be obtained on the sheet blank, around the collar, which will also make it possible to strengthen the rigidity of the sheet blank. The time and costs of making the collars are reduced.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will be better understood from the description and the drawings, among which:
- La figure 1 représente un outillage de mise à forme d’un collet sur un flan de tôle, conformément à l’invention ;- Figure 1 shows a tool for shaping a collar on a sheet blank, according to the invention;
- La figure 2 représente une portion agrandie de la surface de réception du flan de tôle de l’outillage de la figure 1.- Figure 2 shows an enlarged portion of the receiving surface of the sheet metal blank of the tool of Figure 1.
- La figure 3 représente l’outillage de la figure 1 dans une étape de formation d’un collet.- Figure 3 shows the tool of Figure 1 in a step of forming a collar.
- La figure 4 représente une portion de flan de tôle présentant un collet formé au moyen de l’outillage des figures 1 et 3.- Figure 4 shows a portion of sheet metal blank having a collar formed by the tool of Figures 1 and 3.
La figure 1 représente un outillage 2 de mise à forme d’un collet sur un flan de tôle 4, selon l’invention et la figure 2 représente une portion agrandie de l’outillage de la figure 1. L’outillage 2 est utilisé sur une presse d’emboutissage. L’outillage 2 comprend une partie inférieure 6 formant une surface de réception 8 du flan de tôle 4 et une partie supérieure 10 apte à presser le flan de tôle 4 contre la surface de réception 8. La partie supérieure 10 est configurée pour se déplacer dans le sens de travail de la presse c’est-à-dire vers le bas. Le flan de tôle 4 a préalablement subi une étape d’emboutissage suivie d’une étape de poinçonnage d’un orifice 12 sur le flan de tôle 4. L’orifice 12 est représenté en pointillé à la figure 2. Le flan de tôle 4 embouti tel qu’illustré aux figures 1 et 2 présente une forme d’emboutissage spécifique qui n’est pas limitative de l’invention.FIG. 1 represents a tool 2 for shaping a collar on a sheet blank 4, according to the invention and FIG. 2 represents an enlarged portion of the tool of FIG. 1. Tool 2 is used on a stamping press. The tool 2 comprises a lower part 6 forming a receiving surface 8 of the sheet blank 4 and an upper part 10 capable of pressing the sheet blank 4 against the receiving surface 8. The upper part 10 is configured to move in the working direction of the press, that is to say down. The sheet blank 4 has previously undergone a stamping step followed by a step of punching an orifice 12 on the sheet blank 4. The orifice 12 is shown in dotted lines in FIG. 2. The sheet blank 4 stamped as illustrated in Figures 1 and 2 has a specific form of stamping which is not limitative of the invention.
L’outillage 2 comprend également un poinçon 14 pour la formation du collet (non visible). Le poinçon 14 de l’outillage 2 fait partie intégrante de la surface de réception 8 du flan de tôle. La surface de réception 8 du flan de tôle 4 a la particularité de former une cuvette 16 autour du poinçon 14. La cuvette 16 est préférentiellement circulaire. La cuvette 16 permet de faire subir un mouvement de descente à une portion 18 du flan de tôle située autour de l’orifice 12 du flan de tôle 4 (figure 2), lors du pressage de la partie supérieure 10 de l’outillage 2.Tool 2 also includes a punch 14 for forming the collar (not visible). The punch 14 of the tool 2 is an integral part of the receiving surface 8 of the sheet blank. The receiving surface 8 of the sheet blank 4 has the particularity of forming a bowl 16 around the punch 14. The bowl 16 is preferably circular. The bowl 16 allows a portion 18 of the sheet metal blank located around the orifice 12 of the sheet metal blank 4 (FIG. 2) to be subjected to a downward movement when the upper part 10 of the tool 2 is pressed.
Le flan de tôle 4 est placé sur la surface de réception 8 du flan de tôle de manière à disposer l’orifice 12 du flan de tôle au-dessus du poinçon 14. Le poinçon 14 a un diamètre supérieur au diamètre de l’orifice 12 de manière à permettre l’extrusion du collet. La partie supérieure 10 de l’outillage 2 comprend une lame 20 configurée pour presser la portion 18 du flan de tôle 4 située autour de l’orifice 12, dans la cuvette 16, autour du poinçon 14. Plus particulièrement, la lame 20 comprend une surface de contact 21 avec le flan de tôle 4 qui présente un profil en saillie décrivant un cercle et qui est apte à pénétrer la cuvette 16. La surface de contact 21 de la lame avec le flan 4 forme également une cavité centrale apte à recevoir le poinçon 14.The sheet blank 4 is placed on the receiving surface 8 of the sheet blank so as to arrange the opening 12 of the sheet blank above the punch 14. The punch 14 has a diameter greater than the diameter of the opening 12 so as to allow the extrusion of the collar. The upper part 10 of the tool 2 comprises a blade 20 configured to press the portion 18 of the sheet blank 4 located around the orifice 12, in the bowl 16, around the punch 14. More particularly, the blade 20 comprises a contact surface 21 with the sheet blank 4 which has a projecting profile describing a circle and which is capable of penetrating the bowl 16. The contact surface 21 of the blade with the blank 4 also forms a central cavity capable of receiving the punch 14.
La partie supérieure 10 comprend un serre-flan 22 disposé sur le pourtour de la lame 20. Le serre-flan 22 va maintenir le flan de tôle 4 avant l’action de la lame 20.The upper part 10 comprises a blank holder 22 disposed around the periphery of the blade 20. The blank holder 22 will hold the sheet blank 4 before the action of the blade 20.
La surface de réception 8 comprend une portion annulaire 24 autour de la cuvetteThe receiving surface 8 comprises an annular portion 24 around the bowl
16. La portion annulaire 24 est à une hauteur supérieure ou égale à la hauteur du poinçon 14. Préférentiellement, la portion annulaire 24 est à une hauteur supérieure à la hauteur du poinçon 14. Plus préférentiellement, la portion annulaire 24 et le poinçon présente une différence de hauteur comprise entre 1,5 et 3 mm.16. The annular portion 24 is at a height greater than or equal to the height of the punch 14. Preferably, the annular portion 24 is at a height greater than the height of the punch 14. More preferably, the annular portion 24 and the punch has a height difference between 1.5 and 3 mm.
La cuvette 16 présente un diamètre supérieur et un diamètre inférieur, le diamètre inférieur étant préférentiellement 1,5 fois inférieur au diamètre supérieur. Les diamètres supérieur et inférieur sont respectivement en relation avec la direction de travail de la presse c’est-à-dire de haut en bas. La cuvette 16 présente une surface latérale 26 inclinée selon un angle compris entre 40 et 55° par rapport à un plan horizontal. La cuvette 16 a également un fond 28 avec une largeur autour du poinçon 14 comprise entre 4 et 6 mm.The bowl 16 has a larger diameter and a smaller diameter, the lower diameter preferably being 1.5 times less than the upper diameter. The upper and lower diameters are respectively in relation to the working direction of the press, that is to say from top to bottom. The bowl 16 has a lateral surface 26 inclined at an angle between 40 and 55 ° relative to a horizontal plane. The bowl 16 also has a bottom 28 with a width around the punch 14 between 4 and 6 mm.
Selon un mode avantageux de l’invention, la surface de réception 8 du flan de tôle présente, à l’extérieur de la portion annulaire 24, un profil non-rectiligne. Le profil non-rectiligne coopère avec le serre-flan 22. Avantageusement, le profil non3059576 rectiligne qui coopère avec le serre-flan forme une deuxième cuvette 30 qui entoure la première cuvette 16.According to an advantageous embodiment of the invention, the receiving surface 8 of the sheet blank has, outside the annular portion 24, a non-rectilinear profile. The non-rectilinear profile cooperates with the blank holder 22. Advantageously, the non-rectilinear profile which cooperates with the blank holder forms a second bowl 30 which surrounds the first bowl 16.
La figure 3 représente l’outillage 2 de la figure 1 dans une étape de formation du collet. La lame 20 est descendue contre le flan de tôle 4 de manière à presser le flan de tôle au sein de la cuvette 16. La surface de contact 21 de la lame 20 presse la portion du flan de tôle autour de l’orifice, au sein de la cuvette 16 et autour du poinçon 14, permettant ainsi la formation d’un collet 32 autour de l’orifice. Le collet 32 est dirigé vers le haut.FIG. 3 represents the tool 2 of FIG. 1 in a step of forming the collar. The blade 20 is lowered against the sheet blank 4 so as to press the sheet blank within the bowl 16. The contact surface 21 of the blade 20 presses the portion of the sheet blank around the orifice of the bowl 16 and around the punch 14, thus allowing the formation of a collar 32 around the orifice. The collar 32 is directed upwards.
La figure 4 illustre une vue de dessus du flan de tôle 4 après formation du collet 32 autour de l’orifice 12. Le flan de tôle 4 comprend une forme 34 autour du collet 32 due à la présence de la cuvette sur l’outillage de l’invention. La forme 34 présente l’avantage de renforcer la rigidité du flan de tôle.FIG. 4 illustrates a top view of the sheet blank 4 after formation of the collar 32 around the orifice 12. The sheet blank 4 comprises a shape 34 around the collar 32 due to the presence of the bowl on the tooling the invention. The shape 34 has the advantage of strengthening the rigidity of the sheet blank.
L’outillage et le procédé de l’invention peuvent par exemple être utilisés pour la formation d’un collet sur un flan de tôle pour le blocage d’une béquille de capot de véhicule automobile, ladite béquille étant configurée pour maintenir le capot en position ouverte.The tool and the method of the invention can for example be used for the formation of a collar on a sheet blank for blocking a bonnet stand of a motor vehicle, said stand being configured to hold the bonnet in position opened.
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