WO1995019234A1 - Process for the manufacture of stamping and sizing tools based on a master mould - Google Patents
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- WO1995019234A1 WO1995019234A1 PCT/FR1994/000048 FR9400048W WO9519234A1 WO 1995019234 A1 WO1995019234 A1 WO 1995019234A1 FR 9400048 W FR9400048 W FR 9400048W WO 9519234 A1 WO9519234 A1 WO 9519234A1
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/20—Making tools by operations not covered by a single other subclass
Definitions
- the present invention relates to a process for manufacturing a tool, essentially a punch and a matrix based on epoxy resin concrete, to be used for stamping and calibration of sheet metal parts, the manufacture of tooling made from a master model.
- Stamping is a known sheet-forming process, of which one can cite a common example, namely sheets for bodywork of motor vehicles. After stamping the sheet metal part, it is known to carry out various complementary operations of cutting, drilling, etc. , after which it is necessary to perform a calibration; this calibration is carried out with a tool similar to the stamping tool.
- the present invention aims to provide a tool manufactured in a simple manner from the master model, but providing a longevity far superior to that of known tools; to achieve this goal, it is planned to wrap the wearing parts with a shell which, on the one hand, protects the tool from wear since it is it which is in contact with the sheet to be stamped, d 'other hand, is interchangeable which allows to replace it with a new envelope as and when its own wear; each envelope being itself metallic, it is clear that an envelope will wear out slower than a resin, and, because that several spare envelopes are provided, the longevity of the tool according to the invention will be much higher than that of known tools.
- a method of manufacturing a tool conforming to the preamble comprises the following steps: a) dressing of the interior master-sheet model with a calibrated wax whose thickness is the double the thickness of the sheet, b) casting, using the master model thus dressed, of a sub-matrix made of epoxy resin concrete to be housed in a metal box, c) covering the sub-matrix with a calibrated wax, the thickness of which is three times the thickness of the sheet, d) casting, using the sub-matrix thus dressed, of an under-punch made of epoxy resin concrete to be housed in a metallic box, e) stripping the sub-matrix by removing the calibrated wax, f) stamping at least one metal punch envelope by means of the sub-matrix and the sub-punch, g) trimming the envelope-punch, h) welding of the envelope-punch cut out on the metal box of the under-punch to thus constitute the punch, i) stamping of at least
- the predetermined constant width ⁇ h of step j is substantially equal to the thickness of the sheet, and in that the clipping zone is chosen in the steepest sector of the master model.
- the punch and the matrix thus produced provided with their envelopes are not in all cases exactly in the desired shape, at least as regards the sheet metal envelope, but it is clear that after the step k, during the stamping of the first part, the final positioning of each envelope takes place by respective plating against the epoxy resin concrete.
- the first uses of the stamping tool will allow, by the force of the cho ⁇ ses, that each envelope becomes well secured, by plating, with the epoxy resin concrete which supports it.
- step f a number N of punch envelopes is stamped, during step i, a 2N number of matrix envelopes is embossed, this for the maintenance of the tools by interchangea- bility of envelopes which are wearing parts.
- the metal of the envelopes it will be possible, for example, to choose, depending in particular on the desired longevity and / or the shape of the part to be obtained, a mild steel, brass, or even aluminum.
- a mild steel, brass, or even aluminum we can also provide that before step a, we proceed, by molding and counter-molding, to the manufacture of a replica of the master model intended to be used in step a, so that the master model is preserved. intact.
- FIG. 1 represents a known tool
- FIG. 2 represents a significant detail of a tool in accordance with the present invention
- Figure 1 shows a known tool for stamping small series of sheet metal parts 90; this tool comprises a die 1, a punch 2, and a blank holder 3, 3 '; these elements are each housed in a metal box 11, 21, 31, arranged to be housed in the stamping press, the forms of stamping are obtained in a conventional manner by molding on the master model of an epoxy resin concrete , which being in direct contact with the sheet during stamping.
- Figure 2 shows a significant detail of Figure 1, item 50 of Figure 1, with the difference that Figure 2 shows a tool according to the present invention while Figure 1 shows a known tool; as can be seen, the essential difference between the two tools lies in the fact that in FIG. 2 all the elements of the tool are enveloped, 15, 25, 35 with a metal envelope intended to protect the concrete from wear epoxy resin; in a more detailed way, we see for example the matrix 10 with its metallic casing 11, essentially consisting of epoxy resin concrete 12 and a metallic casing 15 which obviously follows the shape of the sheet 90 and is held in place by a weld 19 on the metal casing 11; similarly, the punch 20 with its metal box 21 is made of epoxy resin 22 encircled by an envelope 25 held in place by the weld 29 with the box 21; Similarly, the blank holder 30 is made of epoxy resin 32 housed in a metal box 31 and wrapped in a metal envelope 35 held by the weld 39 on the metal box 31.
- the matrix 10 with its metallic casing 11 essentially consisting of epoxy resin concrete 12 and
- Stage a covering of the interior master-sheet metal model with a calibrated wax whose thickness is twice the thickness of the sheet, so that a generally convex shape delimited by the marked line is obtained (+ 2) in Figure 2; this shape which therefore corresponds to the master model dressed in a calibrated wax whose thickness is twice the thickness of the sheet, in combination with the metal box 11 allows the casting, step b, of the sub-matrix 12 made of epoxy resin concrete; at this time, of course, the sub-matrix 12 is not yet wrapped with the envelope 15; during the next step, step c, the sub-matrix is dressed with a calibrated wax whose thickness is three times the thickness of the sheet, which makes it possible to obtain a shape marked by the line (+ 3); using this form (+3), it is now possible to proceed with the casting, step d, of an under-punch 22 made of epoxy resin concrete to be housed in a metal box 21; now proceeding to undressing, step e of the sub-matrix by removing the calibrated wax having a triple
- step f the stamping, step f, using this sub-punch and this sub-die, one will obtain a stamped sheet whose general shape is similar to the gené ⁇ sheet metal rail 90; it is clear in fact that during the casting of the punch, it was possible to simultaneously pour a "blank holder" 32 to be housed in known manner in a metal box 31; from the sheet metal part obtained by stamping the é ⁇ step f, it is possible to proceed with the trimming, step g, of this sheet metal part with a clipping dimension such that it comprises a sufficient skirt for procé ⁇ der to the weld 29, step h, of this part on the metal box 21 so that this sheet metal part will play the role of punch envelope 25; the welding of the punch envelope 25 cut out on the metal box 21 of the sub-punch 22 will thus constitute the punch 20; by now drawing, step i, two metal sheets by means of the sub-die 12 and the
- FIG. 3b is cut at a distance H + ⁇ H, line L2, from the plane of the blank holder, to keep only the lower part 152; in Figure 3 is shown as a whole the envelope envelope matrix 15 consisting of the upper part 151 of Figure 3 which can also be called the central matrix envelope, and the lower part 152 of Figure 3b which can also be called the peripheral matrix envelope; as can be seen, at the time of the Vietnameseu ⁇ page, there is an overlap zone of a distance ⁇ H between the two elements 151, 152; preferably, this zone ⁇ H has a dimension similar to that of the thickness of the sheet and the dimension H is chosen so that the cutting takes place in an area of greater slope relative to the plane of the greenhouse -flan; this being the case, it is possible to carry out the welding, step k, edge to edge 159 and on 19 the metal box 11 of the sub-matrix 12 of the peripheral matrix envelope and of the central matrix envelope for thus constitute the matrix 10.
- step f and step i both in step f and in step i, one proceeds to the em ⁇ boutissage respectively of a number N and 2N of pi ⁇ these to have spare envelopes; thus, in the event of wear of the tool, it will be possible to des ⁇ weld a worn casing and to replace it with a new casing; the description that was made has especially insisted on the punch and the matrix whose forms are much more complex than the shape of the blank holder but it is clear that for the blank holder we can, if necessary, proceed in the same way, in particular during the stages f and g, by providing for the clipping of the blank holder 35, step h ′, and its welding 39 on the metal box 31 of the blank holder.
Abstract
The tools consisting of a punch (20), die (10) and clamping plate (30) are made of epoxy resin concrete and are provided with a metal envelope (25, 15, 35), the metal envelopes themselves being formed by stamping using a master mould and its counter mould coated with sized wax layers or uncoated. The die envelope is produced, in particular, by welding the two complementary half-moulds.
Description
"Procédé de fabrication d'un outillage d'emboutissage et de calibrage à partir d'un maître-modèle""Method of manufacturing a stamping and calibration tool from a master model"
La présente invention a pour objet un procé¬ dé de fabrication d'un outillage, essentiellement un poinçon et une matrice à base de béton de résine époxy, à utiliser pour l'emboutissage et le calibrage de pièces en tôle, la fabrication de l'outillage s'ef- fectuant à partir d'un maître-modèle.The present invention relates to a process for manufacturing a tool, essentially a punch and a matrix based on epoxy resin concrete, to be used for stamping and calibration of sheet metal parts, the manufacture of tooling made from a master model.
L'emboutissage est un procédé connu de mise en forme de tôle, dont on peut citer un exemple cou¬ rant, à savoir les tôles de carrosseries de véhicules automobiles. Après l'emboutissage de la pièce en tôle, il est connu de procéder à diverses opérations complé¬ mentaires de découpes, perçages, etc. , après lesquel¬ les il est nécessaire d'effectuer un calibrage ; ce calibrage s'effectue avec un outillage similaire à l'outillage d'emboutissage.Stamping is a known sheet-forming process, of which one can cite a common example, namely sheets for bodywork of motor vehicles. After stamping the sheet metal part, it is known to carry out various complementary operations of cutting, drilling, etc. , after which it is necessary to perform a calibration; this calibration is carried out with a tool similar to the stamping tool.
La construction de pièces de carrosseries en métaux en feuilles nécessite des investissements d'ou¬ tillage d'emboutissage très importants que l'on ne peut justifier que pour les très grandes séries ; par contre, pour les petites et moyennes séries, il est quasiment impossible d'amortir le coût des outillages classiques, de plus, le délai de fabrication de ces outillages est pratiquement incompatible avec les dé-
lais de lancement des nouvelles séries étant donné l'urgence de plus en plus pressante des constructeurs et de leur clientèle. Dans le but de raccourcir les délais entre la réalisation des prototypes et le lan¬ cement des grandes séries, on sait aujourd'hui fabri¬ quer des outillages transitoires immédiatement opéra¬ tionnels réalisés à partir des prototypes, ou pour être plus précis, à partir de ce qu'il est convenu d'appeler, pour chaque pièce à réaliser, un maître- modèle, en l'occurrence un maître-modèle intérieur- tôle. Les outils en béton de résine traditionnels sont constitués de la façon suivante : 1) maître-modèle de la pièce à produire, 2) tirage d'un négatif et d'un positif référencés, 3) coulée de la matrice, 4) habil¬ lage de la matrice en cire calibrée figurant l'épais¬ seur de la tôle, 5) coulée du serre-flan et du poin¬ çon. Classiquement, ces éléments d'outillage, matrice, poinçon et serre-flan, sont maintenus dans des cuvela- ges métalliques assurant la rigidité de l'outil et son montage sous presse ; avec ce type d'outillage, on peut fabriquer entre 500 et 1000 pièces avant que les tolérances mécaniques ne soient dépassées du fait de l'usure de l'outillage.The construction of sheet metal bodywork parts requires very substantial stamping tool investments which can only be justified for very large series; on the other hand, for small and medium series, it is almost impossible to amortize the cost of conventional tools, moreover, the manufacturing time of these tools is practically incompatible with the the launch of new series given the increasingly pressing urgency of manufacturers and their customers. In order to shorten the time between the production of prototypes and the launch of large series, we now know how to manufacture transient tools immediately operational made from prototypes, or to be more precise, from of what it is agreed to call, for each part to be produced, a master model, in this case an interior sheet metal master model. Traditional resin concrete tools are made up as follows: 1) master model of the part to be produced, 2) printing of a negative and a positive referenced, 3) casting the matrix, 4) habil¬ lage of the calibrated wax matrix representing the thickness of the sheet, 5) pouring the blank holder and the punch. Conventionally, these tool elements, matrix, punch and blank holder, are held in metal casings ensuring the rigidity of the tool and its mounting under press; with this type of tool, between 500 and 1000 parts can be manufactured before the mechanical tolerances are exceeded due to the wear of the tool.
La présente invention a pour but de procurer un outillage fabriqué de manière simple à partir du maître-modèle, mais procurant une longévité bien supé¬ rieure à celle des outils connus ; pour atteindre ce but, il est prévu d'envelopper les pièces d'usure avec une carapace laquelle, d'une part, protège l'outil de l'usure puisque c'est elle qui est au contact de la tôle à emboutir, d'autre part, est interchangeable ce qui permet de la remplacer par une enveloppe neuve au fur et à mesure de sa propre usure ; chaque enveloppe étant elle-même métallique, il est clair qu'une enve¬ loppe s'usera moins vite qu'une résine, et, du fait
qu'il est prévu plusieurs enveloppes de rechange, la longévité de l'outil selon l'invention sera bien supé¬ rieure à celle des outillages connus.The present invention aims to provide a tool manufactured in a simple manner from the master model, but providing a longevity far superior to that of known tools; to achieve this goal, it is planned to wrap the wearing parts with a shell which, on the one hand, protects the tool from wear since it is it which is in contact with the sheet to be stamped, d 'other hand, is interchangeable which allows to replace it with a new envelope as and when its own wear; each envelope being itself metallic, it is clear that an envelope will wear out slower than a resin, and, because that several spare envelopes are provided, the longevity of the tool according to the invention will be much higher than that of known tools.
Selon la présente invention, un procédé de fabrication d'un outillage conforme au préambule, est particulièrement remarquable en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) habillage du maître-modèle intérieur-tôle avec une cire calibrée dont l'épaisseur est le double de l'épaisseur de la tôle, b) coulée, à l'aide du maître-modèle ainsi habillé, d'une sous-matrice en béton de résine époxy à loger dans un caisson métallique, c) habillage de la sous-matrice avec une cire calibrée dont l'épaisseur est le triple de l'épaisseur de la tôle, d) coulée, à l'aide de la sous-matrice ainsi habillée, d'un sous-poinçon en béton de résine époxy à loger dans un caisson métallique, e) déshabillage de la sous-matrice par enlèvement de la cire calibrée, f) emboutissage d'au moins une enveloppe-poinçon en métal au moyen de la sous-matrice et du sous- poinçon, g) détourage de l'enveloppe-poinçon, h) soudure de l'enveloppe-poinçon détourée sur le caisson métallique du sous-poinçon pour constituer ainsi le poinçon, i) emboutissage d'au moins deux enveloppes matrices en métal au moyen de la sous-matrice et du poinçon, j) détourage des deux enveloppes matrices pour consti¬ tuer, d'une part, une enveloppe matrice périphéri¬ que, et, d'autre part, une enveloppe matrice cen¬ trale, les deux détourages étant distants, en se recouvrant, l'un l'autre d'une largeur constante
prédéterminée (Δh), k) soudure bord à bord et sur le caisson métallique de la sous-matrice, de l'enveloppe matrice périphéri¬ que et de l'enveloppe matrice cadastrale pour cons¬ tituer ainsi la matrice.According to the present invention, a method of manufacturing a tool conforming to the preamble, is particularly remarkable in that it comprises the following steps: a) dressing of the interior master-sheet model with a calibrated wax whose thickness is the double the thickness of the sheet, b) casting, using the master model thus dressed, of a sub-matrix made of epoxy resin concrete to be housed in a metal box, c) covering the sub-matrix with a calibrated wax, the thickness of which is three times the thickness of the sheet, d) casting, using the sub-matrix thus dressed, of an under-punch made of epoxy resin concrete to be housed in a metallic box, e) stripping the sub-matrix by removing the calibrated wax, f) stamping at least one metal punch envelope by means of the sub-matrix and the sub-punch, g) trimming the envelope-punch, h) welding of the envelope-punch cut out on the metal box of the under-punch to thus constitute the punch, i) stamping of at least two metal matrix envelopes by means of the sub-matrix and the punch, j) trimming of the two matrix envelopes to constitute, on the one hand, a peripheral matrix envelope, and , on the other hand, a central matrix envelope, the two outlines being distant, overlapping each other with a constant width predetermined (.DELTA.h), k) welding edge to edge and on the metal casing of the submatrix, envelope périphéri¬ matrix and that the land register envelope for cons ¬ tituer and the matrix.
Ainsi, à l'aide de moulages successifs ré¬ alisés à partir du maître-modèle, et en utilisant des enveloppes obtenues par emboutissage de tôle au moyen de ces moules, on obtient d'une manière simple et re¬ lativement peu coûteuse, surtout en comparaison avec les outillages de grandes séries, un outillage d'em¬ boutissage muni d'une carapace qui lui assure une grande longévité ; avantageusement, la largeur cons¬ tante prédéterminée Δh de l'étape j, est sensiblement égale à l'épaisseur de la tôle, et en ce que la zone de détourage est choisie dans le secteur le plus pentu du maître-modèle.Thus, using successive molding ré¬ trade winds from the master model, and using envelopes obtained by sheet metal stamping using these molds, an easy way to obtained and re ¬ tively inexpensive, especially in comparison with the tools of large series, a tooling of em¬ boutissage provided with a shell which ensures a great longevity; advantageously, the predetermined constant width Δh of step j, is substantially equal to the thickness of the sheet, and in that the clipping zone is chosen in the steepest sector of the master model.
Bien entendu, le poinçon et la matrice ainsi fabriqués munis de leurs enveloppes, ne sont pas dans tous les cas exactement à la forme désirée, tout au moins en ce qui concerne l'enveloppe en tôle, mais il est clair que après l'étape k, lors de l'emboutissage de la première pièce, s'effectue la mise en place dé¬ finitive de chaque enveloppe par plaquage respectif contre le béton en résine époxy.Of course, the punch and the matrix thus produced provided with their envelopes, are not in all cases exactly in the desired shape, at least as regards the sheet metal envelope, but it is clear that after the step k, during the stamping of the first part, the final positioning of each envelope takes place by respective plating against the epoxy resin concrete.
Ainsi, les premières utilisations de l'outil d'emboutissage vont permettre, par la force des cho¬ ses, que chaque enveloppe devienne bien solidaire, par plaquage, avec le béton en résine époxy qui la sou¬ tient.Thus, the first uses of the stamping tool will allow, by the force of the cho¬ ses, that each envelope becomes well secured, by plating, with the epoxy resin concrete which supports it.
Avantageusement, au cours de l'étape f on procède à l'emboutissage d'un nombre N d'enveloppes poinçons, au cours de l'étape i on procède à l'embou¬ tissage d'un nombre 2N d'enveloppes matrices, ceci en vue de la maintenance de l'outillage par interchangea-
bilité des enveloppes qui sont des pièces d'usure.Advantageously, during step f, a number N of punch envelopes is stamped, during step i, a 2N number of matrix envelopes is embossed, this for the maintenance of the tools by interchangea- bility of envelopes which are wearing parts.
Ainsi, par la simple répétition de deux éta¬ pes d'emboutissage, ce qui est évidemment très écono¬ mique, on obtient un stock d'enveloppes déjà mises en forme et prêtes à venir remplacer l'enveloppe précé¬ dente en cas d'usure.Thus, by the simple repetition of two stamping steps, which is obviously very economical, one obtains a stock of envelopes already shaped and ready to replace the previous envelope ¬ dent in case of wear.
Il est clair que en vue de la fabrication des serres flans de l'outillage, on procède similaire- ment et en synchronisme avec les étapes prédéfinies, notamment les étapes f et g, et en prévoyant en outre une étape h' pour la soudure d'une enveloppe serre- flan sur le caisson métallique du serre-flan.It is clear that with a view to the manufacture of blank clamps for the tooling, the procedure is similar and in synchronism with the predefined steps, in particular steps f and g, and also providing a step h 'for welding d '' a blank holder envelope on the metal box of the blank holder.
Bien entendu, lorsque l'on sait fabriquer le poinçon et la matrice, il suffit de procéder de maniè¬ re similaire pour obtenir le serre-flan adéquat, c'est-à-dire le serre-flan qui aura des mêmes caracté¬ ristiques d'usure ; similairement, un stock de serres- flans de rechange pourra aussi être constitué.Of course, when we know how to manufacture the punch and the die, it suffices to proceed in a similar manner to obtain the appropriate blank holder, that is to say the blank holder which will have the same characteristics. wear; similarly, a stock of spare clamps could also be built up.
Pour le métal des enveloppes on pourra par exemple choisir, en fonction notamment de la longévité désirée et/ou de la forme de la pièce à obtenir, un acier doux, du laiton, ou encore de l'aluminium. On peut encore prévoir que avant l'étape a on procède, par moulage et contre-moulage, à la fabrication d'une réplique du maître-modèle destinée à être utilisée à l'étape a, de sorte que le maître-modèle est conservé intact .For the metal of the envelopes, it will be possible, for example, to choose, depending in particular on the desired longevity and / or the shape of the part to be obtained, a mild steel, brass, or even aluminum. We can also provide that before step a, we proceed, by molding and counter-molding, to the manufacture of a replica of the master model intended to be used in step a, so that the master model is preserved. intact.
La présente invention sera maintenant décri¬ te plus en détail à l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés.The present invention will now be described in more detail using a nonlimiting example of embodiment illustrated by the accompanying drawings.
- La figure 1 représente un outillage connu, la figure 2 représente un détail signifi¬ catif d'un outillage conforme à la présente invention,FIG. 1 represents a known tool, FIG. 2 represents a significant detail of a tool in accordance with the present invention,
- les figures 3, 3a et 3b explicitent le mode de fabrication de l'enveloppe matrice conforme à
la présente invention.- Figures 3, 3a and 3b explain the method of manufacturing the matrix envelope in accordance with the present invention.
La figure 1 représente un outillage connu pour l'emboutissage de petites séries de pièces en tôle 90 ; cet outillage comporte une matrice 1, un poinçon 2, et un serre-flan 3, 3' ; ces éléments sont chacun logés dans un caisson métallique 11, 21, 31, agencé pour être logé dans la presse d'emboutissage, les formes d'emboutissage sont obtenues de manière classique par moulage sur le maître-modèle d'un béton de résine époxy, lequel étant en contact direct de la tôle lors de l'emboutissage.Figure 1 shows a known tool for stamping small series of sheet metal parts 90; this tool comprises a die 1, a punch 2, and a blank holder 3, 3 '; these elements are each housed in a metal box 11, 21, 31, arranged to be housed in the stamping press, the forms of stamping are obtained in a conventional manner by molding on the master model of an epoxy resin concrete , which being in direct contact with the sheet during stamping.
La figure 2 représente un détail significa¬ tif de la figure 1, repère 50 de la figure 1, à la différence que la figure 2 représente un outillage conforme à la présente invention alors que la figure 1 représente un outillage connu ; comme on peut le voir, la différence essentielle entre les deux outillages réside dans le fait que sur la figure 2 tous les élé¬ ments de l'outillage sont enveloppés, 15, 25, 35 d'une enveloppe métallique destinée à protéger le béton de résine époxy de l'usure ; d'une manière plus détail¬ lée, on voit par exemple la matrice 10 avec son cais¬ son métallique 11, constituée essentiellement de béton de résine époxy 12 et d'une enveloppe métallique 15 laquelle épouse évidemment la forme de la tôle 90 et est maintenue en place par une soudure 19 sur le cais¬ son métallique 11 ; similairement, le poinçon 20 avec son caisson métallique 21 est constitué de béton rési¬ ne époxy 22 enveloppé par une enveloppe 25 maintenue en place par la soudure 29 avec le caisson 21 ; de mê¬ me, le serre-flan 30 est constitué de résine époxy 32 logée dans un caisson métallique 31 et enveloppée d'u¬ ne enveloppe métallique 35 maintenue par la soudure 39 sur le caisson métallique 31.Figure 2 shows a significant detail of Figure 1, item 50 of Figure 1, with the difference that Figure 2 shows a tool according to the present invention while Figure 1 shows a known tool; as can be seen, the essential difference between the two tools lies in the fact that in FIG. 2 all the elements of the tool are enveloped, 15, 25, 35 with a metal envelope intended to protect the concrete from wear epoxy resin; in a more detailed way, we see for example the matrix 10 with its metallic casing 11, essentially consisting of epoxy resin concrete 12 and a metallic casing 15 which obviously follows the shape of the sheet 90 and is held in place by a weld 19 on the metal casing 11; similarly, the punch 20 with its metal box 21 is made of epoxy resin 22 encircled by an envelope 25 held in place by the weld 29 with the box 21; Similarly, the blank holder 30 is made of epoxy resin 32 housed in a metal box 31 and wrapped in a metal envelope 35 held by the weld 39 on the metal box 31.
Il est clair qu'avec un tel outillage, l'u-
sure sera bien moindre qu'avec l'outillage de la figu¬ re 1 puisque la résistance de l'enveloppe métallique à l'usure est bien supérieure à la résistance de la ré¬ sine époxy nue de la figure 1 ; le problème consiste à réaliser cet outillage à partir d'un maître-modèle dont les dimensions conviennent bien pour mouler di¬ rectement la résine époxy des outils de la figure 1 mais ne conviennent pas pour les éléments de l'outil¬ lage de la figure 2.It is clear that with such a tool, the sure will be much less than with the tooling of FIG 1 re since the resistance of the metal casing to wear is much greater than the resistance of the bare epoxy resin of Figure 1; the problem consists in producing this tool from a master model whose dimensions are suitable for directly molding the epoxy resin of the tools of FIG. 1 but are not suitable for the elements of the tool in FIG. 2.
Selon la présente invention, pour réaliser l'outil d'emboutissage de la figure 2, on procède se¬ lon les étapes suivantes :According to the present invention, in order to produce the stamping tool of FIG. 2, the following steps are carried out:
Etape a : habillage du maître-modèle inté¬ rieur-tôle avec une cire calibrée dont l'épaisseur est le double de l'épaisseur de la tôle, ainsi l'on ob¬ tient une forme généralement convexe délimitée par la ligne repérée (+2) sur la figure 2 ; cette forme qui correspond donc au maître-modèle habillé d'une cire calibrée dont l'épaisseur est le double de l'épaisseur de la tôle, en combinaison avec le caisson métallique 11 permet la coulée, étape b, de la sous-matrice 12 en béton de résine époxy ; à ce moment, bien entendu, la sous-matrice 12 n'est pas encore enveloppée avec l'en¬ veloppe 15 ; au cours de l'étape suivante, étape c, la sous-matrice est habillée avec une cire calibrée dont l'épaisseur est le triple de l'épaisseur de la tôle, ce qui permet d'obtenir une forme repérée par la ligne (+3) ; à l'aide de cette forme (+3), on peut mainte¬ nant procéder à la coulée, étape d, d'un sous-poinçon 22 en béton de résine époxy à loger dans un caisson métallique 21 ; en procédant maintenant au déshabilla¬ ge, étape e de la sous-matrice par enlèvement de la cire calibrée ayant une épaisseur triple de l'épais¬ seur de la tôle, on dispose alors du sous-poinçon 22 et de la sous-matrice 12 dont la constitution est si-
milaire à la matrice 1 et au poinçon 2 de la figure 1 à ceci près que l'écart entre les deux formes corres¬ pond à trois épaisseurs de tôle et non pas à une épaisseur de tôle ; toutefois, si l'on procède à l'em¬ boutissage, étape f, à l'aide de ce sous-poinçon et de cette sous-matrice, on va obtenir une tôle emboutie dont la forme générale est similaire à la forme géné¬ rale de la tôle 90 ; il est clair en effet que lors de la coulée du sous-poinçon, il a été possible de couler simultanément un "sous serre-flan" 32 à loger de ma¬ nière connue dans un caisson métallique 31 ; à partir de la pièce de tôle obtenue par l'emboutissage de l'é¬ tape f, on peut procéder au détourage, étape g, de cette pièce de tôle avec une dimension de détourage telle qu'elle comporte une jupe suffisante pour procé¬ der à la soudure 29, étape h, de cette pièce sur le caisson métallique 21 de sorte que cette pièce de tôle va jouer le rôle d'enveloppe poinçon 25 ; la soudure de l'enveloppe-poinçon 25 détourée sur le caisson mé¬ tallique 21 du sous-poinçon 22 va ainsi constituer le poinçon 20 ; en procédant maintenant à l'emboutissage, étape i, de deux tôles en métal au moyen de la sous- matrice 12 et du poinçon 20, on obtient deux tôles dont la forme générale est similaire à celle de la tôle 90 ; ces deux tôles sont identiques évidemment et elles sont représentées, l'une sur la figure 3a, l'au¬ tre sur la figure 3b pour y montrer l'étape de détou¬ rage suivante, étape j ; la tôle de la figure 3a est coupée à une hauteur H, selon la ligne Ll, à partir du plan du serre-flan pour ne conserver que la partie haute 151 ; la tôle de la figure 3b est découpée à une distance H + ΔH, ligne L2, à partir du plan du serre- flan, pour ne conserver que la partie basse 152 ; sur la figure 3 est représenté dans son ensemble l'enve¬ loppe matrice 15 constituée de la partie haute 151 de
la figure 3 que l'on peut aussi appeler enveloppe ma¬ trice centrale, et de la partie basse 152 de la figure 3b que l'on peut aussi appeler enveloppe matrice péri¬ phérique ; comme on peut le voir, au moment du décou¬ page, il y a une zone de recouvrement d'une distance ΔH entre les deux éléments 151, 152 ; préférentielle- ment, cette zone ΔH a une dimension similaire à celle de l'épaisseur de la tôle et la dimension H est choi¬ sie de telle sorte que le découpage s'effectue dans une zone de plus grande pente par rapport au plan du serre-flan ; ceci étant, on peut procéder à la soudu¬ re, étape k, bord à bord 159 et sur 19 le caisson mé¬ tallique 11 de la sous-matrice 12 de l'enveloppe ma¬ trice périphérique et de l'enveloppe matrice centrale pour constituer ainsi la matrice 10.Stage a: covering of the interior master-sheet metal model with a calibrated wax whose thickness is twice the thickness of the sheet, so that a generally convex shape delimited by the marked line is obtained (+ 2) in Figure 2; this shape which therefore corresponds to the master model dressed in a calibrated wax whose thickness is twice the thickness of the sheet, in combination with the metal box 11 allows the casting, step b, of the sub-matrix 12 made of epoxy resin concrete; at this time, of course, the sub-matrix 12 is not yet wrapped with the envelope 15; during the next step, step c, the sub-matrix is dressed with a calibrated wax whose thickness is three times the thickness of the sheet, which makes it possible to obtain a shape marked by the line (+ 3); using this form (+3), it is now possible to proceed with the casting, step d, of an under-punch 22 made of epoxy resin concrete to be housed in a metal box 21; now proceeding to undressing, step e of the sub-matrix by removing the calibrated wax having a triple thickness of the thickness of the sheet, we then have the sub-punch 22 and the sub-matrix 12 whose constitution is so- milaire to the die 1 and to the punch 2 of FIG. 1 except that the difference between the two shapes corresponds to three sheet thicknesses and not to one sheet thickness; however, if one proceeds to the stamping, step f, using this sub-punch and this sub-die, one will obtain a stamped sheet whose general shape is similar to the gené¬ sheet metal rail 90; it is clear in fact that during the casting of the punch, it was possible to simultaneously pour a "blank holder" 32 to be housed in known manner in a metal box 31; from the sheet metal part obtained by stamping the é¬ step f, it is possible to proceed with the trimming, step g, of this sheet metal part with a clipping dimension such that it comprises a sufficient skirt for procé¬ der to the weld 29, step h, of this part on the metal box 21 so that this sheet metal part will play the role of punch envelope 25; the welding of the punch envelope 25 cut out on the metal box 21 of the sub-punch 22 will thus constitute the punch 20; by now drawing, step i, two metal sheets by means of the sub-die 12 and the punch 20, two sheets are obtained whose general shape is similar to that of sheet 90; these two sheets are obviously identical and they are shown, one in FIG. 3a, the other in FIG. 3b to show there the next detou¬ rage step, step j; the sheet of Figure 3a is cut at a height H, along the line L1, from the plane of the blank holder to keep only the upper part 151; the sheet of FIG. 3b is cut at a distance H + ΔH, line L2, from the plane of the blank holder, to keep only the lower part 152; in Figure 3 is shown as a whole the envelope envelope matrix 15 consisting of the upper part 151 of Figure 3 which can also be called the central matrix envelope, and the lower part 152 of Figure 3b which can also be called the peripheral matrix envelope; as can be seen, at the time of the décou¬ page, there is an overlap zone of a distance ΔH between the two elements 151, 152; preferably, this zone ΔH has a dimension similar to that of the thickness of the sheet and the dimension H is chosen so that the cutting takes place in an area of greater slope relative to the plane of the greenhouse -flan; this being the case, it is possible to carry out the welding, step k, edge to edge 159 and on 19 the metal box 11 of the sub-matrix 12 of the peripheral matrix envelope and of the central matrix envelope for thus constitute the matrix 10.
On dispose donc maintenant d'un poinçon 20 et d'une matrice 10, tous les deux constitués de béton de résine époxy habillé d'une enveloppe métallique dont le seul défaut éventuel est que peut-être l'enve¬ loppe métallique n'est pas parfaitement plaquée contre le béton de résine époxy ; toutefois, il est clair que lors de l'emboutissage de la première pièce, par la force des choses, les enveloppes métalliques vont se trouver complètement plaquées sur le béton de résine époxy et l'expérience prouve qu'il n'y a aucune raison pour qu'elle ne reste pas en place.So now we have a punch 20 and a die 10, both made of epoxy resin concrete covered with a metal casing, the only possible defect is that perhaps the metal envelope is not perfectly pressed against epoxy resin concrete; However, it is clear that during the stamping of the first part, by force of circumstances, the metal envelopes will be completely plated on the concrete of epoxy resin and experience proves that there is no reason. so that it does not stay in place.
Bien entendu, un tel outillage muni d'une enveloppe métallique est bien plus résistant à l'usure que l'outillage connu, toutefois il est préférable que tant à l'étape f que à l'étape i, on procède à l'em¬ boutissage respectivement d'un nombre N et 2N de piè¬ ces pour disposer d'enveloppes de rechange ; ainsi, en cas d'usure de l'outillage, il sera possible de des¬ souder une enveloppe usée et de la remplacer par une enveloppe neuve ; la description qui a été faite a
surtout insisté sur le poinçon et la matrice dont les formes sont bien plus complexes que la forme du serre- flan mais il est clair que pour le serre-flan on peut, si nécessaire, procéder de la même manière, notamment au cours des étapes f et g, en prévoyant le détourage de l'enveloppe serre-flan 35, étape h' , et sa soudure 39 sur le caisson métallique 31 du serre-flan.Of course, such a tool provided with a metal casing is much more resistant to wear than the known tool, however it is preferable that both in step f and in step i, one proceeds to the em ¬ boutissage respectively of a number N and 2N of pi¬ these to have spare envelopes; thus, in the event of wear of the tool, it will be possible to des¬ weld a worn casing and to replace it with a new casing; the description that was made has especially insisted on the punch and the matrix whose forms are much more complex than the shape of the blank holder but it is clear that for the blank holder we can, if necessary, proceed in the same way, in particular during the stages f and g, by providing for the clipping of the blank holder 35, step h ′, and its welding 39 on the metal box 31 of the blank holder.
Pour le métal de l'enveloppe, on peut choi¬ sir de l'acier doux, du laiton, de l'aluminium ou tout autre métal convenable pour se prêter, d'une part aux emboutissages du procédé de fabrication revendiqué, d'autre part à l'emboutissage des pièces de tôle à fa¬ briquer.For the metal of the envelope, it is possible to choose mild steel, brass, aluminum or any other suitable metal to lend itself, on the one hand to the stampings of the claimed manufacturing process, on the other part in the stamping of sheet metal parts to be briquetted.
On peut encore prévoir, pour conserver in¬ tact le maître-modèle, de procéder à un moulage et un contre-moulage d'une réplique d'une maître-modèle pour éviter l'habillage direct du maître-modèle avec la cire calibrée de double épaisseur ; dans les moules connus tel que celui représenté à la figure 1, il est classique d'utiliser des inserts métalliques, non re¬ présentés, disposés aux endroits de forte usure, c'est-à-dire aux endroits où la tôle à obtenir a une forme particulière, ces inserts métalliques ne sont évidemment pas incompatibles avec le procédé selon 1 ' invention.
It is also possible, in order to keep the master model intact, to carry out a molding and a counter-molding of a replica of a master model to avoid direct dressing of the master model with the calibrated wax of double thickness; in known molds such as that shown in FIG. 1, it is conventional to use metal inserts, not shown, placed in places of high wear, that is to say in places where the sheet to be obtained has a particular form, these metal inserts are obviously not incompatible with the process according to one invention.
Claims
R E V E N D I C A T I O N S 1°) Procédé de fabrication d'un outillage, essentiellement un poinçon et une matrice à base de béton de résine époxy, à utiliser pour l'emboutissage et le calibrage de pièces en tôle, la fabrication de l'outillage s'effectuant à partir d'un maître-modèle intérieur-tôle, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) habillage du maître-modèle intérieur-tôle avec une cire calibrée dont l'épaisseur est le double de l'épaisseur de la tôle, b) coulée, à l'aide du maître-modèle ainsi habillé, d'une sous-matrice en béton de résine époxy à loger dans un caisson métallique, c) habillage de la sous-matrice avec une cire calibrée dont l'épaisseur est le triple de l'épaisseur de la tôle, d) coulée, à l'aide de la sous-matrice ainsi habillée, d'un sous-poinçon en béton de résine époxy à loger dans un caisson métallique, e) déshabillage de la sous-matrice par enlèvement de la cire calibrée, f) emboutissage d'au moins une enveloppe-poinçon en métal au moyen de la sous-matrice et du sous- poinçon, g) détourage de l'enveloppe-poinçon, h) soudure de l'enveloppe-poinçon détourée sur le caisson métallique du sous-poinçon pour constituer ainsi le poinçon, i) emboutissage d'au moins deux enveloppes matrices en métal au moyen de la sous-matrice et du poinçon, j ) détourage des deux enveloppes matrices pour consti¬ tuer, d'une part, une enveloppe matrice périphéri¬ que, et, d'autre part, une enveloppe matrice cen¬ trale, les deux détourages étant distants, en se
recouvrant, l'un l'autre d'une largeur constante prédéterminée (Δh), k) soudure bord à bord et sur le caisson métallique de la sous-matrice, de l'enveloppe matrice périphéri¬ que et de l'enveloppe matrice cadastrale pour cons¬ tituer ainsi la matrice.CLAIMS 1 °) Method of manufacturing a tool, essentially a punch and a matrix based on concrete of epoxy resin, to be used for the stamping and the calibration of sheet metal parts, the manufacture of the tool being carried out starting from an interior-sheet master model, characterized in that it comprises the following stages: a) dressing of the interior-sheet master model with a calibrated wax the thickness of which is twice the thickness of the sheet , b) casting, using the master model thus dressed, of an epoxy resin concrete sub-matrix to be housed in a metal box, c) dressing of the sub-matrix with a calibrated wax whose thickness is three times the thickness of the sheet, d) casting, using the sub-matrix thus dressed, of an epoxy resin concrete sub-punch to be housed in a metal box, e) stripping of the sub-matrix by removing the calibrated wax, f) stamping of at least one metal punch envelope by means of the sub-matrix ice and the sub-punch, g) clipping of the punch envelope, h) welding of the cut punch envelope on the metal box of the sub-punch to thus form the punch, i) stamping of at least two envelopes metal matrices by means of the sub-matrix and the punch, j) clipping of the two matrix envelopes to constitute, on the one hand, a peripheral matrix envelope that, and, on the other hand, a matrix envelope cen¬ trale, the two clipping being distant, overlapping each other with a predetermined constant width (Δh), k) edge-to-edge welding and on the metal box of the sub-matrix, of the peripheral matrix envelope and of the cadastral matrix envelope to thus constitute the matrix.
2°) Procédé de fabrication d'un outillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la largeur constante prédéterminée (Δh) est sensi¬ blement égale à l'épaisseur de la tôle, et en ce que la zone de détourage est choisie dans le secteur le plus pentu du maître-modèle.2) A method of manufacturing a tool according to the preceding claim, characterized in that the predetermined constant width (Δh) is substantially equal to the thickness of the sheet, and in that the clipping area is chosen in the steepest sector of the master model.
3e) Procédé de fabrication d'un outillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, après l'étape (k), lors de l'emboutissage de la pre¬ mière pièce, s'effectue la mise en place définitive de chaque enveloppe par plaquage respectif contre le bé¬ ton en résine époxy.3 e ) A method of manufacturing a tool according to claim 1 or 2, characterized in that, after step (k), during the stamping of the first part, the final positioning is carried out of each envelope by respective plating against the concrete in epoxy resin.
4*) Procédé de fabrication d'un outillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape (f) on procè¬ de à l'emboutissage d'un nombre (N) d'enveloppes poin¬ çons, au cours de l'étape (i) on procède à l'emboutis¬ sage d'un nombre (2N) d'enveloppes matrices, ceci en vue de la maintenance de l'outillage par interchangea¬ bilité des enveloppes qui sont des pièces d'usure.4 * ) A method of manufacturing a tool according to any one of the preceding claims, characterized in that during step (f) one proceeds to the stamping of a number (N) of punched envelopes, during step (i) a stamping of a number (2N) of matrix envelopes is carried out, with a view to maintaining the tooling by interchangeability of the envelopes which are wearing parts.
5°) Procédé de fabrication d'un outillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en vue de la fabrication des serres flans de l'outillage, on procède similairement et en synchronisme avec les étapes prédéfinies, notam¬ ment les étapes (f et g), et en prévoyant en outre une étape (h1 ) pour la soudure d'une enveloppe serre-flan sur le caisson métallique du serre-flan.5 °) A method of manufacturing a tool according to any one of the preceding claims, characterized in that, for the purpose of manufacturing the blanks of the tool, one proceeds similarly and in synchronism with the predefined steps, in particular ment steps (f and g), and further providing a step (h 1 ) for the welding of a blank holder on the metal box of the blank holder.
6°) Procédé de fabrication d'un outillage
selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal des enveloppes est de l'acier doux, ou du laiton, ou de l'aluminium.6 °) Method of manufacturing a tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the metal of the envelopes is mild steel, or brass, or aluminum.
7e) Procédé de fabrication d'un outillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'avant l'étape (a) on procède, par moulage et contre-moulage, à la fabrication d'une ré¬ plique du maître-modèle destinée à être utilisée à l'étape (a), de sorte que le maître-modèle est conser¬ vé intact.
7 e ) A method of manufacturing a tool according to any one of the preceding claims, characterized in that before step (a) one proceeds, by molding and counter-molding, to the manufacture of a replica of the master model intended to be used in step (a), so that the master model is kept intact.
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|---|---|---|---|
| FR9208840A FR2693670B1 (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | METHOD FOR MANUFACTURING A DRAWING AND CALIBRATION TOOL FROM A MASTER MODEL. |
| AU58622/94A AU5862294A (en) | 1992-07-17 | 1994-01-14 | Process for the manufacture of stamping and sizing tools based on a master mould |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=26229602
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| PCT/FR1994/000048 WO1995019234A1 (en) | 1992-07-17 | 1994-01-14 | Process for the manufacture of stamping and sizing tools based on a master mould |
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 13, no. 163 (M - 816)<3511> 19 April 1989 (1989-04-19) * |
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