WO2010010261A1 - Procede de mise en forme de plusieurs variantes d'une piece en tole, outil de mise en forme ainsi que dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de mise en forme de plusieurs variantes d'une piece en tole, outil de mise en forme ainsi que dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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WO
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blank
variant
tool
variants
stamping
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/051242
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Inventor
Moïse CARON
Stéphane CHEVAL
Christophe Barry
Ghislaine Prajescu
Original Assignee
Peugeot Citroën Automobiles SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks

Definitions

  • the present invention relates to a method of shaping several variants of a sheet metal part, a shaping tool and a device for implementing this method, this part being able in particular to be a part for a vehicle automobile.
  • the present invention relates to a method of shaping a roof of a roof of a vehicle.
  • a pavilion is usually made of sheet metal. It is manufactured during a shaping process with successive operations proper stamping, trimming, punching and lifting.
  • the manufacture of a pavilion of a vehicle roof will now serve as an illustration of an application of the method of shaping a sheet metal part object of the invention without this being limiting.
  • stamping process a sheet is deformed using a movable punch relative to a fixed die, the sheet being inserted between the punch and the die.
  • the stamping step is followed by trimming and punching steps performed using a cutting punch moved transversely to the direction of travel of the die. For this, it is necessary to exert a counter-support against the force of the cutting punch, which is done by maintaining the stamped part with a new matrix coming into contact with the face of the part corresponding to the stamping die.
  • a stamping process similar to a process of embossing a conventional pavilion but with specific adaptations of the tools used in relation to the dimensions of this roof pavilion. different from those of a classical pavilion.
  • the conventional pavilion variant is not manufactured using common stamping tools with the variant of panoramic roof pavilion and each pavilion variant has its specific stamping tools, or five tools for a conventional pavilion and five stamping tools for a roof with panoramic roof.
  • the length of a panoramic roof pavilion is shorter than the length of a conventional pavilion, when for a stamping operation, the front or rear part of this panoramic roof pavilion is positioned for treatment, there is a risk of crushing the opposite rear or front part of this panoramic roof pavilion which is not placed at the same location of the shaping tool used as the corresponding part of a longer classical pavilion.
  • a panoramic roof pavilion does not have the same front and rear parts as a classic pavilion and these two pavilions do not have the same shape.
  • the object of the present invention is to standardize the forming processes and the tools used in shaping a set of variants of a given type of sheet metal parts, these variants differing in particular in their length.
  • the subject of the invention is a process for shaping a variant of a sheet metal part, said part having several variants with front and rear ends connected by a longitudinal part of different length, said method comprising the following steps:
  • stamping along the length of said blank, this stamping being carried out with a specific tool adapted to the length of said blank, - positioning of the blank in the working position by its similar end portion, stamping said end portion similar to the blank, this stamping being performed by a common tool for the different variants, the stamping pressure not being applied in the area of the blank corresponding to said end different from at least the variant having the shortest length.
  • the method comprises, after the first stamping step, a specific cutting step for each blank, this cutting being carried out with a specific tool, adapted to the length of the stamped blank, and after the second stamping step. a step of trimming of said similar end portion of the blank and sides of its longitudinal portion, this trimming being performed by a common tool for the different variants, without application of the tool in the area of the blank corresponding to said end different from at least the variant having the shortest length.
  • at least one variant of the part, other than the variant having the shortest length is subsequently subjected to a shaping step for resuming the shaping work on said zone.
  • the invention also relates to a tool for implementing such a method, this tool being used in the second stamping step and in the cutting step that follows said second step, characterized in that it carries the at least one transverse shape providing a spacing between its working surface and the stamped blank, this transverse shape being opposite the region of the blank corresponding to said different end of the variant having the shortest length.
  • said shape is a transverse groove.
  • the invention also relates to a device for implementing such a method, this device comprising stamping tools and tools for additional operations such as trimming, punching, lifting, characterized in that it includes at least one tool common to all variants for their shaping, said tool having a transverse shape providing a spacing between its working surface and the stamped blank, this transverse shape being located vis-à-vis the area of the blank corresponding to said end different from the variant having the shortest length.
  • the device has two specific tools for each blank and two of said tools to all variants having a transverse shape.
  • the common tool when there are more than two variants, has as many transverse forms of spacing as the number of variants decreased by one, each transverse shape being in front of the corresponding blank area at the different end of each variant not having the maximum length.
  • the invention also relates to a motor vehicle roof liner, with a variant of standard form and at least one variant in the form of a panoramic roof liner having a reduced length compared to the standard variant, characterized in that it is manufactured according to such a method or with such a device, said similar end being its rear end.
  • the variant roof panoramic roof has at the base of its front end, making said different end, an extension piece forming a support for the panoramic window to add to said flag.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a top view of a vehicle roof roof blank, showing the locations on this blank of the various stamping or stamping operations carried out thereon,
  • FIG. 2 is a schematic representation of a three-quarter lateral view of the rear of a panoramic roof pavilion and of a conventional roof pavilion having the common characteristics of the roof according to the invention
  • FIG. 3 is a diagrammatic representation in plan view of a half portion of a normal roof pavilion placed next to a half section of panoramic roof pavilion, showing the common parts of these two pavilions,
  • FIG. 4 is a schematic representation of a section of a roof pavilion undergoing an operation on its rear part made with a common tool for a normal roof pavilion and a panoramic roof pavilion.
  • the sheet metal part shown in illustration is a motor vehicle roof liner. It is understood that the sheet metal part, according to the present invention, may be another sheet metal part, for example but not only a motor vehicle, in particular a bodywork part, such as a hood, a rear flap, a wall of chest.
  • a bodywork part such as a hood, a rear flap, a wall of chest.
  • Figure 1 shows the various stamping operations and associated operations that undergoes a preliminary piece of sheet metal to become a roof panoramic roof.
  • This preliminary sheet metal part will be designated by the name blank but is also called blank and refers to the raw material that has not yet been stamped.
  • a stamping process is practiced using high-power stamping presses equipped with special tools which generally comprise a hollow matrix, conforming to the shape of a face of the blank, a punch, in relief, conforming to the shape of the opposite face of the blank, this punch being advantageously surrounded by a blank holder.
  • the principle of stamping is based on the plastic deformation of the blank consisting of an elongation or local shrinkage of the sheet to obtain the desired shape on the final piece.
  • the elongated areas of the preform have a decreased thickness and the areas of the preform subjected to shrinkage are thickened or folded on their surface. These areas are to be avoided and the tools are configured to limit the formation of such areas and / or move them to portions of the blank that will be removed in a subsequent step of the shaping process.
  • the matrix must have a surface condition that does not present any risk of tearing the blank and make it possible to limit the appearance of the zones with folds or to block them in certain parts of the blank.
  • stamping tools and additional operations to this stamping are therefore very expensive and very specialized. It is therefore appropriate to limit, as long as possible, the number of tools used for a process of shaping such a part.
  • the blank E undergoes a stamping operation P4 of its rear part, for example to form a gutter as in Figure 1, then a cutting operation, lifting and punching P5.
  • the first condition is that the rear part of each variant of the final part and therefore of its blank which will be subjected to the steps P4 and P5, here a panoramic roof and a roof of conventional roof, must be strictly the same for all variants.
  • the second condition is that the curve of each variant of the final part and therefore of its blank must be strictly the same for all variants.
  • curve of the room it is understood the shape of the upper face of the room.
  • Figures 2 and 3 are respectively a three-quarter lateral view of the rear of a panoramic roof pavilion and a normal roof pavilion, and a top view of a half part of normal roof pavilion set to side of a half section of panoramic roof pavilion, showing the common areas of these two horns, the horns shown in these figures being formed in accordance with the present invention.
  • roof top variants have been grouped together in Figure 2 for comparison purposes, they are not formatted at the same time.
  • a panoramic roof pavilion 1 and a normal roof pavilion have the same rear part 3 and the same side parts common to both pavilions.
  • the upper surface of the two flags 1 and 1 ' is identical to the common rear portion 3 of these flags up to the front end Ib of the panoramic roof pavilion 1.
  • a panoramic roof lodge 1 has at its front end a piece 2 in extension of the lower part of its front end Ib, serving as a support for receiving the window extending the roof 1 on the roof of the vehicle.
  • this part 2 in extension is on the lower surface of the flag 1 and is in the form of a bracket with its lower part substantially parallel to the flag.
  • This piece 2 in extension protrudes from the front portion Ib of the roof panoramic roof 1 and its lower part. There is therefore a risk that the front portion Ib of this flag 1, including this piece 2 in extension, is damaged during the formatting process of the flag.
  • the present invention provides that the shaping tools used in common for a normal pavilion and a roof pavilion panoramic 1 include, in the zone 4 corresponding to the presence of this piece 2 in extension, a shape for maintaining a spacing between them and this piece 2 in extension, so that it is not subjected to any pressure and is damaged during formatting operations.
  • This shape is necessary so as not to crush the front end of the roof roof panoramic which is the shortest, and the extension piece associated with this front end.
  • This shape may be in the form of a transverse groove, not shown in the figures, or any other means for maintaining said spacing.
  • the latter comprises at least one common tool for setting in the form of all the room variants for each step P4 or P5 described in Figure 1, so two tools in total for these two steps.
  • the device for implementing the method comprises at least one common tool having a transverse shape providing a spacing between its working surface and the blank to be shaped, this transverse shape being -vis the area of the blank corresponding to the front end of the variant having the shortest length.
  • the device according to the invention has two specific tools for each blank and two of said tools having a transverse shape, said tools being common to the blanks.
  • the tool has as many transverse forms of spacing as the number of variants decreased by one, this transverse form being in front of the zone of the blank corresponding to the non-similar end of each variant not having the maximum length.
  • the method according to the present invention carries out a method of shaping a variant of a sheet metal part 1, 1 ', said part having several variants with front ends Ib and rear the connected by a longitudinal part of different length, said method comprising the following steps: - design variants so that they all have a front end portion Ib or rear the similar with a same curve, this end being called similar end la and l another opposite end being called a different end Ib, said similar end portion extending along the length of the shorter variant,
  • the sheet metal part to be shaped is not limited to a substantially rectangular piece as the flag 1 or the shown in FIGS.
  • there may be more than two variants unlike the roof pavilion with its classic roof variant and roof pavilion panoramic. Disengagement may be provided for said different end of each blank having a reduced length variant with respect to the longer variant.
  • a shaping device with at least one tool common to more than two variants, this tool having disengagement parts associated with the different end of each variant and corresponding to a specific length of the part variant, this with the exception of the longer room variant.
  • the method comprises, after the first stamping step, a specific step of trimming for each variant, this trimming being carried out with a specific tool, adapted to the length of the stamped blank, and after the second stamping step, a step of trimming said end portion of the blank and sides of its longitudinal portion, this trimming being performed by a common tool for the different blanks, without application of the tool in the area of the blank corresponding to said end different from at least the variant having the shortest length.
  • these variants may undergo a resumption of shaping work adapted at least in the area corresponding to said different end of the shorter length variant.
  • At least the part variant, other than that presenting the smallest length is subsequently subjected to a shaping step for resuming the shaping work on said area.
  • the method according to the present invention therefore relates to at least one variant of a piece that can be described as a standard and a variant of a piece of reduced length. It is however obvious that the present invention may also relate to a standard part variant and a reduced width part variant. The wording of the method remains substantially unchanged with the only modification being the replacement of a similar rear or front end for the two pieces by a similar longitudinal edge for these two pieces.
  • the present invention makes it possible to use two stamping tools that are specific to each flag variant, during the steps P2 and P3, shown in FIG. 1, as well as two stamping tools that are common during the steps P4 and P5.
  • the succession of forming processes can be as follows. A series of a part variant is manufactured, followed by a series of another variant of this piece. During this change of series, only the two tools corresponding to steps P2 and P3 described in FIG. 1 are to be changed.
  • Figure 4 shows a section of a roof pavilion, showing the superposition of a conventional roof pavilion with a panoramic roof pavilion 1, both made in accordance with the present invention.
  • the common part 5 to the two flags has the same curve, that is to say the same upper surface.
  • the two superposed pavilions 1 of FIG. 4 also have the same rear face FP3 to be shaped, as well as the same side edges as far as the end of the panoramic roof pavilion ending in its front edge and the extension piece 2, forming a support for the panoramic window, in its lower part.
  • the rear end has been worked but does not form the final rear gutter 3 yet.
  • the punch 7 is pressed, in particular by being guided by elements such as a blank holder 8 cooperating with another blank holder disposed in the common part 5, on the other side of said punch 7, essentially in the Y direction against the FP3 profile of the gutter blank.
  • the other side of the FP3 profile is supported by a die 6 pressed against it according to the arrow X. It follows the formation of the final profile FF of the gutter 3. As the deformation of the blank is plastic by exceeding the yield strength and the stamping does not fully plasticize the blank thus stamped, a springback study is necessary to ensure the final assembly.
  • the step of the shaping process concerning the similar rear part for the normal roof pavilion and for the panoramic roof pavilion 1, is done with the same tool, the common part 5 also being subjected to the action of a mean of pression.
  • the front end Ib of the roof panoramic roof 1 and the extension piece 2 could be crushed, which is not the case according to the the present invention, since the tool comprises a shape enabling it to be disengaged from contact with the blank by creating a spacing between this tool and the blank.
  • the process steps of the panoramic roof pavilion 1 are identical to those of the normal roof pavilion, with the difference that the length of the shaping depends directly on the length of the pavilion treated.
  • the invention is not limited to the embodiment described and illustrated which has been given by way of example.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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Abstract

L' invention concerne un procédé de mise en forme de plusieurs variantes d'une pièce en tôle, un outil de mise en forme ainsi qu'un dispositif pour la mise en oevre de ce procédé. Le dispositif pour la mise en oevre du procédé, comprenant des outils d'emboutissage et des outils pour des opérations additionnelles telles que le détourage, le poinçonnage, le relevage, est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un outil commun à toutes les variantes pour leur mise en forme, ledit outil présentant une forme transversale réalisant un espacement (4) entre sa surface de travail et l'ébauche (E) emboutie, cette forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche (E) correspondant à ladite extrémité différente (1b) de la variante présentant la plus petite longueur. Application dans le domaine de la mise en forme des pièces en tôle, notamment pour véhicules automobiles.

Description

« Procédé de mise en forme de plusieurs variantes d'une pièce en tôle, outil de mise en forme ainsi que dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé»
La présente invention concerne un procédé de mise en forme de plusieurs variantes d'une pièce en tôle, un outil de mise en forme ainsi qu'un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé, cette pièce pouvant être notamment une pièce pour un véhicule automobile.
Plus particulièrement mais de manière non limitative, la présente invention concerne un procédé de mise en forme d'un pavillon d'un toit d'un véhicule. Un tel pavillon est en général en tôle. Il est fabriqué lors d'un procédé de mise en forme avec des opérations successives proprement dites d'emboutissage, de détourage, de poinçonnage et relevage. La fabrication d'un pavillon d'un toit de véhicule va maintenant servir d'illustration d'une application du procédé de mise en forme d'une pièce en tôle objet de l'invention sans que cela soit limitatif.
Pour la fabrication d'un tel pavillon, il est nécessaire d'utiliser pas moins de cinq outils d'emboutissage ou d'opérations additionnelles. Lors d'un procédé d'emboutissage, on déforme une tôle à l'aide d'un poinçon mobile par rapport à une matrice fixe, la tôle étant intercalée entre le poinçon et la matrice.
Dans certains cas, l'étape d'emboutissage est suivie d'étapes de détourage et de poinçonnage réalisées à l'aide d'un poinçon de découpe déplacé transversalement par rapport à la direction de déplacement de la matrice. Pour cela, il est nécessaire d'exercer un contre-appui à l' encontre de la force du poinçon de découpe, ce qui est fait en maintenant la pièce emboutie à l'aide d'une nouvelle matrice venant en contact avec la face de la pièce correspondant à la matrice d'emboutissage. Avec l'apparition de pavillons de toit panoramique, certains modèles de pavillon présentent une vitre ajoutée et les dimensions de ces modèles de pavillon varient de manière conséquente, notamment en longueur. Le pavillon de toit panoramique est fabriqué en faisant subir à sa partie en tôle un procédé d'emboutissage similaire à un procédé d'emboutissage d'un pavillon classique mais avec des adaptations spécifiques des outils utilisés en rapport avec les dimensions de ce pavillon de toit panoramique différentes de celles d'un pavillon classique .
Ceci se traduit par l'obligation d'utiliser des outils d'emboutissage spécifiques pour la variante de pavillon de toit panoramique. Actuellement, pour un même type de véhicule, la variante de pavillon classique n'est pas fabriquée en utilisant des outils d'emboutissage communs avec la variante de pavillon de toit panoramique et chaque variante de pavillon a ses outils d'emboutissage spécifiques, soit cinq outils pour un pavillon classique et cinq outils d'emboutissage pour un pavillon à toit panoramique .
Il a été essayé depuis longtemps de réduire le nombre de ces outils et d'utiliser des outils pour la mise en forme d'un pavillon classique également pour la mise en forme d'un pavillon panoramique.
Ceci se heurte au problème engendré par les dimensions différentes des deux types de pavillon.
Comme la longueur d'un pavillon pour toit panoramique est plus courte que la longueur d'un pavillon classique, quand pour une opération d'emboutissage, la partie avant ou arrière de ce pavillon de toit panoramique est positionnée pour traitement, il y a un risque d'écrasement de la partie opposée arrière ou avant de ce pavillon de toit panoramique qui n'est pas placée au même endroit de l'outil de mise en forme utilisé que la partie correspondante d'un pavillon classique plus long.
De même, en général, un pavillon de toit panoramique ne présente pas les mêmes parties avant et arrière qu'un pavillon classique et ces deux pavillons n'ont pas le même galbe.
La présente invention a pour but de normaliser les procédés de mise en forme et les outils utilisés dans la mise en forme d'un ensemble de variantes d'un type donné de pièces en tôle, ces variantes différant notamment par leur longueur.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mise en forme d'une variante d'une pièce en tôle, ladite pièce présentant plusieurs variantes avec des extrémités avant et arrière reliées par une partie longitudinale de longueur différente, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- conception des variantes afin qu'elles présentent toutes une partie d'extrémité avant ou arrière similaire avec un même galbe, cette extrémité étant dénommée extrémité similaire et l'autre extrémité opposée étant dénommée extrémité différente, ladite partie d'extrémité similaire s' étendant sur la longueur de la moins longue des variantes, - réalisation d'une ébauche correspondant à la variante à mettre en forme,
- emboutissage sur la longueur de ladite ébauche, cet emboutissage étant effectué avec un outil spécifique adapté à la longueur de ladite ébauche, - positionnement de l'ébauche en position de travail par sa partie d'extrémité similaire, emboutissage de ladite partie d'extrémité similaire de l'ébauche, cet emboutissage étant réalisé par un outil commun pour les différentes variantes, la pression d'emboutissage n'étant pas appliquée dans la zone de l'ébauche correspondant à ladite extrémité différente d'au moins la variante présentant la plus petite longueur.
Avantageusement, le procédé comprend, après la première étape d'emboutissage, une étape de détourage spécifique pour chaque ébauche, ce détourage étant effectué avec un outil spécifique, adapté à la longueur de l'ébauche emboutie, et après la seconde étape d'emboutissage, une étape de détourage de ladite partie d'extrémité similaire de l'ébauche et des côtés de sa partie longitudinale, ce détourage étant réalisé par un outil commun pour les différentes variantes, sans application de l'outil dans la zone de l'ébauche correspondant à ladite extrémité différente d'au moins la variante présentant la plus petite longueur. Avantageusement, au moins une variante de pièce, autre que la variante présentant la plus petite longueur, est soumise ultérieurement à une étape de mise en forme pour la reprise du travail de mise en forme sur ladite zone . L' invention concerne également un outil pour la mise en œuvre d'un tel procédé, cet outil étant utilisé dans la seconde étape d'emboutissage et dans l'étape de détourage qui suit ladite seconde étape, caractérisé en ce qu' il porte au moins une forme transversale réalisant un espacement entre sa surface de travail et l'ébauche emboutie, cette forme transversale se situant en vis-à- vis de la zone de l'ébauche correspondant à ladite extrémité différente de la variante présentant la plus petite longueur. Avantageusement ladite forme est une rainure transversale .
L' invention concerne également un dispositif pour la mise en œuvre d'un tel procédé, ce dispositif comprenant des outils d'emboutissage et des outils pour des opérations additionnelles telles que le détourage, le poinçonnage, le relevage, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un outil commun à toutes les variantes pour leur mise en forme, ledit outil présentant une forme transversale réalisant un espacement entre sa surface de travail et l'ébauche emboutie, cette forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche correspondant à ladite extrémité différente de la variante présentant la plus petite longueur.
Selon des caractéristiques additionnelles de la présente invention : le dispositif présente deux outils spécifiques pour chaque ébauche et deux desdits outils à tous les variantes présentant une forme transversale.
- quand il y a plus de deux variantes, l'outil commun présente autant de formes transversales d'espacement que le nombre de variantes diminué de un, chaque forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche correspondant à l'extrémité différente de chaque variante ne présentant pas la longueur maximale .
L' invention concerne également un pavillon de toit de véhicule automobile, avec une variante de forme standard et au moins une variante sous la forme d'un pavillon de toit panoramique présentant une longueur réduite par rapport à la variante standard, caractérisé en ce qu' il est fabriqué conformément à un tel procédé ou avec un tel dispositif, ladite extrémité similaire étant son extrémité arrière.
Préférentiellement , la variante pavillon de toit panoramique présente à la base de son extrémité avant, réalisant ladite extrémité différente, une pièce de prolongement formant support pour la vitre panoramique à adjoindre audit pavillon.
L'effet technique obtenu est une diminution du nombre d'outils nécessaires lors de l'emboutissage de la partie similaire à toutes les variantes. L' invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative en regard des figures annexées, dans lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'une ébauche de pavillon de toit de véhicule, montrant les emplacements sur cette ébauche des différentes opérations d'emboutissage ou associées à l'emboutissage, effectuées sur celle-ci,
- la figure 2 est une représentation schématique d'une vue de trois quart latéral de l'arrière d'un pavillon de toit panoramique et d'un pavillon de toit classique présentant les caractéristiques communes du pavillon conformément à l'invention,
- la figure 3 est une représentation schématique en vue de dessus d'une demie partie de pavillon de toit normal mise à côté d'une demie partie de pavillon de toit panoramique, montrant les parties communes de ces deux pavillons,
- la figure 4 est une représentation schématique d'une coupe d'un pavillon de toit subissant une opération sur sa partie arrière faite avec un outillage commun pour un pavillon de toit normal et un pavillon de toit panoramique .
Dans ce qui va suivre, la pièce en tôle montrée en illustration est un pavillon de toit de véhicule automobile. Il est entendu que la pièce en tôle, selon la présente invention, peut être une autre pièce en tôle, par exemple mais pas seulement d'un véhicule automobile, notamment une pièce de carrosserie, comme un capot, un volet arrière, une paroi de coffre.
La figure 1 montre les diverses opérations d'emboutissage et opérations associées que subit une pièce préliminaire en tôle devant devenir un pavillon de toit panoramique. Cette pièce préliminaire en tôle sera désignée par l'appellation ébauche mais est aussi appelée flan et désigne la matière brute qui n'a pas été encore emboutie.
Un procédé d'emboutissage se pratique à l'aide de presses à emboutir de forte puissance munies d'outillages spéciaux qui comportent, en général, une matrice, en creux, épousant la forme d'une face de l'ébauche, un poinçon, en relief, épousant la forme de la face opposée de l'ébauche, ce poinçon étant avantageusement entouré par un serre-flan.
Le principe de l'emboutissage est basé sur la déformation plastique de l'ébauche consistant en un allongement ou un rétreint local de la tôle pour l'obtention de la forme désirée sur la pièce finale. Les zones de l'ébauche soumises à un allongement présente une épaisseur amoindrie et les zones de l'ébauche soumises à un rétreint subissent un épaississement ou la formation de plis sur leur surface. Ces zones sont à éviter et les outils sont configurés pour limiter la formation de telles zones et/ou les déplacer dans des parties de l'ébauche qui seront éliminées dans une étape ultérieure du procédé de mise en forme.
Ainsi, après une opération d'emboutissage, il est fréquent de procéder au détourage de la pièce, c'est-à- dire à l'élimination des parties de contour devenues inutiles, ces parties présentant souvent des malformations comme des plis ou des surépaisseurs de matière .
La matrice doit présenter un état de surface ne présentant aucun risque de déchirure de l'ébauche et permettre de limiter l'apparition des zones avec des plis ou les cantonner dans certaines parties de l'ébauche.
La conception et la mise au point des outils d'emboutissage et d'opérations additionnelles à cet emboutissage sont donc très coûteuses et très spécialisées. Il convient donc de limiter, tant que possible, le nombre d'outils servant à un procédé de mise en forme d'une telle pièce.
A la figure 1, l'ébauche E subit une opération d'emboutissage P2, concernant toute sa surface, suivie d'une opération de détourage associée P3.
Comme ces étapes de procédé concernent l'ébauche E entière, il n'est pas possible de concevoir des outils pouvant servir au travail d'ébauches de différentes dimensions, notamment de longueurs différentes et ces outils P2 et P3 sont spécifiques pour chaque ébauche et ne peuvent être mis en commun pour toutes les variantes.
Ensuite, l'ébauche E subit une opération d'emboutissage P4 de sa partie arrière, par exemple pour former une gouttière comme à la figure 1, puis une opération de détourage, relevage et poinçonnage P5.
Comme ces étapes du procédé de mise en forme de l'ébauche sont limitées à une partie de l'ébauche, les outils pour la mise en œuvre de ce procédé peuvent être mutualisés pour différentes variantes d'ébauche sous cependant quelques conditions.
La première condition est que la partie arrière de chaque variante de pièce finale et donc de son ébauche qui va être soumise aux étapes P4 et P5, ici un pavillon de toit panoramique et un pavillon de toit classique, doit être rigoureusement la même pour toutes les variantes .
La seconde condition est que le galbe de chaque variante de pièce finale et donc de son ébauche doit être rigoureusement le même pour toutes les variantes. Par galbe de la pièce, il est entendu la forme de la face supérieure de la pièce.
Les figures 2 et 3 sont respectivement une vue de trois quart latéral de l'arrière d'un pavillon de toit panoramique et d'un pavillon de toit normal, et une vue de dessus d'une demie partie de pavillon de toit normal mise à côté d'une demie partie de pavillon de toit panoramique, montrant les parties communes de ces deux pavillons, les pavillons montrés à ces figures étant formés selon la présente invention.
Il convient de souligner que si les variantes de pavillon de toit ont été regroupées à la figure 2 pour but de comparaison, leur mise en forme ne se fait pas bien sûr simultanément.
Un pavillon de toit panoramique 1 et un pavillon de toit normal l' présentent la même partie arrière 3 ainsi que les mêmes parties latérales communes aux deux pavillons. La surface supérieure des deux pavillons 1 et 1' est identique de la partie arrière 3 commune de ces pavillons jusqu'à l'extrémité avant Ib du pavillon de toit panoramique 1. Le pavillon de toit classique 1, de longueur plus grande que le pavillon de toit panoramique 1' se prolonge, sur toute une partie non commune avec le pavillon de toit panoramique 1, jusqu'à son extrémité avant, la face supérieure de cette partie du pavillon classique ne présentant pas de discontinuité avec la face supérieure commune aux deux pavillons 1 et l' et étant dans le prolongement de celle-ci.
Un pavillon de toit panoramique 1 présente à son extrémité avant une pièce 2 en prolongement de la partie inférieure de son extrémité avant Ib, servant comme support pour recevoir la vitre prolongeant ce pavillon 1 sur le toit du véhicule.
A la figure 2, cette pièce 2 en prolongement est à la surface inférieure de ce pavillon 1 et est sous forme d'une équerre avec sa partie inférieure sensiblement parallèle au pavillon. Cette pièce 2 en prolongement dépasse de la partie avant Ib du pavillon de toit panoramique 1 ainsi que de sa partie inférieure. Il y a donc un risque que la partie avant Ib de ce pavillon 1, notamment cette pièce 2 en prolongement, soit endommagée lors du procédé de mise en forme du pavillon. Pour remédier à ce problème, la présente invention prévoit que les outils de mise en forme utilisés en commun pour un pavillon normal l' et un pavillon de toit panoramique 1 comprennent, dans la zone 4 correspondante à la présence de cette pièce 2 en prolongement, une forme permettant de maintenir un espacement entre eux et cette pièce 2 en prolongement, afin que celle-ci ne soit soumise à aucune pression et ne soit endommagée lors des opérations de mise en forme.
Cette forme est nécessaire pour ne pas écraser l'extrémité avant du pavillon de toit panoramique qui est le plus court, ainsi que la pièce de prolongement associée à cette extrémité avant. Cette forme peut être sous la forme d'une rainure transversale, non montrée aux figures, ou d'un autre moyen quelconque permettant de maintenir ledit espacement.
En ce qui concerne le dispositif pour la mise en œuvre du procédé, comprenant des outils d'emboutissage et des outils pour des opérations additionnelles telles que le détourage, le poinçonnage, le relevage, celui-ci comprend au moins un outil commun pour la mise en forme de toutes les variantes de pièce pour chaque étape P4 ou P5 décrite à la figure 1, donc deux outils au total pour ces deux étapes.
Selon la présente invention, le dispositif pour la mise en œuvre du procédé comprend au moins un outil commun présentant une forme transversale réalisant un espacement entre sa surface de travail et l'ébauche à mettre en forme, cette forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche correspondant à l'extrémité avant de la variante présentant la plus petite longueur. Ainsi le dispositif selon l'invention présente deux outils spécifiques pour chaque ébauche et deux desdits outils présentant une forme transversale, lesdits outils étant communs aux ébauches.
Quand il y a plus de deux variantes, l'outil présente autant de formes transversales d'espacement que le nombre de variantes diminué de un, cette forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche correspondant à l'extrémité non similaire de chaque variante ne présentant pas la longueur maximale.
En relation avec les figures 1 à 3, le procédé selon la présente invention réalise Procédé de mise en forme d'une variante d'une pièce en tôle 1, l', ladite pièce présentant plusieurs variantes avec des extrémités avant Ib et arrière la reliées par une partie longitudinale de longueur différente, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: - conception des variantes afin qu'elles présentent toutes une partie d'extrémité avant Ib ou arrière la similaire avec un même galbe, cette extrémité étant dénommée extrémité similaire la et l'autre extrémité opposée étant dénommée extrémité différente Ib, ladite partie d'extrémité similaire la s' étendant sur la longueur de la moins longue des variantes,
- réalisation d'une ébauche E correspondant à la variante à mettre en forme,
- emboutissage P2 sur la longueur de ladite ébauche E, cet emboutissage P2 étant effectué avec un outil spécifique adapté à la longueur de ladite ébauche E,
- positionnement de l'ébauche E en position de travail par sa partie d'extrémité similaire la, emboutissage P4 de ladite partie d'extrémité similaire la de l'ébauche E, cet emboutissage P4 étant réalisé par un outil commun pour les différentes variantes, la pression d'emboutissage P4 n'étant pas appliquée dans la zone de l'ébauche E correspondant à ladite extrémité différente Ib d'au moins la variante présentant la plus petite longueur.
Selon l'invention, la pièce en tôle à mettre en forme n'est donc pas limitée à une pièce de forme sensiblement rectangulaire comme le pavillon 1 ou l' montré aux figures. De plus, pour une pièce donnée, il peut y avoir plus de deux variantes, contrairement au pavillon de toit avec sa variante pavillon classique et pavillon de toit panoramique. Un désengagement peut être prévu pour ladite extrémité différente de chaque ébauche présentant une variante de longueur réduite par rapport à la variante la plus longue. Ainsi, on obtient un dispositif de mise en forme avec au moins un outil commun à plus de deux variantes, cet outil présentant des parties de désengagement associées à l'extrémité différente de chaque variante et correspondant à une longueur spécifique de la variante de pièce, ceci à l'exception de la variante de pièce la plus longue .
Avantageusement, le procédé comprend après la première étape d'emboutissage, une étape de détourage spécifique pour chaque variante, ce détourage étant effectué avec un outil spécifique, adapté à la longueur de l'ébauche emboutie, et après la seconde étape d'emboutissage, une étape de détourage de ladite partie d'extrémité de l'ébauche et des côtés de sa partie longitudinale, ce détourage étant réalisé par un outil commun pour les différentes ébauches, sans application de l'outil dans la zone de l'ébauche correspondant à ladite extrémité différente d'au moins la variante présentant la plus petite longueur.
Préférentiellement , comme les parties des variantes, autres que la variante présentant la plus petite longueur, ces parties se trouvant sur chaque pièce dans la zone à la même distance de ladite extrémité similaire de référence que ladite extrémité différente de la variante la plus courte, n'ont pas subi de travail de mise en forme, ces variantes peuvent subir une reprise d'un travail de mise en forme adaptée au moins dans la zone correspondante à ladite extrémité différente de la variante de longueur la plus courte.
Ainsi, selon une caractéristique préférentielle du procédé selon l'invention, au moins la variante de pièce, autre que celle présentant la plus petite longueur, est soumise ultérieurement à une étape de mise en forme pour la reprise du travail de mise en forme sur ladite zone.
Quand il y a plus de deux variantes, ceci peut être fait pour l'extrémité différente de chaque variante, à l'exception de l'extrémité de la variante la plus longue.
Le procédé selon la présente invention concerne donc au moins une variante de pièce pouvant être qualifiée de standard et une variante de pièce de longueur réduite. II est cependant évident que la présente invention peut concerner aussi une variante pièce standard et une variante pièce de largeur réduite. Le libellé du procédé reste sensiblement inchangé avec comme seule modification le remplacement d'une extrémité similaire arrière ou avant pour les deux pièces par un bord longitudinal similaire pour ces deux pièces.
La présente invention permet d'utiliser deux outils d'emboutissage spécifiques à chaque variante de pavillon, lors des étapes P2 et P3, montrées à la figure 1, ainsi que deux outils d'emboutissage communs lors des étapes P4 et P5.
La succession des procédés de formage peut être la suivante. Une série d'une variante de pièce est fabriquée, suivie d'une série d'une autre variante de cette pièce. Lors de ce changement de série, seuls les deux outils correspondant aux étapes P2 et P3 décrites à la figure 1 sont à changer.
Il peut y avoir plusieurs types de pièces pour la même pièce, par exemple plusieurs types de pavillon de toit normal. De plus, ces types de pièces présentent au moins deux variantes, par exemple un pavillon de toit classique spécifique et un pavillon de toit panoramique. Les outils de mise en forme sont aussi à changer pour chaque type de pièces, par exemple chaque type de pavillon de toit classique. Ainsi pour un pavillon de toit classique, il peut exister cinq types de ce pavillon, chacun des types pouvant avoir encore une variante de pavillon à toit panoramique. Pour tous les types de pavillon, il existe cinq catégories d'outils qui sont fonctions de la taille du type de pavillon à toit classique. Il sera aisément constaté que la mutualisation d'un ou de plusieurs outils lors d'un procédé de mise en forme d'une variante de pièces procure un énorme avantage économique, étant donné qu'il existe indépendamment des variantes d'une pièce, plusieurs types de pièces.
En ce qui concerne la mise en forme des variantes d'une pièce selon le procédé de la présente invention, par exemple pour un type de pavillon classique et sa variante pavillon panoramique, ce sont six outils, c'est- à-dire deux outils spécifiques pour un toit normal, deux outils spécifiques pour un toit panoramique, ainsi que deux outils communs aux deux pavillons, qui sont nécessaires pour la fabrication des deux types de pavillon .
En comparaison, l'état de la technique utilise cinq outils pour chaque variante de pièce soit au total dix outils, étant donné qu'il n'y a pas d'outil commun aux deux pavillons.
Un exemple d'un dispositif d'emboutissage est montré à la figure 4. Cet exemple n'est en aucun limitatif et est donné seulement à but illustratif. La figure 4 montre une coupe d'un pavillon de toit, représentant la superposition d'un pavillon de toit classique avec un pavillon de toit panoramique 1, réalisés tous les deux conformément à la présente invention. La partie commune 5 aux deux pavillons présente le même galbe, c'est-à-dire la même surface supérieure. Les deux pavillons 1 superposés de la figure 4 présentent aussi la même face arrière FP3 à mettre en forme, ainsi que les mêmes bords latéraux jusqu'à la fin du pavillon de toit panoramique se terminant par son bord avant et la pièce de prolongement 2, formant support pour la vitre panoramique, dans sa partie inférieure. Lors de l'emboutissage et du détourage selon les étapes P2 et P3, l'extrémité arrière a été travaillée mais ne forme pas encore la gouttière arrière 3 finale.
La forme de l'ébauche de gouttière après ces étapes est indiquée par la référence FP3.
Ceci est fait lors des étapes P4 et P5. Le poinçon 7 est pressé, notamment en étant guidé par des éléments tels qu'un serre-flan 8 coopérant avec un autre serre- flan disposé dans la partie commune 5, de l'autre côté dudit poinçon 7, essentiellement dans la direction Y contre le profil FP3 de l'ébauche de gouttière. L'autre côté du profil FP3 est supporté par une matrice 6 pressée contre celui-ci selon la flèche X. Il s'ensuit la formation du profil final FF de la gouttière 3. Comme la déformation de l'ébauche se fait de façon plastique en dépassant la limite d'élasticité et que l'emboutissage ne plastifie pas entièrement l'ébauche ainsi emboutie, une étude de retour élastique est nécessaire pour assurer l'assemblage final. L'étape du procédé de mise en forme, concernant la partie arrière semblable pour le pavillon de toit normal et pour le pavillon de toit panoramique 1, se fait avec le même outil, la partie commune 5 étant aussi soumise à l'action d'un moyen de pression. Dans ces conditions, sans une adaptation spécifique de l'outil se trouvant sous le pavillon, l'extrémité avant Ib du pavillon de toit panoramique 1 ainsi que la pièce en prolongement 2 pourraient être écrasées, ce qui n'est pas le cas selon la présente invention, étant donné que l'outil comprend une forme permettant son désengagement d'un contact avec l'ébauche en créant un espacement entre cet outil et l'ébauche.
Les étapes de procédé du pavillon de toit panoramique 1 sont identiques à celles du pavillon de toit normal, avec comme différence la longueur de la mise en forme dépendant directement de la longueur du pavillon traité . L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mise en forme d'une variante d'une pièce en tôle (1, l'), ladite pièce présentant plusieurs variantes avec des extrémités avant (Ib) et arrière (la) reliées par une partie longitudinale de longueur différente, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - conception des variantes afin qu'elles présentent toutes une partie d'extrémité avant (Ib) ou arrière (la) similaire avec un même galbe, cette extrémité étant dénommée extrémité similaire (la) et l'autre extrémité opposée étant dénommée extrémité différente (Ib), ladite partie d'extrémité similaire (la) s' étendant sur la longueur de la moins longue des variantes,
- réalisation d'une ébauche (E) correspondant à la variante à mettre en forme, emboutissage (P2) sur la longueur de ladite ébauche (E), cet emboutissage (P2) étant effectué avec un outil spécifique adapté à la longueur de ladite ébauche (E),
- positionnement de l'ébauche (E) en position de travail par sa partie d'extrémité similaire (la), - emboutissage (P4) de ladite partie d'extrémité similaire (la) de l'ébauche (E), cet emboutissage (P4) étant réalisé par un outil commun pour les différentes variantes, la pression d'emboutissage (P4) n'étant pas appliquée dans la zone de l'ébauche (E) correspondant à ladite extrémité différente (Ib) d'au moins la variante présentant la plus petite longueur.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend :
- après la première étape d'emboutissage (P2), une étape de détourage spécifique (P3) pour l'ébauche (E), ce détourage (P3) étant effectué avec un outil spécifique, adapté à la longueur de l'ébauche (E) emboutie, et - après la seconde étape d'emboutissage (P4), une étape de détourage (P5) de ladite partie d'extrémité similaire (la) de l'ébauche (E), ce détourage (P5) étant réalisé par un outil commun pour les différentes variantes, sans application de l'outil dans la zone de l'ébauche (E) correspondant à ladite extrémité différente (Ib) d'au moins la variante présentant la plus petite longueur .
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une variante de pièce, autre que la variante présentant la plus petite longueur, est soumise ultérieurement à une étape de mise en forme pour la reprise du travail de mise en forme sur ladite zone .
4. Outil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, cet outil étant utilisé dans la seconde étape d'emboutissage et dans l'étape de détourage qui suit ladite seconde étape, caractérisé en ce qu'il porte au moins une forme transversale réalisant un espacement (4) entre sa surface de travail et l'ébauche (E) emboutie, cette forme transversale se situant en vis- à-vis de la zone de l'ébauche (E) correspondant à ladite extrémité différente (Ib) de la variante présentant la plus petite longueur.
5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite forme est une rainure transversale.
6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ce dispositif comprenant des outils d'emboutissage et des outils pour des opérations additionnelles telles que le détourage, le poinçonnage, le relevage, caractérisé en ce qu' il comprend au moins un outil commun à toutes les variantes pour leur mise en forme, ledit outil présentant une forme transversale réalisant un espacement (4) entre sa surface de travail et l'ébauche (E) emboutie, cette forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche (E) correspondant à ladite extrémité différente (Ib) de la variante présentant la plus petite longueur.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' il présente deux outils spécifiques pour chaque ébauche (E) et deux desdits outils communs à tous les variantes présentant une forme transversale.
8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que, quand il y a plus de deux variantes, ledit outil ou lesdits outils communs possèdent autant de formes transversales d'espacement (4) que le nombre de variantes diminué de un, chaque forme transversale se situant en vis-à-vis de la zone de l'ébauche (E) correspondant à l'extrémité différente (Ib) de chaque variante ne présentant pas la longueur maximale.
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