Brevet FR2016275A1 — publié le 19700508

La présente invention est relative à-un dispositif de mise en oeuvre de matériau par voie de formage au moyen d'un noin çon fluide. Il existe-actuellement de très nombreux types de machines destinées au formage de de diverses formes. On peut citer à titre d'exemple, les presses mécaniques de tous genres et axe toutes com mandes, à friction, à excentrique, à percussion, caractérisées en général par une vitesse de déformation relativement grande. Toutefois, la plupart de ces dispositifs, quoique bien adaptés chacun au genre de travail que l'on en attend, présentent notamment l'inconvénient de laisser apparaître un écrouissage relativement importanten peau, et une répartition des tensions assez peu régulière dans les parties déformées du matériau embouti. La présente invention a pour objet un dispositif de formage de matériau, permettant d'éviter ou de réduire sensiblement les inconvénients cités ci-dessus. Ce dispositif présente l'avantage important d'assurer une fabrication rapide de matériaux de formes très diverses, par exemple munies de rétreints, de rentrants, ou sphériques, irréalisables par un procédé traditionnel d'emboutissage à l'aide de poinçons et matrices conventionnels. Par ailleurs, les matériaux formés au moyen de;ce- dispo- sitif présentent - un état de surface excellent, ne nécessitant que peu ou pas de traitement de surface après emboutissage, - une très bonne répartition des tensions triaxiales de déforma- tion, ce qui accroît les performances desdits matériaux, une diminution du taux d'écrouissage en peau par suppression du laminage entre poinçon et matrice. Avant de formuler de façon précise les caractéristiques du dispositif de l'invention, on va décrire une ré-alisation type-, donnée uniquement à titre d'exemple pour en faire comprendre le principe de fonctionnement, et saisir l'agencement général de ses différentes parties constitutives. La figure ci-annexée représente schématiquement un dispositif conforme à celui de 11 invention. Entre la tête 1 et la ta ble 2 d'un cadre fixe, on n lace un dispositif complet d'emboutissa ge par peingon fluide. Ce dispositif, schématiquement dessiné. com police une mation 3 de forme @@@@@ide, @@@@@due à une @@@@@@@@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ ou la face intérieure 6 de la matrice 3 se trouve une plaque de serre-flan 7, suspendue à la matrice 3 par des tiese verticales R, qui lui permettent de coulisser dans le sers vertical. De cette façon, le serre-flan nèut occuper deux positions remarqua bles la première en position basse permet ltintroduction entre serre-flan et matrice de la pièce à former, la seconde en position haute, suivant laquelle le serre-flan est pressé contre la pièce à former, grâce à ùne série de vérins hydrauliques 9 enchassés dans un bloc 10 solidaire de la table 2. La plaque de serre-flan 7 présente en son épaissent une canalisation Il permettant d'amener le fluide de deformation au contact de la tôle à emboutir, préalable- ment placée entre serre-flan et matrice.Le fonctionnement de l'ensemble du dispositif est aise à comprendre ; il comporte les phases successives suivantes Positionnement de la pièce à former, entre serre-flan et matrice, mise en charge des vérins appliquant le serre-flan contre la pièce et la pièce contre la face inférieure de la matrice, mise en route-de l'alimentation en fluide sous pression (par exemple huile ou huile soluble), formage de la pièce, mise à zéro de la pression d'alimentation dudit fluide, vidange de l'esnsce créé entre la pièce formée et la plaque de serre-flan, au moyen d'air comprimé, relâchement -et descente des vérins, descente du serre-flan avec les vérins, enlbvement de la pièce forméé, et remise en place d'une nouvelle pièce à former Afin d'auementer la capacité de production de l'appareil- lage, on utilise simultanément deux ensembles matrice serre-flan, qu'on place alternativement par glissement, au centre du cadre fixe, un ensemble étant en phase de formage, pendant que l'autre est au stade de l'éjection de la pièce formée. A cet effet, la glissière 4 est probngée de part et d'autre du cadre 1, chacun des deux ensembles effectuant le même cycle d'opération mais décalé judicieusement dans le temps l'un par rapport à l'autre. L'étanchéité de l'enceinte de déformation peut être réalisée de plusieurs façons, par exemple par un joint du type "O ring" ou toute autre membrane indépendante de l'enceinte de déformation, par un serrage adéquat de la tôle sur l'empreinte, par une membrane solidaire de l'enceinte de déformation, par un coussin dilatshle. Ayant ainsi décrit un dispositif conforme @@ celui de l'in vention @@@ @@@@ définit maintenent ls carr@@@@@ @@@@@ @@@@@ @@@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@@ un cadre fixe et rigide, entourant une taque de tête 1 et une assise 2 fixés l'une par rapport à l'autre et munies de faces 12, respectivement 13 placées en face l'une de l'autre, une taque 10 reposant sur l'assise 2 et servant de support à un ou plusieurs vérins 9 dont la course est orientée vers la face 12 de la tête I, une matrice de formage 3, prenant appui contre la tête 1, en face de la taque 10 et dont la face inférieure 14 est profilée selon la forme à conférer à la pièce à former, une plaque de serre-flan 7 suspendue à la matrice 3 ou à la tête 1 et pouvant se déplacer sous la poussée des vérins 9, de façon être biloquée entre les vérins et la matrice, un dispositif d'alimentation des vérins en un fluide à pression réglable (dite pression de serre-flan), un dispositif d'alimentation en un liquide sous pression réglable (dite pression de déformation) de ltespace situé entre le dessus du serre-flan 7, et la surface 14, par exemple par une canalisa tion il pratiquée dans le serre-flan 7 et débouchant, à sa face supérieure en 15. Suivant une variante avantageuse du dispositif de l'invention, la matrice 3 est munie d'une glissière 4 permettant le déplacement latéral de la matrice par rapport à la tête, de façon à pouvoir faire usage alternativement de deux matrices, l'une étant au travail entre ête et assise pendant que l'autre est en phase d'éjection et de chargement de pince, en dehors du cadre proprement dit. Le déplacement simultané des deux matrices, alternative- ment dans chaque seau de glissement, permet d'accroîte sensiblement la productivitE de la machine. La glissière 4 peut par ailleurs, suivant le cas, être solidaire ou non de la tete 1, ou faire partie d'une table-assise auxiliaire. Conformément à l'invention, le dispositif à poinçon fluide peut donc être adapté à une presse classique (à coulisseau vertical) aussi bien qu'à une presse du type à tiroirs. Suivant une autre variante plus avantageuse encore du dispositif de l'invention, les dispositifs d'alimentation des circuits de pression de déformation et de serre-flan} sont munis l'un et l' autre d'un mécanisme permettant la rézulation desdites pressions, en cours d'emboutissage, soit chacune suivant une loi prédéterminée, mais indépendante l'une de l'autre, soit suivant une loi reliant entre elles lesdites pressions, ou des fonctions déterminées de ces pressions. D'une façon générale, ces mécanismes de régulation sont composés de ressorts, cames profilées, organes de renvoi, vérins, dont la combinaison permet de réaliser toutes relations désirées entre les pressions de deux circuits hydrauliques alimentés de façon indépendante. Cette variante permet de- régler à volonté pendant le formage l'importance des efforts et des pressions appliquée aussi bien au serre-flan qu'à la pièce à déformer, de manière à éviter toute contrainte excessive même temporaire. L'application du dispositif de régulation faisant l'ob- jet de cette variante n'est pas limitable au dispositif de l'invention. On peut en effet envisager de-l'utiliser sur-une presse du type à poinçon ou à matrice solide, qu'ellelsoit à commande hydraulique ou mécanique, la-nression de serre-flan--étant-alors réglée, par exemple, enlbnction du déplacement du poinçon. 2 E V E r'- I C T I O N S 10 Dispositif de formage par poinçon fluide c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte - un cadre fixe et rigide, entourant une taque de tête et une assi se fixes l'une par rapport R l'autre et munies de faces, respec tivement placées en face l'une de l'autre, - une taque reposant sur une assise et servant de support à un ou plusieurs vérins dont la course est orientée vers la face de la tête, - une matrice de formage, prenant appui contre la tête, en face de la taque et dont la face inférieure est profilée selon la forme à conférer à la pièce à former, - une plaque de serre-flan suspendue à la matrice ou à la tête et pouvant se déplacer sous la poussée des vérins, de façon à être bloquée entre les vérins et la matrice (par l'intermédiaire de la pièce à former), - un dispositif d'alimentation des vérins en un fluide sous pres sion réglable (dite pression de serre-flan), - un dispositif d'alimentation en un liquide sous pression régla ble (dite pression de déformation) de l'espace situé entre le des sus du serre-flan, et la surface, par exemple par une canalisa tion pratiquée dans le serre-flan et débouchant à sa face supé rieure. 20 Dispositif suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce-que la matrice est munie d'une glissière permettant le déplacement latéral de la matrice par rapport à la tête, de fa çon à pouvoir faire usage alternativement de deux matrices, l'une étant au travail entre tête et assise pendant que l'autre est en phase d'éjection et de chargement de pièce, en dehors du cadre proprement dit. 30 Dispositif suivant ltune ou l'autre des revendications 1 ou 2, c a r a c t é r i s é en ce que les dispositifs d'alimentation des circuits de pression de déformation et de serre-flan sont munis l'un et l'autre d'un mécanisme permettant la régulation des dites pressions en cours d'embouti sa e, soit chacune suivant une e loi prédéterminée, mais indépendante de l'autre, soit suivant une loi reliant entre elles lesdites pressions, ou des fonctions déterminées de ces pressions.