Brevet FR2429050A1 — publié le 19800118

La prdsente invention concerne un procéda d'étirage et de formage d'enveloppe cylindrique en forme de godet dans lequel le matériau d'une ébauche en forme de godet est extrudt dans l'espace entre la paroi du fond de la matrice et l'extrémitd inférieure d'un poinçon, l'extrusion étant effectuée par l'arête d'un manchon de pression descendant le long des cotés du poinçon, l'enveloppe partiellement formée dotant ensuite soumise & un étirage dans un ou plusieurs matrices, ce qui forme les parois latérales cylindriques et une bride au sommet, sans modifier l'dpaisseur du fond. La bride ou anneau de réglage peut ensuite entre retiré par pincement, dans la même machine.Dans certaines conditions, le manchon peut faire partie du poinçon, l'extrusion étant effectuée par le mouvement du poinçon manchonné dans la cavité de la matrice. Dans le procédé d'étirage d'enveloppe mis en oeuvre Jusqu'd présent, un godet préforme est introduit dans une matrice de étirage ayant une portion coupante réglée et dans des matrices empilées qui agissent pour épaissir le fond de l'enveloppe par compression radiale, au cours d'une première étape dans l'opération d'étirage, quand l'enveloppe est abaissée sur un premier poinçon. L'enveloppe partiellement étirée est ensuite transférée a un second poste de matriçage et elle est passée au travers d'un second jeu de matrices empilées pour continuer épaissir le fond de l'enveloppe et étirer les côtés.L'enveloppe n'a pas de bride, puisqu'elle est étirée entièrement au travers de la matrice d'étirage du fond et qu'elle est dégarnie contre l'arête de celle-ci dans la course vers le haut du poinçon. L'excès de longueur doit entre réglé dans une opération d'ajustage séparé pour achever l'enveloppe. Les inconvénients de ce procédé sont les suivants: I. Le godet qui est introduit dans la première matrice doit avoir des spécifications exactes en ce qui concerne l'épaisseur de métal dans ltopération de formage, puisque l'épaississement du fond n4 est pas contrôlé de façon certaine dans la première opération ou les suivantes. 2. I1 n'y a aucun moyen de contrôler l'épaisseur du fond de l'enveloppe dans aucune matrice. Autrement dit, quand l'enveloppe -passe le long des angles des matrices empilées, le matériau est poussé axialement et radialement en direction du fond dans une sorte d'écoulement libre et, grace a un dimensionnement précis du godet, on peut s'approcher de l'épaisseur nécessaire pour le fond. 3. Par suite des opérations d'étirage (étirage et réétirag la portion cylindrique de l'enveloppe est écrouie, et, pour réaliser les opérations suivantes5 il faut recuire l'enveloppe avant la suite du traitement. 4. Puisque la portion cylindrique de l'enveloppe n'a pas de bride å sa partie supérieure, elle peut entre retirée seulement par une opération de tournage comme sur un tour, puisqu'elle a été écrouie en passant complètement au travers des matrices d'étirage et de étirage. Dans la portion supérieure, le métal est également susceptible de ftlures, de fractures ou autres défauts qui peuvent apparaître sur le bord supérieur de l'enveloppe réétirée. En conséquence, un objet de l'invention est de fournir un procédé dans lequel l'épaisseur du fond et le contour de l'enveloppe peuvent entre déterminés et contrôlés de façon certaine. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé dans lequel les matrices d'étirage empilées utilisées jusqu'a présent sont éliminées. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé par lequel les enveloppes peuvent être étirées jusqu'a une profondeur désirée, en laissant une bride ou un anneau de réglage à l'embouchure de l'enveloppe, et dans lequel elles peuvent autre ainsi calibrées et éjectées. Un autre objet de l'invention est de founir un procédé dans lequel le métal de la bride de l'enveloppe n'est pas écroui, ce qui réduit le risque de fentes, fêlures ou autres défauts dans l'épaulement au sommet des enveloppes réétirées. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé dans lequel la bride de l'enveloppe peut autre retirée dans une opération ultérieure dans la même machine, au lieu de nécessiter le retrait par une opération ultérieure de tournage ou analogue. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé dans lequel l'enveloppe est mise en forme avec un écrouissage minimal, afin qu'elle reste relativement ductile et susceptible d'autres traitements,. Un autre objet del'invention est de fournir certains perfectionnements dans les étapes du procédé par lequel les objets ci-dessus ainsi que d'autres peuvent être effectivement atteints. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris å la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en élévation et en section partielle une ébauche en forme de godet destinée a être transformée en une enveloppe, la portion supérieure étant retirée ;; - la figure 2 représente une coupe verticale au travers d'un jeu de matrices empilées, et une enveloppe entraînée au travers de celles-ci par le poinçon, comme dans le procédé de l'art antérieur - la figure 3 représente en élévation et en section partielle l'enveloppe formée sur la figure 2 et mise à longueur, comme dans le procédé de l'art antérieur - la figure 4 représente une coupe verticale au travers de l'ensemble de matrices de l'invention, avec un poinçon portant l'ébauche d'enveloppe dans la cavité de la matrice fermée dans laquelle la dimension et la forme du fond de l'enveloppe sont déterminées avec certitude. - la figure 5 représente une coupe verticale au travers du second poste de matriçage, montrant l'enveloppe complètement étirée - la figure 6 représente une coupe verticale au travers du poste d'ajustage de la bride - la figure 7 représente une coupe verticale, avec des parties en élévation, montrant schématiquement les moyens d'entratnement d'un poinçon et d'un manchon d'extrusion, pour réaliser l'étape du procédé représentée sur la figure 4 - la figure 8 représente une coupe verticale partielle d'une variante dans laquelle le manchon fait partie du poinçon. L'ébauche 10 représentée sur la figure 1 est du type conventionnel. Dans le procédé utilisé jusqu'à présent, la quantité de matériau dans le fond 11 doit être calculée avec précision de façon à former un fond de dimensions appropriées pour l'enveloppe terminee, avec des tolérances raisonnables. La figure 2 représente un jeu 12 de matrices empilées ayant des diamatres échelonnés, au travers desquelles l'ébauche est poussée sur un poinçon effilé 13, les matrices agissant pour déformer le matériau 11 dans le fond de l'ébauche, a la fois radialement et axialement, pour atteindre les dimensions indiquées en 11', alors que la paroi latérale 14 est allongée et que son diamètre est réduit. L'ébauche a demi formée dans le procédé de rart antérieur est ensuite placée sur un autre poinçon à extrémité un peu plus carrée, et elle est réétirée au travers d'une seconde série de matrices empilées dans lesquelles le matériau du fond est amené sous la forme représentée en 11" sur la figure'3, l'amincissement de la paroi latérale étant réduit comme indiqué en 14'. A ce moment, l'enveloppe a une arête supérieure de forme irrégulière qui peut être rendue nette, par exemple à l'aide d'un couteau 15 (figure 3). On voit que le métal le long de l'enveloppe, mis en forme comme on vient de le décrire, a été écroui par les opérations sévères d'étirage et de étirage, de sorte qu'une étape de recuit est nécessaire si un autre façonnage doit être effectué. L'enveloppe passe complètement au travers de chaque jeu de matrices empilées, ce qui nécessite le retrait de chaque poinçon et le transfert au poinçon suivant à l'aide d'un mécanisme approprié. Dans le procédé selon l'invention, une ébauche à peu près semblable à l'ébauche 10 est placée dans la cavité du bloc de matrice 21, la cavité ayant une portion cylindrique 22 et une portion tronconique 23, la paroi du fond 24 étant constituée par l'extrémité supérieure légèrement concave d'une tige d'extraction 25. Un poinçon 26 est abaissé vers une position telle que sa distance par rapport aux parois 23, 24 de la cavité détermine exactement la quantité de matériau désiré danse fond de l'enveloppe terminée, ainsi que la forme de celle-ci, et un manchon 27, glissant sur le poinçon, est entraîné vers le bas contre le bord supérieur de l'ébauche pour comprimer le matériau de celle-ci et provoquer son écoulement dans l'espace défini par le poinçon et les parois de la cavité, ce qui est comparable a une opération d'extrusion. L'enveloppe 29 partiellement formée est ensuite transférée a une seconde matrice 31, un poinçon 30 est profilé pour correspondre a la dimension et a la forme finales de la cavité de l'enveloppe, et ce poinçon fait passer l'enveloppe 29 au travers de la matrice 31 qui s'évase légèrement vers l'extérieur en dessous de la zone de travail 32 et s'élargit au-dessus de cette zone pour former une bride 33, l'extrémité supérieure de l'enveloppe. Selon les dimensions finales désirées des portions cylindriques de I'enveloppe, il peut être nécessaire de prévoir plus d'une opération de formage (telle qu'on vient de la décrire).Toutefois, a aucun moment, l'enveloppe ne passe complètement au travers de la matrice, ce qui laisse la bride 33 dans une condition de non-écrouis sage. L'enveloppe complètement formée, mais non calibrée, est transférée à un poinçon de calibrage 35 et la bride est ajustée pàr pincement dans la matrice 36, sous l'action du bord 37 sur le poinçon et de l'arête complémentaire 38 sur la matrice. C'est seulement au cours de l'opération de calibrage que l'enveloppe passe complètement au travers de la matrice. Les opérations décrites peuvent être effectuées dans une machine du type presse mécanique å plusieurs poinçons telle que les machines & oeillets à cames Waterbury Farrel, modifiée de façon convenable. La figure 7 représente le plongeur 40 portant le poinçon 26, un bloc-matrice 21 et la tige d'extraction 25 correspondant aux pieces représentées sur la figure 3. Le manchon 27 constitue l'extrémité inférieure d'un coulisseau 41 actionné par la balance 42 a l'aide d'une came 43 synchronisée de façon appropriée avec les cames actionnant le plongueur et le poinçon. Dans une suite préférée d'opérations, le godet ou l'ébauche est introduit dans la matrice, le manchon de pression est mis en contact avec l'épaulement du godet et le poinçon est introduit dans le godet et abaissé pour forcer celui-ci contre l'angle 23 de la matrice. Le manchon 27 se déplace alors par rapport au poinçon et il force le métal dans la cavité délimitée par le poinçon, la tige d'extraction et les parois obliques de la matrice. On notera que le godet ou l'ébauche qui est introduit dans la première-matrice n'a pas besoin d'avoir des dimensions exactes comme dans l'ancien procédé, puisque l'épaississement du fond de l'enveloppe est réalisé d'une façon contrôlée dans un espace clos. Alors que le. manchon. décrit ci-dessus, glissant séparément, est préféré pour la plupart des opérations de formage d'enveloppe, à cause de son adaptabilité, des résultats comparables peuvent être obtenus en utilisant des godets ou ébauches dimensionnés de façon uniforme, en montant un manchon 50 sur le poinçon 51, comme indiqué sur la figure 8, de façon qu'ils se déplacent ensemble dans la cavité de la matrice 52, en extrudant le matériau du godet suivant la même configuration précise que celle qui est représentée sur la figure 4. Le godet ainsi formé est étiré jusqu' & la forme d'enveloppe désirée et il est calibré de la même façon qu'on l'a décrit ci-dessus en se reportant aux figures 5 et 6. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédées qui viennent ddcrits uniquement titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de formage d'enveloppes en forme de godets, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : mise en place d'une cavité de matrice fermée de deux cavités de matrices ouvertes et de trois poinçons associés chacun a une cavité de matrice, le fond du premier poinçon et la paroi du fond de la cavité de matrice fermée étant conçus pour définir un espace correspondant a la forme et aux dimensions désirées du fond d'enveloppe terminé, le second poinçon ayant une forme et des dimensions correspondant à l'intérieur désiré a l'état fini de l'enveloppe avec un évasement au sommet, la première cavité de matrice ouverte ayant un diamètre correspondant à l'extérieur désiré à l'état fini de l'enveloppe, avec un évasement léger dans le sens radial au sommet, le troisième poinçon ayant des parties inférieures effilées conçues pour pénétrer dans la portion supérieure de l'enveloppe et limitées vers le haut par un épaulement annulaire ayant un diamètre approximativement égal au diamètre extérieur de l'enveloppe, la seconde cavité de matrice ouverte se terminant vers le haut dans une zone annulaire étroite ayant un diamètre approximativement égal à celui dudit épaulement annulaire, la mise en place de l'ébauche en forme de godet dans la cavité de matrice fermée, le déplacement du premier poinçon vers une position telle que le poinçon et le fond de- la cavité définissent la forme et les dimensions a l'état fini du fond de l'enveloppe, l'extrusion du matériau de l'ébauche dans l'espace ainsi défini, le transfert de l'ébauche et de l'enveloppe vers la première cavité de matrice ouverte, la manoeuvre du second poinçon pour étirer la paroi latérale de l'ébauche de l'enveloppe pour obtenir les diamètres finals désirés intérieur et extérieur avec une bride évasée au sommet, le transfert de l'ébauche de l'enveloppe vers la seconde cavité de matrice ouverte et la manoeuvre du troisième poinçon pour pincer et retirer la bride évasée de ébauche de l'enveloppe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : la mise en place d'un élément voisin du poinçon et mobile contre l'ébauche, et le déplacement de cet élément en direction de l'ébauche pour extruder le matériau de l'ébauche. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément est un manchon entourant le poinçon.