Brevet FR2427606A1 — publié le 19791228

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'évaluation de la qualité d'un lubrifiant de formage des métaux en feuille. On sait que la lubrification joue un rôle très important dans le formage des métaux en feuille, le lubrifiant s'intercale entre le flan métallique et l'outil de formage, de sorte que le déplacement du flan se faisant par cisaillement du lubrifiant, les forces de frottement sont considérablement réduites. Lorsqu'une bande de métal en feuille enduite de lubrifiant est serrée entre deux mors lisses, sous une force de serrage constante N, un certain effort F est nécessaire pour la déplacer. Cet effort P varie avec le lubrifiant employé, plus il est faible, plus grande est l'aptitude du lubrifiant à la lubrification. Un premier procédé connu pour mesurer l'aptitude à la lubrification des lubrifiants consiste donc à serrer la bande sous un effort N donné et à mesurer l'effort F. Ce procédé peut être mis en oeuvre avec une presse pour emboutissage par retreint, ou emboutissage profond, c'est-à-dire avec glissement de la feuil- le métallique sous le serre-flan. On mesure l'effort d'emboutissage d'un godet cylindrique à pression serre-flan fixe. Un deuxième procédé connu consiste à mesurer la profondeur à rupture ou les déformations à rupture, par la méthode des réseaux de cercles dans l'emboutissage d'un fond hémisphérique. Le premier procédé nécessite la mesure d'un effort, ce qui implique un capteur, un enregistreur et une électronique assez élaborée. Quant au second procédé on conçoit facilement que le dépouillement des résultats est délicat. La présente invention vise un procédé plus sensible, plus rapide et plus aisé à mettre en oeuvre. Pour un lubrifiant donné, l'effort P de déplacement dépend de l'effort de serrage N. Si on mesure l'effort F à différents efforts de serrage N1 , N2 , N3,... allant en croissant on obtient un effort P croissantt On peut alors mesurer l'aptitude à la lubrification non pas en cherchant l'effort P pour un effort de serrage donné, mais en cherchant pour quel effort de serrage N on obtient un effort de déplacement P fixé à l'avance. Plus cet effort de serrage est grand, meilleure est l'aptitude à la lubrification du lubrifiant. Il est possible d'éviter de rechercher par tâtonnement ou par interpolation cet effort de serrage N donnant l'effort de déplacement recherché P, en faisant varier N de façon continue pendant le déplacement de la bande de métal en feuille ou flan. Par conséquent, si l'effort de serrage varie suivant une loi fixe avec le déplacement du flan, et si ce déplacement s'ar rête lorsque l'effort P atteint une valeur limite fixée à l'avance, mesurer l'aptitude à la lubrification revient à mesurer la longueur du déplacement. La présente invention a pour objet un procédé d'évalués tion de la qualité d'un lubrifiant de formage des métaux en feuille, procédé suivant lequel on enduit un flan avec le lubrifiant, on dispose ledit flan enduit entre deux éléments de serrage, on soumet ledit flan à un effort de déplacement, on fait croUre au cours dudit déplacement, l'effort de serrage en fonction dudit déplacement, on poursuit ledit déplacement jusqu'à ce que l'effort nécessaire audit déplacement atteigne une valeur limite prédéterminée, et on classe la qualité du lubrifiant en relation avec le déplacement atteint par rapport à d'autres lubrifiants évalués de façon identique. Les conditions dans lesquelles les lubrifiants sont évalués doivent bien entendu être rigoureusement identiques, en particulier les flans doivent présenter les mêmes propriétés, avoir subi les mêmes traitements de surfaee, de même la vitesse du déplacement, la valeur initiale et la vitesse d'accroissement de l'effort de serrage doivent rester identiques1 ainsi que l'épaisseur de lubrifiant déposée sur le flanc : il s'agit soit d'un film mince qui ne remplit aucune des vallées de la rugosité de la tôle soit d'un fil épais qui les remplit toutes. Suivant un mode de réalisation de l'invention, l'effort de serrage varie proportionnellement au déplacement. Le déplacement du flan peut résulter d'un effort exercé dans une direction soit parallèle, soit perpendiculaire à l'effort de serrage. Dans le premier cas, il peut s'agir notamment d'un effort de pliage en U avec serre-flan ou emboutissage profond. La valeur limite de l'effort de déplacement peut être constituée par une valeur quelconque arbitraire prédéterminée, ou encore par la valeur de l'effort pour laquelle il y a rupture dù flan. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, ce dispositif comportant essentiellement un serre-flan, une matrice, un poinçon et des moyens d'asservissement entre le déplacement du poinçon et l'effort de serrage du serre-flan. Le dispositif suivant l'invention comporte avantageusement des moyens de détection de l'effort de déplacement limite, lesdits moyens de détection coopérant avec des moyens d'entratne- ment du poinçon, pour interrompre ledit entratnement lorsque lad-ite valeur limite est atteinte. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à ltexamen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemples noh limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention. Les figures 1A, 1B et 1C représentent schématiquement des dispositifs pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention. La figure 2 représente un dispositif suivant l'invention avec asservissement mécanique entre déplacement du poinçon et effort de serrage La figure 3 est une variante du dispositif de la figure 2. La figure 4 représente un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, avec asservissement hydraulique entre déplacement du poinçon et effort de serrage. Pour évaluer la qualité d'un lubrifiant de formage des métaux en feuille avec le dispositif représenté schématiquement sur la figure 1A ,on enduit un flan 1 avec le lubrifiant, on le dispose entre deux éléments de serrage 2 et 2', on soumet le flan 1 à un effort de déplacement P, on fait croître au cours du déplacement l'effort de serrage N en fonction dudit déplacement, et on poursuit le déplacement jusqu'à ce que l'effort P atteigne une valeur limite prédéterminée. On peut ainsi classer les lubrifiants, les uns par rapport aux autres, évalués de façon identique, en fonction du déplacement atteint. Les dispositifs des figures 1B et 1C sont utilisés de façon analogue, mais alors que dans le dispositif de la figure'lA, l'effort de déplacement P est exercé dans une direction perpendiculaire à l'effort de serrage N, dans les dispositifs des figures 1B et lC, l'effort y est exercé dans une direction parallèle à la direction de l'effort N. Dans le dispositif de la figure 1B, le flan 1, entre les éléments de serrage 3,3' est soumis à une opération de déplacement, pliage et dépliage. Dans le dispositif de la figure 1C, 4 le flan 1 est disposé entre un serre-flan/et une matrice 4' et l'effort P est un effort de pliage en U ou d'emboutissage profond exercé par un poinçon 5. Le dispositif représenté sur la figure 2 comporte un serre-flan 6, une matrice 7 et un poinçon 8 pour le pliage en d'un flan 9. Des moyens dtasservissement entre le déplacement du poinçon 8 et effort de serrage du serre-flan 6 comprennent deux cames 10, 10' sur le poinçon 8, constituées chacune par une surface 11, 11' inclinée par rapport à l'axe 12 du poinçon 8, et convergeant vers l'extrémité inférieure 13 du poinçon 8. A chaque came 10, 10' est associé un dispositif à genouillère 14, 14',les dispositifs 14 et 14' étant identiques, un seul sera décrit en détail. Le dispositif à genouillère 14 est essentiellement constitué par deux bras 15, 16; ayant chacun une extrémité montée à un point d'articulation commun 17, tandis que leur autre extrémité est montée pivotante respectivement en 18 et 19.L'articulation 17 peut se déplacer dans une direction perpendiculaire à l'axe 12 du poincon 8. Au point 19, le bras 16 agit sur un organe 20 exerçant une force de serrage sur le serre-flan 6, par l'intermédiaire d'un ressort tel que des rondelles Belleville 21. Au point 18, le bras 15 est relié à un dispositif de réglage à vis 22, de type classique et non représenté en détail. La came 10 agit sur l'articulation 17 en l'écartant du poinçon 8 au fur et à mesure que celui-ci se déplace vers le bas. Le déplacement latéral de l'articulation 17 entraîne une compression plus élevée des rondelles Belleville 21, et par la suite un accroissement de l'effort de serrage du serreflan 6. Avec le dispositif représenté sur la figure 2, l'effort de serrage du serre-flan 6, varie proportionnellement au déplacement du poinçon 8.Pour classer différents lubrifiants, il suffit donc de noter les déplacements du poinçon 8 atteints à partir de la position représentée sur la figure 2, lorsque effort de déplacement est égal à une valeur prédéterminée. Str la figure 3, le dispositif dont on n'a représenté qu'une moitié, est une variante du dispositif de la figure 2. Le bras 16 agit directement sur le serre-flan 6, c'est-à-dire sans interposition d'un ressort. Par contre un ressort 23 est monté entre l'articulation 17 et un organe de contact 231avec la came 10. Le dispositif représenté sur la figure 4, fonctionne suivant le même principe que les dispositifs des figures 2 et 3, mais les moyens d'asservissement entre le déplacement du poinçon et l'effort de serrage sont de type hydraulique au lieu d'entre mécaniques. Sur la figure 4, les éléments analogues à ceux des figures 2 et 3 sont désignés par les mimes références. A chaque came 10, 10' est associé un dispositif hydraulique 24, 24'. Les dispositifs 24 et 24' étant identiques, seul le dispositif 24 sera décrit. Le dispositif hydraulique 24 comporte une chambre hydraulique 25,25' avec un premier piston 26 sur lequel agit la came 10, un deuxième piston 27 comportant une collerette 27' coopérant avec un ressort 28 dans une chambre 29 et un troisième piston 30 exerçant un effort de serrage sur le serre-flan 6. Lorsque le poinçon 8 se déplace vers le bas, la came 10 déplace le piston 26 vers l'intérieur de la chambre 25, le piston 27 repousse alors le ressort 28 ce qui a pour effet d'accroitre la pression dans la 25' chambre hydraulique 25,/e? par conséquent l'effort de serrage exer- cé par le piston 30 sur le serre-flan 6. Dans la chambre 29, le ressort 28 est monté entre la collerette 27' du piston 27 et un élément de réglage 31, pouvant coulisser dans la chambre 29. La position de l'élément 21 est réglée au moyen d'un ensemble visécrou 32.Le dispositif de la figure 4 comporte également des moyens de détection de l'effort de déplacement limite prédéterminé. Ces moyens comportent une chambre hydraulique 33, ménagée entre une tige 34 du poinçon 8 et l'extrémité 55 du poinçon, la tige 34 agissant comme un piston dans la chambre hydraulique 33. La chambre 33 comporte un détecteur de pression 36 de tout type classique, monté par exemple sur la tige 34. Le détecteur de pression 36, coupe l'alimentation d'un moteur (non représenté) d'entrainement du poinçon 8, lorsque la pression dans la chambre 33 et par conséquent 11 effort de déplacement atteint une valeur limite prédéterminée. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. -REVENDICATIONS lo~ Procédé d'évaluation de laqualité d'un lubrifiant de formage des métaux en feuille caractérisé en ce qu'on enduit un flan avec le lubrifiant , on dispose ledit flan enduit entre deux éléments de serrage, on soumet ledit flan à un effort de déplacement, on fait croître au cours dudit déplacement, l'effort de serrage en fonction dudit déplacement, on poursuit ledit déplacement Jusqu'à ce que l'effort nécessaire audit déplacement atteigne une valeur limite prédéterminée, et on classe la qualité du lubrifiant en relation avec le déplacement atteint par rapport à d'autres lubrifiants évalués de façon identique. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'effort de serrage varie proportionnelement au dépla cement 3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisé en ce que l'effort de déplacement est exercé dans une direction parallèle à l'effort de serrage. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'effort de déplacement est un effort d'emboutissage profond du flan 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'effort de déplacement est exercé dans une direction perpendiculaire à la direction du serrage. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la valeur limite de 11 effort de déplacement est déterminée par la rupture du flan 7. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un serreflan, une matrice et un poinçon, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'asservissement entre le déplacement du poinçon et 11 effort de serrage- du serre-flan. 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement précités comprennent une came sur une tige du poinçon, ladite came agissant sur une articulation d'un dispositif à genouillère exerçant l'effort de serrage 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un ressort est interposé entre la came et l'articulation du dispositif à genouillère. 10.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un ressort est interposé entre le dispositif à genouil1ère et le serre-flan. 11.- Dispositif suivant ia revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement précités comprennent une came sur une tige de poinçon et une chambre hydraulique comportant un premier piston sur lequel agit ladite came, un deuxième piston coopérant avec un ressort et un troisième piston agissant sur le serre-flan. 12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection de l'effort de déplacement limite prédéterminé, lesdits moyens de détection coopérant avec des moyens d'entraînement du poinçon, pour interrompre ledit entrainement lorsque ladite valeur limite est atteinte. 13.- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent une chambre hy- draulique dans laquelle la tige de poinçon agit comme piston, ladite chambre comportant un détecteur de pression limite coupant l'alimentation d'un moteur d'entrainement du poinçon lorsque ladite pression limite est atteinte