Brevet FR2478495A1 — publié le 19810925

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour cintrer des pièces à usiner au moyen de matière explosive, de préférence des profilés demi-ronds ou en forme de U, ainsi que des sections de tôle planes et des pièces plates préformées avec épaisseur de paroi uniforme ou variable. On connaît la préparation de pièces courbes, et également de profilés courts, par emboutissage profond et découpe subséquante. Par exemple, les demi-coquilles en tôle cintrées par emboutissage profond à matrice, avec poinçon rigide, pour poutres courbées, sont finies sur des dispositifs pneumatiques Un inconvénient est constitué par la dépense élevée pour l'élément d'outil actif et la perte élevée en matériau par suite de la découpe. Pour le cintrage de morceaux de profilés ouverts, on connaît également un procédé de flexion par estampage au moyen de poinçon et de matrice. Ces procédés se caractérisent par une dépense élevée pour l'outillage et le risque de malfaçon dans la zone de pression par formation d'un contour extérieur concave. Lors du cintrage de pièces plates à faible courbure, il s'est avéré difficile. d'appliquer l'impulsion d'estampage nécessaire pour diminuer la flexion élastique de retour en arrière. Une autre solution est la flexion de refoulement au moyen de galets de flexion. Compte tenu des écarts de formes aux extrémités des bords de profilé, cette solution est plutôt adaptée pour le cintrage des profilés et non pas de profilés à courbure concave De plus, le réglage des outils pour obtenir une courbure prédéterminée de la pièce s'est avéré très coûteux. Les profilés en forme de U courbés, convexes ou concaves, subissent en outre une finition au moyen d'outils de laminage ou de refoulement par moulage manuel ou mécanique. Cette technique est cependant limitée à la finition manuelle de pièces uniques ou de petites séries, et n'est pas adaptée à la finition industrielle. Pour le cintrage de profilés, on peut également mettre en oeuvre des machines de flexion à gAlets multiples, le plus souvent avec deux, trois ou quatre gilets de flexion. Il y a également l'inconvénient des écarts de forme possibles par malformation dans la zone de courbure du profilé, ainsi que par suite de la rectitude indésirable des extrémités de profilé. Ce dernier inconvénient ne peut être éliminé que par pliure préalable des extrémités de profilé, et donc seulement avec un coût supplémentaire. La finition de pièces courtes cintrées sur des machines de flexion de profilés à quatre galets, n'est pas adaptée par suite du comportement géométrique de l'agent de finition (DE-PS 14 52 895). Un autre procédé propose d'effectuer la flexion au moyen d'une forme négative, une pièce de profilé étant soumise en direction longitudinale à un moment de flexion, et se trouve laminée simultanément par action de cylindres sous pression élevée. Cette technique est mise en oeuvre essentiellement pour la finition grossière de pare-chocs et exige l'uti- lisation de sections de profilé avec une tolérance étroite de l'épaisseur de tôle. Il est regrettable en outre que la pièce soit obligatoirement soumise à une décape, par suite de l'écoulement de matériau lors du laminage. La dépense est élevée pour l'appareil accumulateur de forme dépendant des pièces, voir le brevet DE 21 45 367. On trouve également comme application, l'étirage tangentiel des profilés. Ce procédé est éliminé par suite des déchets importants aux extrémités de profilé lors de la finition de pièces cintrées. On peut également préparer des pièces courbées par profilage suivie de cintrage. Dans un procédé continu, la pièce est obtenue à partir de tronçons séparés du profilé courbé, des écarts de forme pouvant se produire par malfaçon dans les zones de courbure. Dans le procédé discontinu, le profilage des pièces conduit au formage des extrémités de profilé par suite de l'équilibre de pression perturbée. Les deux procédés se caractérisent par un coût élevé de l'outillage. Enfin, on peut effectuer la finition de courtes pièces cintrées par flexion de refoulement axiale, une section rectiligne de tube ou de profilé étant pressée par une matrice à orifices arrondis. Par suite de la friction élevée de glissement, il faut compter avec une usure accélérée et un coût élevé de la matrice. Le nombre des formes de pièces est limitée par suite de la résistance pas toujours suffisante contre l'inflexion. Le procédé n'est réalisable qu'avec des sections de profilé à tolérance étroite. On connait également un procédé selon le brevet DD 114 231, selon lequel la flexion des pièces s'effectue au moyen de matière explosive. Ceci n'est cependant valable que pour des corps creux fermés, une pièce étant formée à chaque détonation. L'invention a pour but de réduire le temps de finition, le coût de l'outillage et les écarts de forme des pièces lors du cintrage. L'objet technique de l'invention consiste en ce que l'on élimine les défauts de procédés connus de formage en les combinant et les développant, et l'on propose un procédé et un dispositif pour le cintrage des pièces au moyen de matière explosive, la finition de plusieurs pièces étant possible au moyen d'une détonation et dans un outil. L'invention est caractérisée en ce que dans un procédé pour le cintrage de pièces par matière explosive, plusieurs formes de départ, comme de la tôle ou des pièces de profilé, sont assemblées en une structure creuse au moyen de jonctions facilement démontables, comme des broches, des bobines ou des assemblages nus. A l'intérieur de cette structure remplie d'un agent de transmission de énergie, on dispose une charge explosive. Après mise en place et obturation de cette structure ainsi qu'ajustage et tension de celle-ci dans un outil accumulateur de formes, s'effectue l'allumage de la charge explosive. Avec le déroulement de la détonation et sa transmission, lassemblage facilement démontable se défait, les formes de départ se libèrent de la tension et il s'effectue un cintrage des pièces de départ, suivant le contour intérieur de ltoutil, en pièces cintrées finies. On prépare à la fois plusieurs pièces. L'invention se caractérise également en ce que le dispositif pour le cintrage de pièce par matière explosive, est constitué par une partie de matrice supérieure et-une inférieure, que l'on peut verrouiller pour former une matrice fermée. Les deux parties de la matrice sont munies de contours internes identiques ou différents. A l'intérieur des demi-matrices, sont disposés des corps d'ajustage déplaçables axialement et que l'on peut stopper, qui servent à positionner les pièces de départ et assurent simultanément la tension des pièces de départ et l'équilibrage des pièces durant le formage. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples décrits ci-dessous, et en regard des dessins annexés dans lesquels Les figures 1 (la, lb, lc), 2 (2c', 2b', 2c') et 3 (3a", 3b", 3c") sont des schémas du procédé et du dispositif pour sa mise en oeuvre pour le formage de pièces par matière explosive. Deux pièces de départ 1, par exemple des profilés en U ou demi-ronds, tronçonnés, sont finis de manière connue par laminage, profilage ou flexion par matrice, sont assemblées au moyen de broches 2 ou de bobines 3 en un profilé creux 4. Dans ce profilé creux 4, on introduit l'agent de transfert d'énergie 5, avec la charge explosive 6 positionnée (figure la). Le profilé creux 4 ainsi préparé est disposé dans la moitié de matrice inférieure 8 avec des contours intérieurs 9 identiques ou différents et il est positionné à l'aide du corps d'ajustage 7 déplaçable axialement et fixable. La moitié de matrice 8 se trouve dans le bloc de réception 10. Les broches-guides 11 effectuent de façon connue le positionnement de l'outil lors de la fermeture avec une fente correspondante établie entre les moitiés inférieure et supérieure 8 au moyen d'une pièce d'écartement, qui assure l'aération de l'espace intérieure de l'outil durant la détonation. Après celà, le dispositif de fermeture 12 est appliqué (figure lb). Lors de la détonation subséquente, s'effectue le cintrage simultané des deux pièces de départ 1, qui s'appuient sur les contours de matrice 9, ainsi que la séparation prévue des assemblages par broches 2 ou par bobines 3. La figure lc représente la moitié de matrice inférieure 8 après l'ouverture, avec le dispositif de fermeture 12 éloigné. Selon les pièces de départ 1 choisies et les contours de matrice 9 correspondants, on obtient les pièces cintrées 13 par explosif dans ltespace de travail du dispositif (figure id). Un autre exemple est représenté sur la figure 2 Quatre pièces de départ 1s en particulier des tronçons plats en tôle ou des pièces plates préformées, avec épaisseurs de paroi identiques ou différentes, sont assemblées au moyen de broches 2 ou de bobine 3 en un profilé creux 4. Dans ce profilé 4, on dispose l'agent de transfert d'énergie 5 avec la charge explosive 6 positionnée (figure 2a') Le profilé creux 4 ainsi préparé est disposé dans la moitié de matrice inférieure 8 avec contours de matrice 9 identiques ou différentes, et positionné au moyen du corps d'ajustage 7 déplaçable et fixable axialement. La moitié de matrice 8 se trouve disposée dans le bloc de réception 10. Les broches-guides 11 assurent de façon connue le positionnement de l'outil lors du rapprochement des moitiés de matrice inférieure et supérieure 8. Après celà on installe le dispositif de fermeture 12 (figure 2b'). Lors de la détonation subséquente, s'effectue le cintrage simultané des quatre pièces de départ 1, qui s'appuient sur les quatre contours de matrice 9, et s'effectue la disloquation prévue des assemblages par broches 2 ou bobines 3. L'aération de l'espace intérieur de l'outil est assurée > tune part au moyen# i la fente instituée par une pièce d'écartemert entre les moitiés de matrice 8 inférieure et supérieure, et d'autre part, au moyen de perçages d'aération 14. Il est en outre possible de prévoir, à la place des perçages 14, des tiges éjectables (coupe A-A) La figure 2c' représente la moitié de matrice inférieure 8 après ouverture, avec le dispositif de fermeture 12 éloigné Conformément aux pièces de départ choisies 1 et aux contours de matrice 9 correspondants, on obtient les pièces 12 cintrées par explosif, par exemple des palettes de ventilateur, dans l'espace de travail du dispositif (figure 2d'). Un autre exemple possible est repré- senté par la figure 3. Dans deux pièces de départ 1, par exemple des profilés en U ou demi-ronds tronçonnés, finies de manière connue par laminage, profilage ou flexion par matrice, on introduit un milieu de transfert d'énergie 5 sous la forme de sable de moulage ou d'une douille plastique formée, par exemple remplie d'eau, de sable ou d'autre milieu conducteur d'énergie, ce dernier contenant déjà l'espace pour la charge explosive 6 (figure 3a") La pièce de départ 1 ainsi préparée est disposée dans la demi-matrice inférieure 8, la mise en place se faisant à l'aide du corps d'ajustage 7 déplaçable et fixable axialement. La moitié de matrice 8 se trouve dans le bloc de réception 10. Après mise en phase de la deuxième pièce de départ 1, s'effectue le rapprochement des demi-matrices 8 et leur positionnement à l'aide des broches-guides 11. Après celà on applique le dispositif de fermeture 12 (figure 3b"). Au cours de la détonation subséquente, s'effectue le formage simultané des deux pièces de départ 1, par exemple cintrage et moulage-estampage combinés, les deux pièces s'appuyant sur les contours 9 ; ensuite on les enlève du corps d'ajustage 7 divisé et fermé. L'aération du volume de travail stef- fectue de manière connue par les orifices d'aération 14. Il est en outre possible, en fonction de la géométrie de la pièce 13, de remplacer les orifices d'ration 14 par des tiges éjectables. La coupe B-B représente les moitiés inférieure et supérieure 8 avec le dispositif de fermeture 12 éloigné (figure 3c"). Conformément aux pièces 1 choisies et aux contours correspondants 9, qui peuvent être identiques ou différents, on obtient dans le volume de travail du dispositif les pièces 13 formées par explosif (figure 3d"). REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le cintrage de pièces au moyen de matière explosive, caractérisé en ce que dans une matrice (8), plusieurs pièces de départ (1) sont assemblées en une structure en forme de profilé creux, remplie d'un milieu de transfert d'énergie (5), dans laquelle elles sont ajustées et tendues, une charge explosive (6) est positionnée dans la structure (4) en forme de profilé creux, et est amenée à exploser, les pièces de départ (1) étant alors libérées de leur assemblage et formées par la pression d'explosion suivant les contours de matrice (9) 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de départ (1), avant d'être disposées dans la matrice (8), sont assemblées de façon facilement séparable au moyen de jointures (2 ; 3). 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec deux moitiés de matrice que l'on peut verrouiller pour former une matrice, dispositif caractérisé en ce que dans les moitiés de matrice (8) se trouvent disposés plusieurs contours de matrice (9) de formes différentes, indépendantes de la division des moitiés de matrice (8) , ainsi qu'un corps d'ajustage (7) pouvant être réglé et fixé en position.