Brevet FR2508356A1 — publié le 19821231

La presente invention se rapporte å un procede et un dispositif de formage de pièces métalliques consistant à deformer un flan å l'aide d'un outil male dans un outil femelle. Le procédé de formage le plus usuel de ce type est l'emboutissage suivant lequel un flan est enfoncé à l'aide d'un poinçon dans une matrice. Lorsque le flan à déformer présente une épaisseur importante il est nécessaire d'utiliser des presses d'emboutissage de grande puissance. Selon le degré de déformation plusieurs passes sont souvent nécessaires. Des réductions contrôlées d'épaisseur du flan sont difficile, voire impossibles a réaliser par emboutissage. Enfin, l'emboutissage non seulement provoque souvent des rayures sur les pièces embouties, mais entrain également un écrouissage souvent indésirable, nécessitant un traitement thermique ultérieur. La présente invention a pour objet un procédé de formage de pièces métalliques permettant, par la mise en oeuvre de puissances nettement plus faibles que lors de ltemboutissage, de mettre en forme des pièces å partir de flans, en une seule passe, avec réduction contrôlée de l'épaisseur des flans, en assurant aux pièces mises en forme un très bon état de surface, et en n'entraînant pratiquement pas d'écrouissage. Suivant le procédé conforme a l'invention de formage de pièces métalliques, consistant à déformer un flan à l'aide d'un outil mâle dans un outil femelle, on enfonce le flan à l'aide d'un poinçon entre plusieurs galets définissant ensemble l'outil femelle pour mettre en forme la pièce et le cas échéant réduire simultanément de façon contrôlée l'épaisseur du flan par laminage du flan sur le poinçon par les galets. Le procédé conforme å l'invention utilise donc, à la place d'une matrice d'emboutissage, plusieurs galets qui, par laminage, assurent une déformation du flan, même d'épaisseur importante, et même avec réduction contrôlée de l'épaisseur du flan, moyennant un effort réduit sur le poinçon. Une application particulièrement intéressante du procédé conforme à l'invention consiste dans la mise en forme de pièces comprenant un fond et plusieurs branches qui sont réparties sur le pourtour dudit fond et, sur une partie au moins de leur longueur, font saillie perpendiculairement audit fond. Un exemple de telles pièces consiste dans les epanouis- sements polaires constituant deux à deux les roues polaires d'alternateurs électriques pour véhicules automobiles. Ces épanouissements polaires sont réalisés à partir de flans (pais en forme d'étoile sur lesquels le procédé conforme & l'invention permet, en une seule opération, de relever les branches perpendiculairement au fond central et de réduire de façon contrôlée l'épaisseur desdites branches relevées. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention comprend un poinçon de formage mobile en va-etvient suivant son axe, présentant à son extrémité libre une configuration correspondant à la forme intérieure de la pièce à réaliser. Ce dispositif comprend, en outre, plusieurs galets de laminage montés sur un bâti fixe, en rotation autour d'axes qui sont perpendiculaires l'axe du poinçon de formage, et disposés sur ledit bâti de manière que lors de la course aller du poinçon de formage, l'extrémité libre de ce dernier passe avec le flan entre lesdits galets, chaque galet ayant une génératrice correspondant à une partie du profil latéral extérieur de la pièce à réaliser. Pour améliorer la reprise des efforts exercés sur les galets lors du laminage de la pièce entre les galets et le poinçon de formage, il est avantageux d'associer à chaque galet de laminage au moins un galet de réaction monté sur le bâti, extérieurement au galet de laminage, et ayant une génératrice de forme complémentaire de celle de la génératrice du galet de laminage. Ainsi, les efforts exercés sur le galets de laminage ne sont repris uniquement par ce dernier, mais sont répartis sur le galet de laminage et sur le ou les galets de réaction associés au galet de laminage. De préférence, le dispositif conforme à l'invention comprend, en outre, un poinçon de retenue et d'éjection mobile en va-et-vient, opposé au poinçon de formage. En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un dispositif de formage conforme à l'invention pour la réalisation d'épanouissements polaires d'alternateurs électriques partir de flans en étoile; sur le dessin la fig. 1 est une vue en plan d'un flan de départ; la fig. 2 est une vue en plan d'un épanouissement polaire mis en forme à partir du flan de la fig. 1; la fig. 3 est une coupe axiale du dispositif de formage, suivant III-III de la fig. 4; la fig. 4 est une vue en plan du dispositif de formage, sans le poinçon de formage. La fig. 1 montre un flan 1 en tôle épaisse, en forme d'étoile à six branches, destiné à la réalisation d'un épanouissement polaire selon la fig. 2. Le flan 1 d'épaisseur uniforme subit S cet effet, un redressement sensiblement à 900 de ses six branches d'étoile 2 ainsi qu'une réduction progressive de l'épaisseur des branches 2 vers les extrémités libres de ces dernières. Enfin, le fond 3 du flan en étoile, est percé d'un trou central 4. Le dispositif selon les fig. 3 et 4 pour le formage de la pièce de la fig. 2 à partir du flan de la fig. 1 comprend un poinçon de formage 10 monté mobile en va-et-vient suivant son axe. Le poinçon 10 est monté sur le coulisseau supérieur d'une presse dont le plateau fixe reçoit un b ti 11. Ce bâti 11 comprend six unités de montage 12 réparties à la manière des rayons d'une étoile autour de l'axe du poinçon 10. Chaque unité de montage -12 comprend un bloc de montage 13 fixé sur deux plaques de support 14 et 15. Chaque bloc de montage 13 est évidé en 16, à sa partie supérieure et vers l'axe du poinçon 10.Dans cet evidement 16 sont montés en rotation trois galets, à savoir un galet de laminage 17 et deux galets de réaction 18 et 19. Le galet de laminage 17 présente une génératrice correspondant au profil latéral extérieur de chaque branche 2a de la pièce 1 terminée. Les deux galets de réaction 18 et 19 sont montés en arrière du galet de laminage 17, l'un au-dessus et l'autre en dessous de ce dernier et présentent une génératrice complémentaire de celle du galet 17. Dans le cas représenté, le galet 17 présente une surface latérale concave et les galets 18 et 19 présentent une surface latérale convexe. Chacun des galets 17, 18 et 19 comporte deux tourillons non représentés dont l'un est monté dans le bloc de montage 13 et dont l'autre est monté dans un flasque latéral rapporté 20. On reconnaît en outre sur la fig. 4 que des plaques de centrage et de retenue 21 sont prévues entre chaque fois deux unités de montage 12. Un poinçon de retenue et d'éjection 22 aligné avec le poinçon de formage 10 est mobile en va-et-vient dans le bâti 11. Le poinçon 22 actionné par une tige 23 coulisse-dans une fourrure 24 dont la forme intérieure correspond à la forme extérieure de la pièce 1 et qui est immobilisée entre la plaque 15 et les blocs de montage 13. Une vis 26 est vissée dans la face supérieure du poinçon 22, au centre de cette dernière, de manière que sa tête déborde de la face supérieure du poinçon 22. Enfin, une cale 25 de positionnement angulaire du flan mettre en forme est fixée sur la face supérieure des unités de montage 12. Cette cale 25 présente, au droit de chaque galet de laminage 17, une découpe intérieure recevant l'une des branches d'étoile du flan 1. On va décrire ci-après le mode de fonctionnement du dispositif de formage suivant les fig.. 3 et 4. Pour permettre la mise en place d'un flan 1 sur le dispositif, on remonte le poinçon 10 jusqu'au-dessus de la cale 25. On remonte également le poinçon 22 jusqu'a ce que sa face supérieure soit sensiblement alignée avec la face supérieure des unités de montage 12. On pose ensuite un flan 1 dans la cale 25, de manière que ce flan soit centré par son trou 5 s'ajustant sur la tête de la vis 26, et soit positionné angulairement par la cale 25. On fait ensuite descendre le poinçon 10 qui vient ainsi s'appliquer sur le flan 1 et qui, au cours de son mouvement de descente ultérieur, repousse devant lui le poinçon 22 qui n'exerce qu'un effort de retenue réduit. En atteignant les galets 17, les branches 2 du flan 1 sont relevées vers le haut et sont laminées entre l'extrémité libre du poinçon 10 et les galets 17, ce qui leur donne en une seule opération la conformation recherchée. Le poinçon li descend jusqu'a ce que les extrémités libres des branches de la pièce 1 aient passé les galets 17, position qui correspond la position inférieure de butée du poinçon 22 sur la plaque inférieure 15. Arrivés en fin de course, les deux poinçons 10 et 12 remontent conjointement, en entraînant entre eux la pièce 1 formée. Le poinçon 22 remonte jusqu' ce que sa face supérieure soit alignée avec la face supérieure des unités de montage 12, tandis que le poinçon 10 continu de monter davantage. La pièce 1 peut ainsi être retirée du dispositif et être remplacée par un nouveau flan façonner. Le poinçon de formage 10 peut, en cas de besoin, être muni de façon connue en soi d'un dévêtisseur. Il va de soi que l'exemple de réalisation décrit ci-dessus et représente sur le dessin annexe n'a été donne qu'a titre illustratif et non limitatif. Le procédé et le dispositif conformes a l'invention peuvent ainsi être utilisés pour le formage de pièces autres que des épanouissements polaires pour alternateurs. Il importe uniquement que les pièces a réaliser présentent des surfaces latérales extérieures opposées parallèles susceptibles d'être obtenues par laminage des pièces sur un poinçon, a l'aide de galets. Ces pièces peuvent présenter en plan une forme de révolution ou non et peuvent présenter un nombre quelconque de branches. En effet, le dispositif peut être adapté d'une manière simple à des pièces différentes, par remplacement des galets de laminage et des galets de réaction par des galets de forme différente et/ou par changement du nombre des unités de montage des galets, ce qui ne présente pas de difficultés en raison de la structure modulaire (unités de montage 12) de la partie fixe du dispositif. REVENDICATIONS 1. Procédé de formage de pièces métalliques consistant à déformer un flan à l'aide d'un outil mâle dans un outil femelle, caractérisé par le fait qu'on enfonce le flan à l'aide d'un poinçon entre plusieurs galets définissant ensemble l'outil femelle pour mettre en forme la pièce par laminage du flan sur le poinçon par les galets, le cas échéant avec réduction contrôlée de l'épaisseur du flan. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un poinçon de formage (10) mobile en va-et-vient suivant son axe, présentant à son extrémité libre une configuration correspondant à la forme intérieure de la pièce (1) à réaliser, et plusieurs galets de laminage (17) montés sur un bâti fixe (11), en rotation autour d'axes qui sont perpendiculaires à l'axe du poinçon de formage et disposés de manière que le poinçon de formage passe avec le flan entre les galets, lors de sa course aller, chaque galet ayant une génératrice correspondant a une partie du profil latéral extérieur de la pièce à réaliser. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'a chaque galet de laminage est associé au moins un galet de réaction (18, 19) ayant une génératrice de forme complémentaire de celle du galet de laminage. 4. Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un poinçon de retenue et d'éjection (22) mobile en va-et-vient et opposé au poinçon de formage.