Brevet FR2528337A1 — publié le 19831216

Outillage de découpage pour des machines à poinçonner. La présente invention concerne un outillage de découpage pour des machines à poinçonner desti- nées à emporter des parties en tôle de petite section transversale, comprenant un outil supérieur cylindirque de section transversale circulaire ayant une surface frontale, plane, perpendiculaire à l'axe de l'outil supérieur, de la dimension de la partie à emporter et un outil inférieur, en une pièce, en forme de douille de décou- page, ayant un alésage cylindrique ou, le cas échéant, s'élargissant depuis la tôle à usiner, suivant une conicité faible, et dont la section transversale initiale, du côté de la tôle, correspond à la partie à emporter, une faible différence étant prévue entre le diamètre extérieur de l'outil supérieur et la section transversale initiale de l'alésage de l'outil inférieur, pour for- mer un jeu de découpage. Un outillage de découpage de ce type est connu, d'une manière générale, et est utilisé,par exemple dans le cadre de ce que l'on appelle des ou- tils à découpe à suivre de machines à poinçonner) pour ménager d'abord, dans la bande de tôle à usi- ner, des perforations latérales par l'intermédiaire desquelles elle peut être ensuite mise en position par des moyens convenables pendant le processus de poinçonnage ultérieur Bien entendu, l'invention vise également le perçage de tôles, d'une manière généra- le, pour la fabrication de pièces. Dans le perçage mentionné de tôles, se pose le problème, après le processus de poinçonnage, d'évacuer lès rondelles découpées,d'une manière sure, vers le bas, par la douille de découpage, c'est-à- dire par son alésage, ce problème se présentant bien entendu de la même façon dans les cas o les ron- delles ne sont pas des déchets, mais dans les cas o l'on doit découper des pièces de forme circulaire. Si la pièce à emporter a une section droite assez grande, on résout souvent le problème mention- né en montant, dans la face frontale ou dans la face de poinçonnage de l'outil supérieur, un élément élas- tique grâce auquel la partie découpée est repoussée de l'outillage Mais on ne peut pas prendre des me- sures de ce type, pour des raisons de place, quand on doit découper des formes circulaires petites de 3 mm, de 2 mm, ou plus petites Mais c'est justement pour ces petites sections droites que les parties découpées restent suspendues ou col- lées, en raison de leur faible poids, d'une manière particulièrement facile,à l'outil supérieur, ce qui peut être provoqué par exemple par le fait que les tôles à usiner sont graissées ou que les parties à découper adhèrent fortement en surface à l'outil supérieur, en raison de la pression de découpage. On s'est efforcé de résoudre ce problème particulier de multiples façons, par un agencement particulier de l'outil supérieur C'est ainsi, par exemple, que l'on a prévu des outils supérieurs à surface antérieure en forme de toit, afin de donner à la partie enlevée par découpage un certain angle pour qu'elle se coince dans l'alésage de l'outil inférieur et aussi pour qu'elle soit enlevée de l'ou- til supérieur par retour élastique de la forme angu- laire estampée Mais il en résulte ainsi un outilla- ge de découpage dont la partie supérieure a perdu en stabilité et qui, notamment, s'use relativement vite sur les sommets de la forme en toit. On a également essayé d'agencer, de manière plus étroite, le jeu de découpage compris en- tre l'alésage de la partie inférieure de l'outillage et la partie supérieure de l'outillage Mais cela s'accompagne également d'une usure plus grande de l'outillage, ce qui retentit sur la longévité de l'outillage et il faut augmenter les forces de découpage à utiliser. L'invention vise à modifier et à perfection- ner un outillage du type mentionné ci-dessus de ma- nière à maintenir, par l'outil inférieur et par la douille de découpage, la partie enlevée par décou- page sans modification notable de l'outillage, tout en ayant la possibilité de conserver les caractéris- tiques optimales suivant l'état présent de la tech- nique, pour ce qui concerne la dimension du jeu de découpage>qui dépend de la dureté et de l'épaisseur du matériau à usiner ainsi que du diamètre de la rondelle à emporter L'invention vise notamment à emporter des pièces ayant un diamètre de l'ordre de 2 mm et inférieur à 2 mm. Suivant l'invention, l'alésage de l'outil in- férieur présente au moins un élargissement, en forme de gorge de faible profondeur s'étendant sensiblement suivant la direction du poinçonnage et la longueur de l'élargissement suivant la direction de poinçon- nage correspond au moins à la profondeur de pénétra- tion de l'outil supérieur dans l'alésage de l'outil inférieur A cet effet, l'élargissement peut s'étendre parallèlement à la direction de poinçonna- ge, sur la longueur de pénétration de l'outil supé- rieur dans l'alésage de l'outil inférieur Mais l'élargissement peut s'étendre aussi hélicoldalement avec une pente hélicoïdale faible par rapport à l'axe de l'alésage sur la partie conique de l'alé- sage. En comparaison d'un outillage de poinçonnage considéré suivant les points de vue de l'état présent de la technique, ces mesures suivant l'invention ont pour effet de former, sur la pièce à emporter, dans la région de la gorge, une partie en saillie qui, même si elle est très petite seulement, se coincerà la fin du processus de poinçonnage, avec la paroi de l'alésage de l'outil inférieur et, lors du retrait de l'outil supérieur, la pièce à enlever par décou- page est maintenue d'une manière sûre dans l'alésage de l'outil inférieur Dans la mesure o l'élargisse- ment s'étend parallèlement à la direction de poinçon- nage, le coincement précité se produit par le fait que la partie à enlever par découpage est repousséeau- delà de l'étenc Ielongitudinale de la gorge Pour autant que l'élargissement a une forme hélicoïdale, la par- tie à enlever par découpage se coince par le fait que, en raison du frottement vis-à-vis de l'outil supérieur, et provoqué par la force de poinçonnage, la rotation donnée par l'allure hélicoïdale de la gorge ne peut pas s'effectuer. Grâce aux mesures suivant l'invention, on est donc sûr que les parties enlevées par décou- page ne peuvent pas revenir vers le haut avec l'ou- til supérieur et ne peuvent pas être entraînées dans le processus ultérieur d'usinage, o elles peuvent endommager les outils et même provoquer leur des- truction. Il s'est en outre avéré que, lorsque l'on uti- lise les dispositions suivant l'invention, il n'est pas porté atteinte à l'ouverture produite dans la tôle par le poinçonnage, puisque cette ouverture est dé- terminée par la section droite en forme de cercle de l'outil supérieur. Il va de soi que les gorges suivant l'inven- tion peuvent être aussi réparties en plusieurs got- ges, de préférence symétriques, sur le pourtour de l'alésage de l'outil inférieur. Il s'est avéré avantageux, lorsque l'élargis- sement a un tracé hélicoïdal, que le pas axial de l'hélice par rapport à l'axe de l'alésage de l'outil inférieur soit compris entre 100 et 200, des résultats particu- lièrement bons ayant été obtenus pour un pas axial d'hé- lice de 120. D'autre part, la conicité de l'alésage de l'outil inférieur est comprise avantageusement entre 8 ' et 60 '. Pour ce qui concerne les dimensions de l'élargissement, celles-ci sont fonction de l'épais- seur de la tôle à travailler, ainsi que de la dureté de la résistance du matériau constitutif de la tôle. Il s'est avéré favorable que la profondeur de l'élar- gissement soit comprise entre 5 microns et 2/10 de mm La relation régulière entre la profondeur de l'élargissement et l'épaisseur du matériau de tôle à usiner consiste en ce que, pour des tôles minces/, des profondeurs petites de l'élargissement suffisent, tandis que pour des tôles plus épaisses, il faut choisir les profondeurs plus grandes De la profon- deur de l'élargissement résulte enfin aussi la lar- geur normale qui, pour des élargissement plus pro- fonds, est plus grande que pour des élargissements â 5 très petits. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation représenté au dessin, dans lequel: la figure 1 est une vue en élévation laté- rale de l'outillage de découpage, l'outil inférieur étant représenté en coupe, et la figure 2 est une vue en plan de l'outil inférieur suivant la figure 1. Suivant la figure 1, l'outillage de découpa- ge est constitué d'un outil supérieur 1 en forme de poinçon de découpage cylindrique à section droite circulaire, ayant une face antérieure 3 plane trans- versale à la direction de travail 2, et d'un outil inférieur 4 en forme de ce que l'on appelle une douille de découpage Celle-ci présente, en regard du poinçon de découpage 1, un alésage 5 adapté à celui-ci et qui va s'élargissant coniquement depuis la tôle 6 à usiner, par exemple suivant un angle de 0,5 . A l'alésage conique 5 se raccorde un alésage 7 cylindrique plus grand,par lequel les parties enle- vées par découpage peuvent tomber librement vers le bas. Comme il ressort de la figure 1 considérée en commun avec la figure 2, l'alésage conique 5 pré- sente deux gorges 8 hélicoidales dont la profondeur 9 est comprise suivant la nature et l'épaisseur du matériau 6 constitutif de la tôle, ainsi que suivant le diamètre de la partie à enlever par découpage, entre 5 micron et 2/10 de mm, les dimensions les plus petites valant pour des tôles minces et de pe- tite section droite de la pièce, tandis que les di- mensions les plus grandes sont utilisées pour des tôles plus épaisses et des sections droites de la pièce plus grandes La largeur 10 de l'élargissement 8 en forme de gorge dépend, bien entendu, d'une ma- nière proportionnelle de son épaisseur. L'action de l'outillage ainsi décrit, consis- te en ce que la gorge 8,ou les gorges 8, forme au cours du processus de découpage sur la rondelle Il à enlever par découpage, un "bec" correspondant Si la rondelle il enlevée par découpage est poussée davantage dans l'alésage 5, ce bec se coince avec le bord délimitant la gorge 8, puisque la rondelle Il ne peut pas suivre le mouvement de rotation donné par l'allure hélicoïdale de la gorge 8, en raison des grandes forces de frottement,par rapport au poinçon de découpage 1 Il en résulte que la rondelle 11 se coince dans l'outil inférieur 4, de sorte qu'elle ne peut plus aller vers le haut avec le poinçon de découpage 1 Lorsque d'autres parties sont ensuite découpées, elles sont poussées davantage vers le bas dans l'alésage 5 par les parties qui les sui- vent respectivement, de sorte que, grâce à la coni- cité de l'alésage 5, elles se libèrent lentement du coinçage mentionné et peuvent tomber vers le bas. Une variante de l'outillage de découpage, représenté au moyen des figures 1 et 2,peut consis- ter en ce que la gorge 8 présente un tracé parallèle à l'axe de l'alésage 12, et en ce que sa longueur l'éloignant de la tôle 6 est telle qu'elle corres- pond à la profondeur de pénétration du poinçon de découpage 1 dans l'alésage 5 Si donc, le poin- çon de découpage 1 pénètre, par exemple, de 1 mm environ dans l'outil inférieur 4, ou dans son alé- sage 5, la gorge 8 a une étendue en longueur de 1 mm et se termine là L'effet de cette variante est alors, conformément à ce que l'on a dit précé- demment, que le "bec" formé par la gorge 8 est déplacé au-delà de l'extrémité de la gorge et se coince là, avec la paroi de l'alésage 5. Pour réaliser l'outil inférieur, il s'est avéré avantageux de donner à l'alésage 5 une conici- té de 8 ' à 60 ' par rapport à l'axe 12, ce qui bien entendu dépend également de la nature du matériau 6 à usiner Fondamentalement, on doit s'efforcer de faire en sorte que les parties à enlever par décou- page se libèrent aussi vite que possible de la pa- roi de l'alésage 5, afin de maintenir à une valeur aussi faible que possible la dépensé en énergie né- cessaire pour la poussée des autres parties En ou- tre, les dimensions mutuelles de la section droite supérieure de l'alésage 5 d'une part, et du poinçon de découpage 1 d'autre part, sont choisies à la ma- nière habituelle, en tenant compte de la formation du jeu de découpage. En ce qui concerne le pas axial de l'hélice d'une gorge 8 hélicoïdale, par rapport à l'axe 12, il peut être compris entre 10 et 200 On a obtenu de bons résultats pour un pas axial de l'hélice de 12 . Il faut enfin mentionner qu'il n'est pas porté atteinte à la forme circulaire du perçage pro- duit par le découpage de la tôle 6, car cette forme circulaire est déterminée par la forme circulaire non modifiée de la section droite du poinçon de découpage 1. 2 528337 REVENDICATIONS 1 Outillage de découpage pour des machines à poinçonner destinées à emporter des parties en tô- le de petite section transversale, comprenant un outil su- périeur ( 1) cylindrique de section transversale circulaire ayant une surface frontale, plane, perpendiculaire à l'axe de l'outil supérieur, de la dimension de la partie à emporter et un outil inférieur ( 4), en une pièce, en forme de douille de découpage, ayant un alésage ( 5) cylindrique ou, lecas échéchant, s'élargis- sant depuis la tôle à usiner, suivant une conicité faible, et dont la section transversale initiale, du côté de la tôle, correspond à la partie à emporter, une fai- ble différence étant prévue entre le diamètre exté- rieur de l'outil supérieur ( 1) et la section transversale initiale de l'alésage ( 5) de l'outil inférieur ( 4), pour former un jeu de découpage, caractérisé en ce que l'alésage ( 5) de l'outil inférieur ( 4) présente au moins un élargissement ( 8), en forme de gorge de faible profondeur s'étendant sensiblement suivant la direction de poinçonnage ( 2) et en ce que la longueur de l'élargissement ( 8) suivant la direction de poin- çonnage ( 2) correspond au moins à la profondeur de pénétration de l'outil supérieur ( 1) dans l'alésage ( 5) de l'outil inférieur ( 4). 2 Outillage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élargissement ( 8) s'étend pa- rallèlement à la direction de poinçonnage ( 2) sur la longueur de pénétration de l'outil supérieur ( 1) dans l'alésage ( 5) de l'outil inférieur ( 4). 3 Outillage suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'élargissement ( 8) s'étend hélicoidalementavec un pas axial de l'hélice faible par rapport à l'axe ( 12) de l'alésage, sur la partie co- nique de l'alésage ( 5). 4 Outillage suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le pas axial d'hélice est compris en- tre 10 et 20 . Outillage suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le pas axial d'hélice est de 12 . 6 Outillage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conicité de l'alésage ( 5) de l'outil inférieur ( 4) est compris entre 8 ' et 60 '. 7 Outillage suivant l'une des revendications précédentes,caractérisé en ce que la profondeur de l'élargissement est comprise entre b micron et 2/10 mm environ.