Brevet FR2561143A1 — publié le 19850920

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour ajourer latéralement des pièces métalliques, notamment embouties. Un tel procédé permet d'ajourer des pièces, notamment dans un but technique ou décoratif, et 5 concerne plus particulièrement l'ajourage de précision dans lequel on réalise dans une pièce un grand nombre de perfo- rations immédiatement adjacentes. Il existe déjà des procédés permettant d'ajourer des pièces métalliques selon un grand nombre de perforations 10 adjacentes, ayant des sections différentes pour fabriquer notamment des boîtiers filtrants ou des éléments décoratifs. L'électro-érosion constitue un des procédés couramment employés. Elle consiste à soumettre la surface d'une pièce conductrice à une succession très rapide de décharges électriques brèves, les- 15 quelles attaquent la pièce et permettent ainsi d'enlever des parties localisées de matière. Un tel procédé présente plusieurs inconvénients. Il se heurte notamment à des impératifs de prix de revient, de rapidité d'exécution et de précision dans la réalisation 20 des perforations. Les formes angulaires sont par exemple difficiles à obtenir avec netteté par ce procédé. Par ailleurs, il n'existe pas à l'heure actuelle de procédé mécanique du type poinçonnage qui permette d'effectuer dans une pièce métallique un grand nombre de 25 perforations adjacentes les unes aux autres en particulier dans une même opération. En effet, un tel procédé sollici- terait la pièce à poinçonner de façon importante et ne per- mettrait pas de réaliser des perforations très rapprochées les unes des autres, sous peine d'arracher les bords du motif. 30 Dans le cas particulier de perforations sur une pièce de type cylindrique de faible diamètre, la difficulté est encore accrue puisque les poinçons adjacents opérant simultanément et de façon convergeante vers l'axe de la pièce risqueraient de se 2 heurter mutuellement après traversée de la pièce; de plus le volume nécessaire à l'évacuation des copeaux est très étroit. Aussi, un des buts de la présente invention est de 5 fournir un procédé et un dispositif pour ajourer mécanique- ment des pièces métalliques de formes variées au moyen d'un grand nombre de poinçons classiques opérant simultanément. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé pour ajourer des pièces métalliques, qui est auto- 10 matisable et d'une grande rapidité d'exécution. Un autre but de l'invention est de fournir un pro- cédé pour ajourer latéralement des pièces de volume à génératrice droite et de section perpendiculaire à la généra- trice de forme convexe, notamment des pièces cylindriques. 15 Ces buts ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints, selon l'invention, par un procédé pour ajourer des pièces métalliques, notamment embouties, destiné obtenir un motif constitué par un grand nombre de per- forations adjacentes dans les parois desdites pièces, 20 selon lequel on réalise ce motif en plusieurs passes successives, en exécutant simultanément une partie des perforations durant chaque passe. Selon un mode de mise en oeuvre préféré, on constitue le motif en répétant un ou plusieurs motifs 25 élémentaires comprenant une partie de ces perforations, en ajourant les pièces métalliques selon au moins un de ces motifs élémentaires durant chaque passe, et en exécutant deux motifs élémentaires adjacents durant des passes dif- férentes. 30 La description d'un mode de réalisation de l'in- vention qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : La figure 1 représente une vue partielle en plan 35 d'un motif à réaliser selon le procédé de l'invention; La figure 2 représente schématiquement une vue de dessus de la pièce à ajourer, et les différentes phases du procédé selon l'invention; 3 La figure 3 est une vue en perspective d'une presse destinée à mettre en oeuvre le procédé Celon l'in- vention; La figure 4 est une vue de dessus de la table 5 de presse équipée des poinçons à ajourer; et La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. La figure 1 représente la paroi latérale déve- loppée 1 d'une pièce métallique cylindrique à ajourer sui- 10 vant un motif constitué par la juxtaposition d'un grand nombre de petites surfaces dont la forme est choisie parmi : un grand rectangle 2, un grand rectangle biseauté 3, un petit rectangle biseauté 4, un petit carré 5 ou un petit triangle 6. Le procédé selon l'invention consiste à ajourer 15 la paroi 1 de la pièce cylindrique selon chacune de ces surfaces. De façon à pouvoir mettre en oeuvre ce procédé avec le meilleur profit, il est nécessaire de concevoir le motif lui-même, qui est ici un motif décoratif, d'une cer- 20 taine manière. Dans le cas présent d'une pièce cylindrique, le motif est obtenu en répétant alternativement deux motifs élémentaires juxtaposes 7, 8, qui s'étendent principalement selon deux génératrices respectives de la pièce cylindrique. Chaque motif élémentaire 7, 8 est constitué principalement par une alternance de rectangles 2 et de carrés 5 dis- posés les uns au-dessous des autres selon ces génératrices. Les deux motifs élémentaires 7, 8 sont disposés selon un es- pacement unique sur tout le pourtour de la pièce cylindrique et sont répétés chacun huit fois, selon cet exemple de réalisation. 30 Il s'agit donc de réaliser au total seize ajourages dans la piè- ce cylindrique. On notera que les deux motifs 7,8 sont imbriqués. La figure 2 représente les seize portions angu- laires correspondant aux ajourages à réalisero Huit portions angulaires 71 à 78 sont relatives au motif élémentaire 7, 35 et huit portions 81 à 88 alternant avec les précédentes sont relatives au motif élémentaire 8. Par exemple, portion angulaire 85 sous-tend la portion de cylindre 9 4 le long de laquelle s'étend le motif 8. Pour plus de clarté, on n'a pas représenté l'imbrication des ajourages, et donc celle des différenies portions angulaires, lesquelles pré- sentent en principe des zones de recouvrement mutuel. L'angle 5 entre les plans médians 10, 11 de deux portions angulaires adjacentes a toujours la même valeur A. Il va maintenant être expliqué dans quel ordre sont exécutes les seize ajourages numérotés par leurs portions angulaires correspondantes 71 à 78 et 81 à 88. Ceux-ci sont 10 exécutes en quatre passes successives: quatre ajourages étant simultanément réalisés durant chaque passe, deux ajourages adjacents tels que (85, 72) ou (81, 75)étant toujours réalisés durant des passes différentes. Sur la figure 2 sont représentés de façon distincte les quatre groupes d'ajourages (71, 72, 81, 82), 15 (73, 74, 83, 84), (75, 76, 85, 86) eta(77, 78, 87, 88) correspondant aux quatre passes successives. Pour réaliser ces -ajourages, on ajoure la pièce cylindrique selon les quatre flèches 701, 702, 801, 802 à chaque passe, les ajourages selon les flèches 701, 702 repro- 20 duisant le motif élémentaire 7 et ceux selon les flèches 801, 802 le motif élémentaire 8. Ces.quatre flèches sont situées en prolongement du plan médian de quatre portions angulaires (71, 72) et (81, 82) symétriques deux à deux par rapport à l'axe de la pièce cylindrique. Par ailleurs, 25 l'angle B entre les flèches 701 et 801, ou 702 et 802, est égal à trois fois l'angle A. Il en résulte que l'angle C entre les flèches 701 et 802, ou 702 et 801, est égal à 5 fois l'angle A. La première passe permet donc l'exécution simultanée 30 des quatre ajourages 71,72,81,82 dont les portions angulaires sont disposées en regard des flèches 701, 702, 801, 802. On effectue alors une rotation de la pièce cylindrique au- tour de son axe dans le sens de la flèche 12, d'une valeur angulaire égale à deux fois l'angle Ao Ceci a pour effet de 35 disposer les portions angulaires (73, 74, 83, 84) respective- ment devant les flèches (701, 702, 801, 802) et de réaliser les ajourages correspondants. Une nouvelle rotation de la pièce cylindrique d'une méme valeur permet de la même façon de réaliser les ajourages (75, 76, 85, 86). Une dernière rotation permet enfin de réaliser 5 les ajourages (77, 78, 87, 88). Conformément au but recherché, on peut noter que les motifs élémentaires 7,8 sont aiternés, et que deux ajourages adjacents sont effectués durant des passes différentes. La figure 3 représente dans son ensemble un dis- 10 positif permettant de mettre en oeuvre le procédé précédemment décrit concernant l'ajourage de pièces cylindriques. Il com- prend une presse verticale 20 dont le coulisseau 21, muni d'une semelle 22, coopère avec une table de presse 23. La pièce cylindrique à ajourer est montée verticalement au 15 centre de la table de presse 23, sur une bigorne 24. Quatre colonnes 25 à 28 munies de poinçons sont montées à coulis- sement horizontal sur la table de presse 23 autour de la bigorne 24. Elles sont mises en mouvement par quatre bras 29 à 32 suspendus à la semelle 22 du coulisseau de presse 21, 20 lorsque celui-ci se déplace verticalement. Les figures 4 et 5 représentent en détail le dispositif de l'invention. Les quatre colonnes 25 à 28 sont montées à coulissement horizontal sur la table de presse 23, selon deux axes horizontaux 700, 800 passant par l'axe central 25 vertical 33 de la presse. Les deux axes 700, 800 sont décalés d'un angle B, et d'un angle complémentaire C définis en rela- tion avec la figure 2. Les quatre colonnes 25 & 28, leurs moyens de guidage, ainsi que les bras 29 à 32 sont iden- tiques. Aussi, seules les caractéristiques relatives à la 30 colonne 25 sont représentées sur les figures 4 et 5 et décrites. La face frontale 34 .de la colonne 25 est orientée vers l'axe central 33 de la presse et porte une pluralité de poinçons 47 s'étendant horizontalement vers l'axe 33 de la presse, ainsi que des broches 48 35 horizontales permettant de faire coulisser un butoir 50 disposé devant la face frontale 34. Les broches 48 et les poinçons 47 sont plaqués sur la colonne 25 par une semelle 51. Le butoir 50 possède des canaux transversants 52 pour le passage des poinçons 47, et des canaux traversants 54 pour le passage des broches 48. Des ressorts de compression 53 sont disposes entre la semelle de colonne 51 et le butoir 50. 5 Des broches 49 limitent le coulissement du butoir 50 dans le sens de la force exercée par les ressorts 53; elles traversent la colonne 25 et sa semelle 51 et se vissent dans le butoir 50. Les broches 49 présentent un épaulement terminal 56 qui bute contre la colonne 25 en fin de course avant du butoir 50. La 10 face avant 55 du butoir 50 présente une courbure correspondant à celle de la bigorne 24. En fin de course avant du butoir 50 les poinçons 47 affleurent sa face avant 55 par leur extré- mité libre. Les moyens de déplacement et de guidage de la 15 colonne 25 vont maintenant être explicités. La colonne 25 est pourvue d'un épaulement arrière 35 qui possède deux rainures 36 saillant latéralement et coulissant dans des gorges correspondantes d'un guide 37. L'épaulement 35 est pourvu d'un évidement 38 le traversant verticalement. Cet évi- 20 dement 38 possède deux parois latérales 39, 40 verticales- et deux parois frontales 41, 42 en forme de rampe inclinée vers la table de presse 23 et radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe 33 de la presse. Le guide 37 et la table de presse 23 possèdent chacun un évidement vertical 43, 44 dispose 25 à l'aplomb de l'évidement 38. La semelle 22 du coulisseau de presse porte rigidement le bras suspendu 29. Celui-ci possède une partie en forme de rampe 45 complémentaire de l'évidement 38 de l'épaulement 35. La partie en forme de rampe 45 est prologée par une partie verticale 46. Les différents évidements 38,43,44 se 30 laissent pénétrer par le bras 29 sur une profondeur suffisante pour plaquer le butoir 50 contre la bigorne 24 et pour per- mettre aux poinçons 47 de pénétrer dans celle-ci. La semeLle de coulisseau de presse 22 est positionnée dans son muveuent vertical par rapport à la table de presse 23 par deux broches 35 d'alignement 57, 58 solidaires de la table de presse 23 coulissant dans des douilles 59, 60 solidaires de la se- melle 22. 7 La bigorne 24 est de forme générale cylindrique correspondant à celle de la pièce à ajourer, qui viendra coif- fer la bigorne 24. De façon générale cette bigorne 24 à la même forme que la pièce à ajourer. Elle est fixée au centre de 5 la table de presse 23, et est située en regard de la face avant 55 du butoir 50. La bigorne 24 est creuse et possède en outre des ouvertures 61 dans sa paroi latérale, dont la section correspond à celle des poinçons 47, ces ouvertures 61 étant situées exactement en regard des poinçons 47. Un 10 dispositif d'évacuation automatique des copeaux est avanta- geusement relié à l'intérieur de la bigorne 24. Sur la semelle 22, et en regard de la bigorne 24, est suspendu un doigt 62 qui presse fermement la pièce cylindrique à ajourer sur la bigorne, en position basse de la semelle 22, pour as- 15 surer le positionnement précis de la pièce. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'inven- tion à l'aide du dispositif décrit précédemment et obtenir le motif représenté à la figure 1, on équipe les colonnes 25, 26 situées sur l'axe 700 d'un ensemble de poinçons permettant de 20 réaliser le motif élémentaire 7, et on équipe les colonnes 27, 28 situées sur l'axe 800 de poinçons permettant de réaliser le motif élémentaire 8. Une pièce cylindrique non ajourée est montée sur la bigorne 24 correspondant aux poinçons précé- dents. Une descente de la semelle 22 provoque un déplacement 25 rigoureusement simultané des quatre colonnes 25 à 28 vers la bigorne 24. Le premier groupe d'ajourages (71, .72, 81, 82) est ainsi réalisé. Durant la remontée de la semelle 22, les res- sorts 53 éloignent les quatre colonnes 25 à 28 de la bigorne 24. On effectue alors, manuellement ou mécaniquement, une 30 rotation de la piece cylindrique d'un angle égal à deux fois l'angle A et dans le sens de la flèche 12 conformément à la figure 2. Une seconde descente de la semelle 22 permettra de réaliser le deuxième groupe d'ajourages (73, 74, 83, 84). Apres exécution des quatre passes successives, la pièce cylindrique ajourée est retirée de la bigorne et remplacée par une pièce 35 non ajourée. Le dispositif décrit précédemment, en faisant opérer simultanément des paires de groupes de poinçons opposés, permet d'équilibrer précisément les efforts appliqués sur la . 8 pièce à ajourer et sur la bigorne, et d'éviter notamment toute rotation de la pièce p.endant l'ajourage. Il en résulte égale- ment une grande rapidité d'exécution, puisque quatre groupes de poinçons ou même davantage opèrent ensemble à la périphé- 5 rie de la pièce. Bien évidemment les groupes de poinçons peuvent être également vus par un ensemble de vérins par- faitement synchronisés.Le butoir à rappel élastique s'appli- que contre la pièce et maintient fermement les parties de la pièce devant être sollicitées par les poinçons. Avantageusement, 10 on peut munir chaque poinçon d'un détecteur permettant de déceler une cassure éventuelle. Les différents détecteurs sont gérés par un système informatique qui indique à chaque instant toute panne éventuelle, et qui la localise. Le procédé d'imbrication de plusieurs motifs 15 élémentaires permet très avantageusement d'ajourer une même zone de pièce en plusieurs étapes, de façon à solliciter le moins possible la paroi de la pièce. Dans le'cas d'ajourage extrêmement denses, un procédé en une passe est peu envisageable. Par ailleurs, la décomposition de la paroi de 20 la pièce en un grand nombre de portions (71 à 78 et 81 à 88) permet d'effectuer un ajourage quasiment perpendiculairement à cette paroi ; les ajourages ont ainsi des bords perpendicu- laires à cette paroi. Selon l'invention, on peut ajourer non seulement des pièces embouties mais également extrudées. . RENVENDICATIONS 1.- Procédé pour ajourer des pièces métalliques, notamment embouties, destiné à obtenir un motif constitué par un grand nombre de perforations adjacentes (2 à 6) dans les parois desdites pièces, caractérisé en ce que l'on ajoure 5 les pièces en plusieurs passes successives, en exécutant simultanément une partie desdits perforations durant chaque passe. 2.-Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on constitue ledit motif en répétant un ou plusieurs motifs élémentaires (7, 8) comprenant une partie 10 desdites perforations, en ce que l'on ajoure lesdites pièces métalliques selon au moins un de ces motifs élémentaires (7, 8) durant chaque passe, et en ce que l'on exécute deux motifs élémentaires adjacents (72, 85) durant des passes différentes. 15 3.- Procédé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'on réalise un motif sur les parois latérales d'une pièce métallique cylindrique, en ce que l'on ajoure ladite pièce selon des motifs élémentaires (7, 8) qui s'éten- dent longitudinalement essentiellement suivant l'axe de ladite pièce sur toute la hauteur du motif à réaliser et qui s'étendent en largeur sur une partie de la circonférence de la pièce cylindrique, et en ce que l'on effectue une rota- tion partielle de la pièce cylindrique selon son axe entre deux passes successives. 25 4.- Procédé selon la revendicatiQn 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que l'on imbrique lesdits motifs élémentaires (7, 8). 5.- Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que, lors d'une passe, on 30 réalise des paires de motifs élémentaires constituées chacune de deux motifs élémentaires (71, 72 et 81, 82) symétriques par rapport à l'axe de la pièce cylindrique. 6.- Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé 35 en ce qu'il comprend une presse verticale (20); une pluralité de colonnes (25 à 28) montées à coulissement horizontal sur la table de la presse (23), selon des axes (700, 800) conver- geant ors l'axk cetral 83 de l. pr se ; des moye-s 2 . i) pour t-ransforwmr le mouvement de dc erte de la patis J :~be -e ladite presse (22) en n dplaceien- horizontal simultan des- dites colonnes (25 a 2&. vers iî-,xe central (33) de la presse, 5 et pour assurer le retour desdites colonnes (25 à 28) à leur position initiale lors de la remontée de ladite partie mobile (22), la face frontale (34) de chaque colonne (25) tournée vers le centre de la presse portant des poinçons horizontaux (47) disposes essentiellement les uns au-dessous des autres 10 et destinés à pénétrer dans des ouvertures (61) de section correspondante pratiquées dans une bigorne (24) fixée verti- calement au centre de ladite table (23), ladite bigorne (24) ayant un diamètre correspondant au diamètre intérieur de la pièce cylindrique à ajourer et étant coiffée par cette 15 pièce. 7.- Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que lesdites colonnes (25 à 28) sont opposées deux à deux. - 8.- Dispositif selon la revendication 6 ou la 20 revendication 7, caractérisé en ce que chaque colonne (25) est pourvue sur sa face frontale (34) d'un butoir (50) à coulissement horizontal, des ressorts de compression (53) étant intercalés encre le butoir (50) et la colonne (25), lesdits poinçons (47) traversant ledit butoir (50) et affleu- 25 rant sa face avant (55) lorsque la partie mobile de la presse (22) est en position haute, et ledit butoir (50) étant pro- gressivement plaqué contre ladite bigorne (24) lorsque ladite partie mobile (22) descend. 9.- Dispositif selon l'une quelconquedes reven- 30 dications 6 à 8, caractérisé en ce que ladite bigorne (24) est creuse. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre simultanée des colonnes (25 à 28) comprennent un bras (29) 35 suspendu rigidement à la partie mobile de la presse (22) qui coopère avec un évidement (38) pratiqué dans un épaule- ment (35) desdites colonnes (25 à 28), ledit bras (29) présentant une partie (45) en forme de rampe et ledit évidement (38) présentant une forme de rampe correspondante (41, 42).