Brevet FR2611543A1 — publié le 19880909

OUTIL D' EMBOUTISSAGE A TAUX DE PORTEE ELEVE La présente invention se rapporte aux outillages de presses et vise plus particulièrement un outil d'emboutissage à taux de portée élevé. Elle s' applique notamment à1' emboutissage de pièces de carrosserie dans l'industrie automobile. L'invention se propose de perfectionner un outil d' emboutissage conventionnel, en le rendant bien plus fiable d' une part, et en permettant une remise en état rapide et simple de ses portées, d' autre part. A cet effet, elle a pour objet un outil d' emboutissage du type constitué par un poinçon, une matrice et des serre-flans supérieur et inférieur. Suivant une particularité essentielle, I' un au moins de ces serre-flans est revêtu sur sa partie active d' une couche élastique et résistante d' épaisseur uniforme, susceptible notamment d' augmenter le taux de portée, de répartir uniformément les pressions exercées sur la couronne d' un flan, d' absorber les défauts propres à 1' emboutissage et de supprimer les phénomènes de grippage sur cet outil comme sur le flan. Peuvent ainsi être diminués de façon significative - les coûts d'intervention pendant ja fabrication, - le nombre de pièces défectueuses, - et les volumes d' heures d'entretien. Suivant une autre particularité, cette couche élastique est obtenue à partir d' un film mince de matière synthétique du type polyuréthane, présentant une épaisseur d1 environ deux millimètres. Ce type de matériau permet à cette couche élastique de reprendre son épaisseur initiale après chaque évolution de 1' outillage, avec une résistance élevée aux pressions engendrées par la presse. La faible épaisseur de cette couche lui permet d' épouser étroitement les formes des serre-flans. Cette couche élastique se révèle aussi facile à mettre en oeuvre et rapide à remplacer après usure. D' autres particularités et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui suit d' un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en Coupe axiale d'un outil d' emboutissage conventionnel, - les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement une vue en plan d1 un serre-flan inférieur, une surface de contact théorique flan/serre-flan inférieur et une surface de contact effective flan/serre-flan inférieur, - la figure 5 représente une vue schématique en coupe axiale d' un serre-flan inférieur conforme à l'invention, - et la figure 6 représente une vue en perspective d' un serre-flan associé à une "portée jetable" objet de l'invention. Un outil d' emboutissage conventionnel 0 est représenté sur la figure 1. Il comprend essentiellement un poinçon 2, une matrice 4 et des serre-flans supérieur 6 et inférieur 8. Le poinçon 2 et le serre-flan supérieur 6 constituent les parties mobiles de cet outil, alors que la matrice 4 et le serre-flan inférieur 8 forment la partie fixe de ce dernier. Un flan 12 étant maintenu pincé entre les deux serre-flans 6, 8 pendant la phase d' emboutissage, la pression unitaire exercée sur celui-ci varie en fonction d'un rapport de surfaces en contact traduit par un taux de portée. Plus cette pression unitaire est importante, plus 1' emboutissage devient délicat, avec l'apparition de phénomènes de grippage 14 sur l'outil ou sur la pièce ainsi que de ruptures 16 sur la pièce. Le taux de portée effectif correspondant à la figure 4 s'avère être nettement inférieur, environ 30 9O, au taux de porté théorique correspondant à la figure 3. La pression unitaire exercée sur une couronne de tôle est inversement proportionnelle à ce taux de portée. Elle va ainsi atteindre une valeur d'environ 10/3 fois supérieure à la pression unitaire théorique. Cet écart realtivement important est lié - aux difficultés de réaliser une portée initiale de qualité qui soit fiable, - au manque d' homogénéité de la structure des outils en fonte ou à la disparité des duretés superficielles pour les serre-flans, - et aux phénomènes d' usure engendrés par un frottement permanent du flan (acier) sur 1' outil (fonte). L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle propose de revêtir, comme l'illustrent les figures 5 et 6, au moins un des serre-flans 6, 8 d'une couche élastique et résistance 10 d'épaisseur uniforme (2 mm environ). Celle-ci permet de compenser les défauts de surface pour augmenter le taux de portée et diminuer la pression unitaire de pincement sur une couronne de flan 12 en contact avec ces serre-flans. Cette couche élastique est obtenue par exemple à partir d'une feuille de polyuréthane de 2 mm d' épaisseur. Elle est collée sur un serre-flan au moyen d' un adhésif à base de résine époxyde à deux composants compatible avec une combinaison métal-polyuréthane. Les avantages obtenus se révèlent particulièrement intéressants et prometteurs - un taux de portée frisant le maximum, - une pression unitaire effective avoisinant la pression unitaire théorique, - une absorption des défauts dus à l'emboutissage (plis) par cette couche élastique qui reprend son épaisseur initiale après chaque évolution, - une suppression des phénomènes de grippage sur l'outil comme sur la pièce, une mise en oeuvre simple et rapide correspondant sensiblement au temps de polymérisation de la colle, une diminution importante des coûts d'entretien (stockage des couches élastiques qualifiables de "portées letables", préalablement préparées, changement rapide, suppression des arrêts de fabrication dus aux grippages, casses une diminution significative des pièces défectueuses (loupés de fabrication), un coût d'achat très faible favorisant le maintien en qualité de la fiabilité des outillages, une diminution significative des coûts de fabrication des outils habituellement revêtus d' alliages spéciaux, une réduction de la puissance requise de la presse, une suppression partielle ou totale des freins mécaniques habituels joncs, clavetages ...) sur les serre-flans, - une diminution ou suppression de la lubrification en cours d' emboutissage, - une suppression des difficultés de soudage et de rechargement de la fonte d' outillage, - une absorption par la couche élastique de corps étrangers de faible épaisseur (déchets, ...) situés sur les serre-flans, - et une conservation des références d'outillage. REVENDICATIONS 11 Outil d' emboutissage à taux de portée élevé, du type constitué par un poinçon (2), une matrice (4) et des serre-flans supérieur (6) et inférieur (8), caractérisé en ce que 1' un au moins de ces serre-flans est revêtu sur sa partie active, d' une couche élastique et résistante d'épaisseur uniforme (10) susceptible notamment d' augmenter le taux de portée, de répartir uniformément les pressions exercées sur la couronne d' un flan (12), d' absorber les défauts propres à l'emboutissage, et de supprimer les phénomènes de grippage sur cet outil comme sur le flan. 2/ Outil d'emboutissage suivant la revendication l, caractérisé en ce que cette couche élastique (10) est obtenue à partir d'un film de matière synthétique du type polyuréthane, présentant une épaisseur d' environ deux millimètres. 3/ Outil d'emboutissage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que cette couche élastique (10) est intimement collée sur l'un au moins de ces serre-flans (6, 8).