Brevet FR2631865A1 — publié le 19891201

L'invention concerne d'une manière générale un poinçon de travail du métal destiné au travail à froid d'un métal, et elle a trait en particulier à un poinçon comportant une tête perfectionnée de poinçonnage propre à augmenter la durée de vie de l'outil. Dans le travail à froid d'un métal, il est connu qu'une opération d'usinage, appelée poinçonnage ou perçage, peut être réalisée, opération au cours de-laquelle un poinçon ou un outil similaire est utilisé pour enlever du métal par une coupe axiale, et dans laquelle le poinçon est poussé à travers la matière pour enlever la matière indésirée. Cette opération et cet outil d'usinage convien- nent à de nombreuses utilisations telles que, par exemple, la réalisation de la première ébauche grossière de poinçonnage pour des écrous ou des articles similaires. Divers poinçons de ce type sont décrits dans l'art antérieur. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 295 227 décrit un poinçon comportant des arêtes de poinçonnage de plus-en plus grandes, qui sont reliées par des bords incurvés afin que le poinçon avant ou poinçon plus petit puisse plier la partie restante du métal à enlever par l'arête de coupe qui suit immédiatement. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 522 440 décrit aussi un ensemble formé d'un poinçon de perçage et d'un élément de brochage et de planage en un outil unique dans lequel les surfaces successives de travail du métal exécutent les opérations successives pendant que l'outil est forcé à travers la pièce. Le poinçonnage est également connu dans d'autres domaines que le travail du métal, ainsi qu'on peut le voir dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 143 026, et il est également effectué de façon rotative, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 273 015. Le domaine du brochage présente également un certain intérêt par le fait que le brochage implique aussi l'enlèvement de métal par un mouvement alternatif de l'outil par rapport à la pièce. On peut trouver certains exemples de la technique du brochage dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 1 318 489 et NI 1 441 502. Cependant, dans le domaine du poinçonnage ou du perçage, on rencontre certains problèmes que la présente invention a pour but de résoudre. Plus particulièrement, ces poinçons comportent généralement une tête de poinçonnage qui engage la pièce et- qui est forcée, dans une direction axiale, à travers la pièce afin d'enlever le métal se trouvant sur son trajet. Un problème particulier est que les poinçons s'usent à l'usage et atteignent un stade o ils ne peuvent plus exécuter efficacement l'opération pour laquelle ils sont conçus. A ce stade, il est nécessaire d'arrêter l'opération de production et de remplacer le poinçon. Les difficultés qui se présentent alors sont évidentes. Premièrement, il intervient un temps d'arrêt qui est évidemment coûteux et, deuxièmement les poinçons sont relativement chers et leur remplacement constant élève le coût global de production pour le fabricant. I1 est cependant apparu qu'un poinçon perfec- tionné peut être conçu pour surmonter, au moins dans.une certaine mesure, les difficultés dues à "l'usure" habituel- lement rencontrées et venant d'être mentionnées. Il est apparu que la durée de vie du poinçon peut être prolongée de trois à quatre fois la durée de vie d'un poinçon classique, ce qui permet de faire fonctionner l'outillage en continu pendant un temps beaucoup plus long sans temps d'arrêt et sans le coût du remplacement du poinçon usé. L'invention a donc pour objet un tel poinçon perfectionné résistant a l'usure. A cet effet, il est apparu que si au moins deux arêtes de poinçonnage sont prévues sur l'extrémité avant du poinçon, la durée de vie utile du poinçon peut être considérablement prolongée. Il est apparu que si l'arête avant du poinçon a un diamètre légèrement supérieur à celui de l'arête arrière du poinçon, le poinçon avant fonctionne de la manière prévue pendant une certaine période de temps et, une fois usée, la seconde arête du poinçon peut alors être amenée en contact avec la pièce pour poursuivre l'opération de poinçonnage, prolongeant ainsi la durée de vie utile du montage et éliminant le temps d'arrêt et le coût du remplacement du poinçon. Il est également apparu que les première et seconde arêtes de poinçonnage peuvent être séparées par une gorge annulaire. Ces poinçons sont habituellement revêtus ou plaqués d'une matière durcie qui, au fur et à mesure que le poinçon s'use, forme parfois des copeaux ou se détache. En séparant les première et seconde arêtes de poinçonnage par une gorge annulaire, on s'assure que, si l'arête avant de poinçonnage est affectée d'un défaut quelconque de pelage ou d'une détérioration de son revêtement, cette détérioration n'est pas transmise à l'arête arrière de poinçonnage. Il est également bien entendu que, bien que l'invention ait juste été décrite comme utilisant des première et seconde arêtes de poinçonnage, on n'entend pas qu'elle soit ainsi limitée et que plus de deux arêtes peuvent être utilisées. Par conséquent, l'objet principal de l'inven- tion est de proposer un poinçon perfectionné, résistant à l'usure, du type décrit ci-dessus. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une élévation du poinçon perfectionné selon l'invention; - la figure 2 est une élévation partielle à échelle agrandie et avec arrachement partiel montrant les arêtes de coupe du poinçon perfectionné; et - la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2. En référence d'abord à la figure 1, on voit que le poinçon perfectionné, indiqué globalement par la référence numérique 10, est un outil globalement de configuration cylindrique allongée ayant des première et seconde extrémités opposées 12 et 13, une partie de corps principal 11, une partie élargie 14 adjacente à la première extrémité 12 et une partie 15 de diamètre réduit adjacente à la seconde extrémité 13. Il est bien entendu qu'un poinçon ou outil de perçage de ce type est généralement utilisé dans une presse et que la partie de corps élargie 14 est conçue pour être fixée de façon amovible au porte-poinçon de la presse de manière classique. Aucun détail particulier concernant ce montage n'est donné ici, car les moyens de fixation d'un outil de ce type à une presse ou à un frein de presse sont bien connus de l'homme de l'art. En référence à présent aux figures 1 et 2, on notera que la seconde extrémité 13 de l'outil 10 présente une première arête 20 de poinçonnage et une seconde arête 21 de poinçonnage. Ces arêtes sont de conception essentiel- lement similaire par le fait qu'elles se présentent sous la forme de parties de diamètre agrandi s'étendant au-delà du diamètre de la partie 15 de l'outil. Dans chaque cas, les arêtes avant présentent un chanfrein 20a et 21a et, en référence aux figures 2 et 3, chacune de ces arêtes est revêtue d'un placage P recouvrant l'acier rapide S qui constitue la matière de base de l'outil 10. Les première et seconde arêtes de poinçonnage et 21 sont séparées par une gorge annulaire 23. Il est alors bien entendu que, comme mentionné précédemment, - lorsque 1'arête de poinçonnage 20, par exemple, est utilisée pour enlever par poinçonnage la matière de la pièce, à un certain stade de sa durée de vie utile, le placage P est sujet & l'écaillage ou au pelage. Le fait que - 5 la gorge annulaire 23 sépare la première arête de poinçon- nage 20 de la seconde arête de poinçonnage 21 limite cette détérioration à la première arête. On notera aussi que la seconde arête 21 de poinçonnage présente avantageusement un diamètre légèrement plus faible que celui de la première arête 20 de poinçon- nage. Le but en est évidemment d'empêcher toute détériora- tion oil usure de la seconde arête 21 de poinçonnage avant que la première arête 20 devienne inutilisable par suite de l'usure. Lors de l'utilisation en fonctionnement de l'outil perfectionné, il est bien entendu que la partie de corps élargie 14 est fixée dans le porte-poinçon de la presse et que l'outil est alors mis en oeuvre avec une matrice de poinçonnage pour découper par poinçonnage les pièces usinées, sous l'effet d'un mouvement alternatif du poinçon par rapport à la pièce. Au bout d'un certain nombre d'opérations répétées de la machine, la première arête 20 de poinçonnage s'use et son diamètre diminue au point qu'elle n'est plus capable de travailler de façon satis- faisante. Aucun changement, quel qu'il soit, n'est demandé à ce stade, et il n'est pas non plus nécessaire d'arrêter, d'une manière quelconque, l'opération de fabrication. La seconde arête 21 de poinçonnage prend simplement le relais et continue de travailler sur les pièces au fur et à mesure qu'elles sont alimentées dans la presse. Ceci élimine le temps d'arrêt ainsi que le coût de remplacement du poinçon. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au poinçon décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, comme indiqué précédemment, on n'entend pas nécessairement limiter le Z631865 poinçon à des première et seconde arêtes de poinçonnage et on peut le concevoir avec un plus grand nombre d'arêtes. On a également décrit d'une façon générale le poinçon dans un environnement de travail du métal, mais il peut tout aussi bien être utile au travail d'autres matériaux. Il est également bien entendu que, bien que les première et seconde arêtes de poinçonnage soient illustrées comme étant circulaires, d'autres configurations sont possibles suivant les exigences particulières du travail d'usinage. 2631865- REVENDICATIONS 1. Outil de poinçonnage de pièces utilisé dans une presse à poinçonner, comportant un corps -allongé (11) -ayant des première et seconde extrémités (12, 13), caractérisé en ce que la seconde extrémité (13) présente des première et seconde arêtes de poinçonnage (20, 21) qui sont espacées axialement sur cette extrémité. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde arêtes de poinçonnage sont séparées par une gorge en creux (23). 3. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première arête de poinçonnage est formée sur le bord avant de la seconde extrémité et la seconde arête de poinçonnage en est espacée axialement vers la première extrémité, la seconde arête de poinçonnage ayant un diamètre inférieur à celui de la première arête de poinçonnage. - 4. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde arête de poinçonnage est espacée de la première arête de poinçonnage vers la première extrémité et présente un diamètre inférieur au diamètre de la première arête de poinçonnage.