Brevet FR2646113A1 — publié le 19901026

La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'un outil de poinçonnage, ainsi que l'outil de poinçonnage obtenu à partir dudit procédé. On sait que les outils de poinçonnage destinés à être montés sur des unités de poinçonnage sont généralement réalisés dans une pièce d'ébauche de révolution. Celle-ci présente alors un collet cylindrique destiné au guidage de l'outil dans 11 unité de poinçonnage, une tige prolongeant l'une des faces dudit collet et destinée à la fixation de l'outil à la plaque de frappe de l'unité, et, une partie active prolongeant l'autre face dudit collet et dont le contour, s'inscrivant dans cette face, définit la forme du poinçon à réaliser dans une plaque ou analogue. Bien que ce type d'outils de poinçonnage soit largement utilisé, il n'en présente'pas moins des inconvénients. En effet, une fois que#l'usinage de la pièce d'ébauche et notamment sa partie active a été effectuée par exemple par fraisage, la pièce d'ébauche subit un traitement thermique, tel qu'une trempe. Si ce traitement est nécessaire pour augmenter la dureté de ladite pièce, il n'en reste pas moins vrai qu'il entraine des déformations dimensionnelles et des amorces de rupture de 11 outil de poinçonnage obtenu à partir de la pièce d'ébauche. De la sorte, dans le- cas où les déformations dimensionnelles sont telles que les tolérances de fabrication de l'outil de poinçonnage sont dépassées, on doit alors procéder à une rectification dudit outil pour qu'il soit opérationnel, ce qui accroît les coûts de fabrication. Dans le cas où les amorces de rupture constatées sont trop prononcées, l'outil de poinçonnage est alors mis au rebut. Par ailleurs, si le contour de la partie active, définissant la forme du poinçon à exécuter et stinscrivant dans la face correspondante dudit collet, est du type polygonal, circulaire, ovale, etc., l'usinage, à partir d'une fraise ou d'une meule, ne soulève pas de difficultés majeures.En revanche, lorsque le contour présente des portions discontinues droites, avec des angles rentrants, et/ou courbes, avec des points de rebroussement, l'usinage est particulièrement délicat et long, d'autant plus que le collet, débordant de la partie active, gêne le passage de l'outil d'usinage dudit contour. Ainsi, la réalisation d'un tel outil de poinçonnage est particulièrement longue, de sorte que, lorsqutun outil de poinçonnage doit être remplacé pour une raison quelconque dans une machine comportant une pluralité d'unités de poinçonnage, ladite machine est alors immobilisée, entrainant un arrêt de la production avec toutes les conséquences que cela implique. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne un procédé pour la réalisation d'un outil de poinçonnage permettant d'obtenir avec rapidité et précision, et sans risque de déformations dimensionnelles et/ou d'amorces de rupture, un outil de poinçonnage, dont la partie active peut présenter, de plus, tout type de contour. A cet effet, le procédé pour la réalisation d'un outil de poinçonnage monobloc, du type comportant un collet de guidage, dont une des faces se prolonge d'une tige de fixation et dont l'autre face se prolonge d'une partie active formant poinçon, est remarquable, selon l'invention, en ce que - on réalise ledit collet et ladite tige à partir d'une pièce de révolution - on réalise ladite partie active à partir d'une ébauche trempée dont le contour, après usinage, correspond à celui à obtenir ; et - on assemble ladite partie active à ladite pièce de révolution. Ainsi, comme l'outil de poinçonnage est initialement constitué de deux éléments distincts, une pièce de révolution et une partie active, on peut alors, avant l'assemblage de ceux-ci, usiner aisément et rapidement tout contour souhaité sur la partie active, sans être gêné par le collet réalisé sur la pièce de révolution. De plus, on s'affranchit du traitement thermique sur la pièce de révolution, celle-ci assurant, par le collet, le guidage de ltoutil dans l'unité de poinçonnage et, par la tige, la fixation de l'outil à la plaque de presse de l'unité de poinçonnage. On évite par conséquent les risques de déformations dimensionnelles et d'amorces de rupture précédemment rappelées. Par ailleurs, le délai de fabrication d'un outil de poinçonnage à partir du procédé selon l'invention est considérablement diminué, puisqu'il est principalement imparti à la réalisation du contour de la partie active, les pièces de révolution étant préalablement stockées et prêtes à l'assemblage avec toute partie active souhaitée. Le temps d'indisponibilité d'une machine, lors du changement d'un ou plusieurs outils de poinçonnage, se trouve par conséquent notablement réduit. Avantageusement, on effectue l'usinage du contour de ladite partie active à partir d'une machine d'électro-érosion à fil à commande numérique. De la sorte, on peut réaliser aisément et avec une grande précision toute forme de poinçon préalablement programmée. Par ailleurs, on obtient l'assemblage de la partie active à ladite pièce de révolution par emmanchement à force. Pour cela, on prévoit, par exemple, sur ladite partie active un téton susceptible d'être inséré et maintenu fermement dans un orifice correspondant ménagé dans la face d'extrémité dudit collet. L'invention concerne également un outil de poinçonnage destiné à être monté dans une unité de poinçonnage et remarquable en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé ci-dessus mentionné. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. Les figures 7A,7B,1C et 1D illustrent les différentes étapes du procédé selon l'invention permettant la réalisation d'un outil de poinçonnage. La figure 2 représente, en perspective, une unité de poinçonnage dans laquelle est monté l'outil de poinçonnage. La figure 3 est une coupe longitudinale partielle de ladite unité de poinçonnage comportant l'outil de poinçonnage selon l'invention La figure 4 est une vue partielle de la plaque dans laquelle a été pratiqué le poinçon à partir de outil de poinçonnage. Le procédé pour la réalisation d'un outil de poinçonnage monobloc consiste à réaliser une pièce de révolution 1 et une partie active 2 formant le poinçon à obtenir, indépendamment l'une de l'autre. Pour cela, en se référant tout d'abord à la figure 1A, la pièce de révolution 1 comporte un collet 3, dont une des faces 3A se prolonge d'une tige 4 ayant un diamètre inférieur à celui du collet 3. Comme on le voit plus particulièrement en regard de la figure 3, le collet 3 assure le guidage de l'outil de poinçonnage dans une unité de poinçonnage, tandis que la tige #, grâce à un perçage taraudé 5, coaxial à l'axe 6 de la pièce de révolution 1 et débouchant dans la face d'extrémité 4A de la tige, permet la fixation dudit outil à la plaque de frappe de l'unité de poinçonnage. Par ailleurs, dans la pièce 1, il est réalisé un orifice 7 coaxial à l'axe 6 et débouchant dans la face d'extrémité 3B du collet 3, opposée à celle qui se prolonge par la tige 4. Une telle pièce de révolution 1 est, par exemple, obtenue aisément par tournage puis par rectification, aucun traitement thermique n1 étant prévu sur cette pièce, évitant de la sorte, les inconvénients préal#ablement mentionnés. En se référant aux figures 1B et 7C, la partie active 2, dont le contour 10 de la paroi latérale il définit la forme du poinçon à obtenir, est réalisée à partir d'une ébauche trempée notamment pour accroître sa dureté. Le contour 10 de l'ébauche trempée est avantageusement usiné par l'intermédiaire d'une machine d'électro-érosion à fil à commande numérique 13 symbolisée en traits mixtes. Ce contour correspond, dans cet exemple de réalisation, à une épicyclolde à deux points de rebroussement. On voit de façon schématique sur la figure 1C, le fil 12, par exemple en cuivre ou en carbone, de la machine, qui se déplace selon la flèche F en usinant, par étincelage, la paroi latérale 11 de l'ébauche trempée pour obtenir le contour 10 illustré. L'ébauche trempée est alors montée sur un support mobile non représenté de la machine, qui est susceptible de se mouvoir dans un plan orthogonal au fil grâce à des moyens de déplacement commandables représentés symboliquement par le bloc 14, afin d'assurer le déplacement progressif de toute la paroi latérale 10 par rapport au fil. Ces moyens commandables 14 sont reliés à des moyens de programmation de la machine, symboliquement représentés par le bloc 15. Ainsi, en fonction du programme choisi, parmi ceux préalablement élaborés, on obtient aisément et avec précision le contour du poinçon souhaité. Par ailleurs, il est prévu sur l'une, 2A, des faces d'extrémité de la partie active 2 un téton cylindrique 16. Aussi, une fois que le contour 11 de la partie active 2 formant le poinçon est usiné, on peut assembler la partie active 2 à la pièce de révolution 1 en insérant à force le téton 16 dans l'orifice correspondant 7 pratiqué dans la pièce 1, jusqu'à ce que la face d'extrémité 2A de la partie active 2 vienne au contact de la face d'extrémité 3B du collet 3. Par conséquent, la fabrication d'un outil de poinçonnage selon la mise en oeuvre du procédé de l'invention est rapide et précise. On a représenté sur les figures 2 et 3 un exemple de réalisation d'une unité de poinçonnage 20 dans laquelle est monté l'outil de poinçonnage obtenu selon le procédé de l'invention. Cette unité 20 comporte un corps 21 reposant sur une table de presse 22 en y étant fixé par sa partie inférieure 216. Celle-ci est pourvue d'une matrice 23 maintenue dans la partie inférieure 21A par des moyens de centrage 24. Le contour intérieur 23A de la matrice 23 est également réalisé au moyen d'une machine d'électro-érosion à fil et, dans ce contour 23A, il est susceptible d'etre introduit le contour 10 de la partie active 2 formant le poinçon de l'outil de poinçonnage. Celui-ci est monté dans la partie supérieure 21B du corps en étant coaxial avec la matrice 23. L'outil de poinçonnage est fixé à une plaque de frappe 26 par une vis 27 qui coopère avec le perçage taraudé 5 de la tige 4, tandis que le collet 3 de la pièce de révolution 1 est guidé dans un dévetisseur 28 susceptible de coulisser dans un passage cylindrique 29 pratiqué dans la partie supérieure 21B du corps 21. Par ailleurs, une bague de centrage 30 est également prévue dans le passage 29, contre laquelle vient en butée la plaque de frappe 26. Une pluralité de rondelles élastiques 32 sont disposées autour de la tige 4 de l'outil de poinçonnage entre la bague de centrage 30 et le dévêtisseur 28. On a représenté, en traits mixtes, une plaque de tôle 34 disposée entre les parties supérieure 21B et inférieure 21A, et qui repose sur la matrice 23. Le fonctionnement de l'unité est brièvement rappelé ci-dessous. Lorsque le coulisseau de la presse, représenté par une flèche F, agit sur la plaque de frappe 26, le dévêtisseur 28 vient en contact avec la plaque 34, puis les rondelles élastiques 32 fléchissent entratnant ltopération de poinçonnage proprement dite, la partie active 2 de l'outil de poinçonnage perforant la plaque 34 pour venir épouser le contour intérieur 23A correspondant de la matrice 23. Comme le montre la figure 4, on obtient ainsi dans la plaque de tôle 34, un poinçon 36 dont le contour intérieur correspond à celui défini par le contour 10, en forme d'épicycloide, de 12 partie active. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la réalisation d'un outil de poinçonnage monobloc, du type comportant un collet de guidage (3) dont une des faces (3A) se prolonge d'une tige de fixation (4) et dont l'autre face (3B) se prolonge d'une partie active (2) formant poinçon, caractérisé en ce que - on réalise ledit collet (3) et ladite tige (11) à partir d'une pièce de révolution (1), - on réalise ladite partie active (2) à partir d'une ébauche trempée dont le contour (11), après usinage, correspond à celui à obtenir ; et - on assemble ladite partie active (2) à ladite pièce de révolution (1). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue l'usinage du contour (11) de ladite pièce active (2) à partir d'une machine d'électroérosion à fil. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on obtient l'assemblage de la partie active à ladite pièce de révolution par emmanchement à force. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on prévoit sur ladite partie active un téton (16) susceptible d'etre inséré et maintenu fermement dans un orifice (7) correspondant ménagé dans la face d'extrémité (3B) dudit collet (3). 5 - Outil de poinçonnage destiné à etre monté dans une unité de poinçonnage (20), caractérisé en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 11.