Brevet FR2655890A1 — publié le 19910621

i La présente invention a pour objet un procédé d'élaboration d'une pièce de forme non développable à partir d'un flan de tôle notamment pour réaliser des zones d'angle de bords tombés. L'invention a également pour objet une pièce de forme non développable obtenue par ce procédé. Dans un procédé classique connu de formage de tôle, on tient le flan de tôle à la partie péri- phérique et on agit sur la partie centrale de ce dernier sous l'action de descente ou de montée d'un poinçon qui déforme progressivement le flan en tombant le bord périphérique. Dans ce procédé, la partie périphérique subit un rétreint compte-tenu de la diminution du périmètre en partant de l'extérieur On est donc conduit pour éviter la formation de plis, notamment dans les zones d'angle, à accroître la pression sous serre-flan ce qui conduit à accroître la force de traction exercée par la partie centrale. Ce procédé est réalisable avec un flan de tôle constitué d'un matériau maléable. Mais, ce procédé connu est inapplicable pour certaines mises en forme de matériaux ne présentant pas de bonnes caractéristiques en allongement, en particulier dans le cas de tôles extraminces constituées de matériau ayant un faible coefficient d'allongement ou encore dans le cas o la géométrie ne permet pas la formation de plis. Pour éviter la formation de plis, on peut compenser l'augmentation de longueur d'un bord tombé d'une forme non développable, situé par exemple entre des zones d'angle, en réalisant une série de nervures ou encoches sur le bord tombé de façon que le nombre, la répartition, la dimension et la forme -des nervures ou encoches soient déterminés de façon à absorber l'excès de longueur du bord lors du tombage. Un autre procédé connu de formage d'un flan de tôle consiste à chauffer le flan de tôle pour le rendre plus ductile et donc favoriser la déformation sous moindre effort Mais le chauffage a toutefois pour inconvénient de provoquer l'oxydation des pièces obtenues et de nécessiter un décapage. L'ensemble de ces procédés ne répond pas de façon satisfaisante et particulièrement lorsqu'il s'agit de former des métaux de haute résistance, de plus les nervures ou encoches pratiquées cassent la rigidité de la pièce obtenue. L'invention a pour but de fournir un procédé à froid d'élaboration d'une pièce de forme non dé- veloppable, à partir d'un flan de tôle de faible épaisseur en évitant les inconvénients précités comme, par exemple, la déformation à chaud, ou encore en remédiant au problème de mise en forme de tôle mince peu ductile. L'invention a aiftsi pour objet un procédé d'élaboration d'une pièce de forme non développable à partir d'un flan de tôle notamment pour réaliser des bords tombés, caractérisé en ce que: on détermine pour chaque élément de sur- face à mettre en forme du flan de tôle, et pour une épaisseur considérée une variation de volume élémentaire de tôle, la variation de volume étant déterminée par une différence entre le volume élémentaire de la tôle plane et le volume élémentaire modifié par la déformation du flan de tôle pour l'obtention de la pièce de forme non développable finale, on définit au moins un réseau de perfo- rations de façon à retirer une quantité de matière correspondant à la variation de volume due à la modification de la forme d'origine du flan de tôle pour l'obtention de la pièce de forme non développable finale, on choisit le nombre, la répartition, la dimension, la forme des perforations, on effectue sur le flan de tôle ledit ré- seau de perforations dans les zones en rétreint, on déforme sous presse le flan de tôle pour l'obtention de la pièce de forme non développable finale. Selon une autre caractéristique de l'invention, on effectue les perforations sur le flan de tôle dans des zones d'angle des bords tombés. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on effectue des perforations sur le flan de tôle entre les zones d'angle en lieux et en places déterminés o le tombage du bord génère un excès de longueur dudit bord. L'invention a également pour objet une pièce de forme non développable réalisée selon le procédé mentionné précédemment. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annéxés sur lesquels: la Fig 1 est une vue partielle en perspective d'une pièce de forme non développable réalisée à partir d'un flan de tôle selon un procédé d'élaboration connu de l'art antérieur, la Fig 2 est une vue partielle en plan d'un flan de tôle pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, muni dans une zone d'angle, de perforations, et sur un bord tombé une autre zone de perforations. la Fig 3 est une vue partielle en pers- pective d'un angle de pièce avec un bord tombé de forme non développable montrant le déplacement d'un élément de volume déterminé, la Fig 4 est une vue en perspective d'une pièce de forme non développable obtenue par le procédé selon l'invention. la Fig 5 est une vue partielle en plan d'un flan de tôle comportant une zone d'angle à deux arêtes munie de perforations pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. la Fig 6 est une vue partielle en pers- pective d'un angle du flan de tôle selon la fig 5 avec un bord tombé de forme non développable. La Fig 1 représente une pièce de forme non développable réalisée à partir d'un flan de tôle 1 extramince selon un procédé d'élaboration connu. On voit sur cette figure que la forme envisagée est sensiblement celle d'un trièdre obtenu par le rabattement des bords 2 et 3. Le rabattement des bords 2 et 3 crée, dans les zones à rétreint et notamment dans la zone d'angle 4, un excès de matière croissant du coin 5 vers le bord 6 si bien que la tôle formant le bord tombé est soumise à compression Cette compression engendre des plis 7 qui résultent du flambage de l'excès de matière créé par la mise en forme de la pièce. Ce procédé connu n'est pas satisfaisant lorsque l'on veut éviter de transmettre au centre de -la pièce les résultantes des contraintes de compression qui s'exercent sur le bord tombé et en particulier dans le cas de tôles extraminces ou encore dans le cas o la géométrie ne permet pas la formation de plis. Pour éviter la formation de ces plis, on réalise, comme représenté à la Fig 2, dans les zones en rétreint ( 40, 40 a) et notamment dans la zone d'angle 40 des bords tombés 20 et 30 du flan de tôle 10, des perforations ( 60, 70) de forme variable. Ainsi pour obtenir une forme non dévelop- pable à partir du flan de tôle 10, on calcule, comme représenté à la Fig 3, sur chaque élément défini de surface ( 46, A h), et pour une épaisseur de tôle considérée le volume élémentaire 21. En simulant le rabattement du flan de tôle contenant le volume 21 et en calculant le volume correspondant 22 après modification de la forme initiale en la forme finale, on détermine par dif- férence l'excédent de volume du à cette déformation simulée. Afin d'éviter les plis 7 dus à l'excès de matière dans les zones en rétreint, on définit des réseaux de perforations ( 60, 70) pour retirer avant de déformer une quantité de matière correspondant à l'excédent de volume ainsi déterminé (Fig 4). Comme représenté sur la Fig 2, le réseau de perforations 60 comporte une zone centrale 50 cor- respondant à l'angle droit ocg déterminant la zone d'angle 40 et, de chaque côté de cette zone centrale , une zone de transition respectivement 5 ia et 51 b assurant la liaison entre la zone centrale perforée et les bords tombés 20 et 30 non perforés. Les perforations 60 sont réparties en fonction de leur nombre, dimension et forme géométrique. Sur la Fig 2 est aussi représenté un réseau de perforations 70, les réseaux de perforations 70 sont répartis de façon à absorber un excès de lon- gueur du bord tombé, par exemple aux emplacements o pourraient être placées des nervures ou des enco- ches. Au cours de la mise en forme du flan de tôle , par exemple sous presse, les forces de compres- sion développées par exemple sous presse déforment ledit flan de tôle. Les vides constitués par les perforations ( 60, 70) s'effacent lors du rapprochement des bords des perforations, ce qui permet d'éviter les défor- mations incontrôlées tout en conservant une épais- seur sensiblement constante dudit flan de tôle, et en réalisant une continuité relative de la matière. Les perforations ( 60,70) réalisées dans les zones en rétreint ont une forme géométrique adaptée comme par exemple oblongue ou polygonale et sont réparties en nombre ou en surface croissant à partir de la base vers l'extrémité du bord tombé. Dans le cas o la zone d'angle 40 comporte deux arêtes déterminant entre elles un pan coupé 41 (Fig 5 et 6), ladite zone d'angle 40 comprend deux réseaux de perforations 60 de part et d'autre du pan coupé 41, c'est à dire dans les zones en rétreint. Chaque réseau de perforations 60 a une forme identique à celle définie à la Fig 2 pour une zone d'angle à une arête et les perforations 60 sont réparties en fonction de leur nombre, dimension et forme géométrique. Ainsi, on définit des réseaux de perfora- tions ( 60, 70) pour retirer avant déformation une quantité de matière correspondant à l'excédent de volume ainsi déterminé. Dans ce cas également, les vides constitués par les perforations ( 60, 70) s'effacent au cours de la mise en forme du flan de tôle 10, ce qui permet d'éviter les déformations incontrôlées tout en conservant une épaisseur sensiblement constante dudit flan de tôle. Le procédé selon l'invention permet, entre autre: d'éviter les plis lors de la mise en forme, de réduire les efforts de déformation au moment de la mise en forme en particulier lorsque le matériau dont est constitué le flan de tôle est de haute dureté, d'éviter ou de réduire les tensions internes provoquées par la mise en forme, d'éviter l'encochage du flan de t 6 le et améliorer la rigidité par l'obtention d'un bord tombé continu, et d'obtenir une forme géométrique déter- minée d'épaisseur sensiblement constante. REVENDICATIONS 1 Procédé d'élaboration d'une pièce de forme non développable à partir d'un flan de tôle ( 10), notamment pour réaliser des bords tombés ( 20, 30), caractérisé en ce que: on détermine pour chaque élément de surface à mettre en forme du flan de tôle, et pour une épaisseur considérée une variation de volume élémentaire de tôle, la variation de volume étant déterminée par une différence entre le volume élémentaire de la tôle plane et le volume élémentaire modifié par déformation du flan de tôle ( 10) pour l'obtention de la pièce de forme non développable finale, on définit au moins un réseau de perfora- tions ( 60, 70) de façon à retirer, une quantité de matière correspondant à la variation de volume due à la modification de la forme d'origine du flan de tôle ( 10) pour l'obtention de la pièce de forme non développable finale, on choisit le nombre, la répartition, la dimension, la forme des perforations ( 60, 70), on effectue sur le flan de tôle ledit réseau de perforations ( 60, 70), dans des zones en rétreint, on déforme sous presse le flan de tôle ( 10) pour l'obtention de la pièce de forme non développable finale. 2 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on effectue les perforations ( 60) sur le flan de tôle ( 10) dans des zones d'angle ( 40) des bords tombés ( 20, 30). 3 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on effectue des perforations ( 70) -sur le flan de tôle ( 1) en lieux et places détermi- nés o le tombage du bord génère un excès de lon- gueur dudit bord tombé. 4 Pièce de forme non développable, carac- térisée en ce qu'elle est réalisée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. Pièce de forme non développable selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte dans les zones en rétreint des perforations ( 60, 70) de forme variable. 6 Pièce de forme non développable selon la revendication 5, caractérisée en ce que les perfora- tions ( 60, 70) ont une forme oblongue. 7 Pièce de forme non développable selon la revendication 5, caractérisée en ce que les perfora- tions ( 60, 70) ont une forme polygonale. 8 Pièce de forme non développable selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que les perforations ( 60, 70) de forme variable sont réparties en nombre croissant à partir de la base vers l'extrémité des bords tombés ( 20, 30).