Brevet FR2684575A1 — publié le 19930611

La présente invention concerne un dispositif d'emboutissage. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'emboutissage du type comportant un support, généralement appelé matrice sur lequel est posé le flan de tôle à emboutir, un serre-flan périphérique et un poinçon central d'emboutissage. Le principe de l'emboutissage conventionnel consiste à prévoir un poinçon qui correspond à la forme intérieure de la pièce à obtenir. Le poinçon agit sur le flan de tôle et l'entraîne dans une pièce de forme annulaire appelée matrice. La section de la matrice est complémentaire de celle du poinçon et le flan épouse ainsi la forme du poinçon lors de l'opération d'emboutissage. Des contraintes prennent naissance dans le flan occasionnant, entre autres, la formation de plis qui peuvent provoquer la rupture de la matière. Pour remédier à cet inconvénient, on utilise un serre-flan périphérique. Le serre-flan immobilise le flan, dans le cas de l'emboutissage par expansion, tandis que le flan se déplace radialement au fur et à mesure de la pénétration du poinçon dans la matrice, le serre-flan s'opposant uniquement à la formation des plis, dans le cas de l'emboutissage par étirage et rétreint. Lorsque le contour du flan à emboutir n'est pas circulaire, il est connu de prévoir des moyens complémentaires de retenue du flan qui sont agencés dans les surfaces en vis-à-vis du support et du serre-flan. On obtient ainsi un déplacement régulier du flan en disposant par exemple judicieusement un ou plusieurs joncs périphériques de retenue qui coopèrent avec un ou plusieurs redans concaves formés en vis-à-vis dans la face d'appui de la matrice. Une autre technique connue consiste à former un gradin d'entrée de matrice. L'utilisation d'un jonc de retenue ou de freinage perturbe l'accostage du serre-flan par rapport à la matrice en créant des plis lors de son impression dans le flan de tôle. De plus le jonc est plus éloigné de l'entrée de matrice que le gradin d'entrée de matrice et il nécessite de ce fait d'augmenter la dimension globale du flan à emboutir. Le gradin d'entrée de matrice n' est généralement utilisable que pour des tôles minces, par exemple d'une épaisseur inférieure à 1,2 mm, sauf dans les zones de très forte compression ou lorsqu'il y a suffisamment de matière sous le serre-flan, par exemple lorsque le déplacement est supérieur à une course de 100 mm. Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un dispositif d'emboutissage du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que les moyens de retenue du serre-flan comportent au moins une surface ponctuelle d'ancrage convexe présentant sensiblement un profil de révolution autour d'un axe parallèle à la direction d'emboutissage et au moins une surface correspondante concave, ces surfaces étant formées dans les faces en vis-à-vis du support et du serre-flan. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la surface d'ancrage convexe est une portion de sphère - la surface d'ancrage convexe est formée à l'extrémité d'un organe d'ancrage - le dispositif comporte des moyens pour faire varier la hauteur de la portion de surface d'ancrage convexe qui fait saillie par rapport à la face du support ou du serre-flan. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détail lée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif d'emboutissage réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; et - la figure 2 est une vue en perspective illustrant une pièce obtenue par emboutissage à l'aide du dispositif selon l'invention. On reconnaît sur la figure 1 un dispositif d'emboutissage 10 comportant, d'une matière classique, une pièce inférieure formant matrice d'emboutissage 12 comportant une partie en creux 14 dans laquelle est formée l'empreinte de la pièce que l'on désire emboutir et qui est délimitée latéralement par une face plane horizontale 16 périphérique qui entoure l'empreinte 14. Le dispositif comporte également un poinçon coulissant d'emboutissage 18 ainsi qu'un serre-flan 20 qui entoure le poinçon et dont la face inférieure 22 est agencée en vis-à-vis de la face plane 16 pour serrer le flan de tôle 24 lors de l'opération d'emboutissage. Conformément à l'invention, le serre-flan 20 comporte au moins un organe d'ancrage 26, qui dans le mode de réalisation illustré à la figure 1 est constitué par un cylindre plein monté dans un perçage correspondant 28 et dont la face d'extrémité qui fait saillie vers l'extérieur par rapport à la face plane 22 du serre-flan est une portion de calotte sphérique 30 centrée sur l'axe du cylindre d'ancrage 26. La face supérieure 16 de la portion périphérique de la matrice 12 comporte une empreinte en forme de calotte sphérique creuse 32 qui est complémentaire de la surface d'ancrage 30 formée à l'extrémité de l'organe d'ancrage 26. L'organe d'ancrage est par exemple agencé à proximité d'une zone de la pièce à emboutir dans laquelle se forment habituellement des plis tels que par exemple dans un angle. L'organe d'ancrage ponctuel 26 permet d'une part de maintenir le flan de tôle 24 fixe dans une zone de compression en évitant de créer des plis. Il permet d'autre part au métal d'effectuer un mouvement de rotation autour de l'axe de révolution de la surface d'ancrage 30 du fait d'un déplacement tangentiel du métal dans cette zone. Il en résulte une transformation de la zone habituelle de compression en une zone de déplacement latéral circulaire grâce à un phénomène de cisaillement plan en dehors de cette zone de compression. Il en résulte également un "nourrissement" en tôle de la pièce emboutie sans y introduire de plis supplémentaires. Sur la portion de pièce illustrée à la figure 2, on constate que la partie d'angle 34 ne comporte aucun pli et l'on voit sur la portion horizontale 36 du flan de tôle 24 l'empreinte 38 de la surface d'ancrage 30 qui, à l'issue de l'opération ultérieure de découpage, disparaîtra avec la chute de tôle. Il est possible d'aménager une série de moyens d'ancrage ponctuels éventuellement en complément des dispositifs classiques de retenue tels que les joncs de retenue. La surface d'ancrage 30 peut être réalisée, comme dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, sous la forme d'un organe d'ancrage monté sur le serre-flan, où être réalisée directement venue de matière avec la face plane du serre-flan ou avec la face plane annulaire de la matrice. Selon différentes variantes non illustrées, il est par exemple possible de prévoir des moyens de réglage de la position de l'organe d'ancrage par rapport au serreflan de manière à régler la hauteur de la portion de surface d'ancrage qui fait saillie par rapport à la surface plane du serre-flan. Il est également possible de prévoir des moyens de commande, par exemple hydrauliques, de l'organe d'ancrage qui permettent de réduire l'effort de pincement appliqué par la surface d'ancrage sur le flan de tôle à la fin de l'opération d'emboutissage afin de relâcher le flan de tôle et d'éviter une rupture de la pièce lors de l'emboutissage. Dans le cas d'une multiplicité de surfaces ponctuelles d'ancrage, les surfaces complémentaires concaves peuvent être constituées par une série de surfaces ponctuelles ou par une gorge de profil cylindrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) d'emboutissage du type comportant un support (12) sur lequel est posé le flan de tôle (24) à emboutir, un serre-flan périphérique (20) et un poinçon central (18) d'emboutissage et du type dans lequel des moyens complémentaires de retenue du flan (24) sont agencés dans les surfaces en vis-à-vis (16) du support (12) et (22) du serre-flan (20), caractérisé en ce que lesdits moyens comportent au moins une surface ponctuelle d'ancrage convexe (30) présentant sensiblement un profil de révolution autour d'un axe parallèle à la direction d'emboutissage et au moins une surface correspondante concave (32), lesdites surfaces (30, 32) étant formées dans les faces en vis-à-vis (16, 22) du support (12) et du serre-flan (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'ancrage convexe (30) est une portion de sphère. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface d'ancrage convexe (30) est formée à l'extrémité d'un organe d'ancrage (26). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire varier la hauteur de la portion de surface d'ancrage convexe (30) qui fait saillie par rapport à la face (16) du support (12) ou (22) du serre-flan (20).