Brevet FR2702685A1 — publié le 19940923

La présente invention concerne le travail des tôles à la presse et, plus particulièrement, elle concerne les opérations de détourage, de tombage des bords et de découpage qui sont effectuées avant ou après la mise en forme par emboutissage de flans en tôle. Dans la technique, pour effectuer les opérations de découpage, de détourage et de tombage des bords de flans à la presse, on utilise des poinçons et matrices en fonte dont certaines parties sont renforcées par des lames de coupe ou de pliage en acier ou en fonte durcie. Les opérations d'usinage et de mise au point des outils réalisés comme exposé ci-dessus sont longues et par conséquent, onéreuses. En effet, l'usinage des outils en métal dur nécessite de nombreuses passes de travail qui sont effectuées à faible vitesse. L'invention crée un nouveau dispositif qui rend possible de réaliser les outils de travail ci-dessus de façon particulièrement rapide et économique et qui, en outre, rend possible d'éventuelles réparations sans qu'il y ait à mettre en oeuvre un outillage complexe, les pièces de travail étant, de plus, considérablement allégées par rapport à des pièces conventionnelles, ce qui facilite également la mise en place sur les presses. Conformément à l'invention, le dispositif de découpe, de détourage et de tombage des bords de tôle pour presses, comportant un élément formant poinçon et un élément formant matrice, respectivement portés par des semelles reliées l'une à la table, l'autre au coulisseau de la presse, est caractérisé en ce que les semelles supportent des cadres par leur face en regard, au moyen de vis, goujons et autres éléments de fixation mécanique, lesdits cadres supportant à leur tour, sur leur face correspondant aux arêtes de travail, des lames de coupe réalisées en tôle bleue qui sont fixées par des moyens d'attache mécanique. L'invention s'étend également à un procédé pour la réalisation du dispositif ci-dessus. Conformément à cette seconde disposition de l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'on assemble des cadres par vissage sur des semelles d'une presse, en ce qu'on usine les parties desdits cadres dans leurs zones proches des arêtes de coupe, en ce qu'on fixe des lames de coupe sur les parties usinées des cadres au moyen de vis et goujons, et en ce qu'on rectifie lesdites lames de coupe au moins au voisinage de leurs parties de coupe. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une coupe-élévation partielle, en partie schématique, du dispositif de l'invention dans son application au détourage de pièces embouties. La fig. 2 est une coupe-élévation partielle illustrant une modification du dispositif de la fig. 1 dans son application au tombage de bords. La fig. 3 est une coupe-élévation, analogue à la fig. 1, illustrant l'application du même dispositif dans son application à la découpe de flans. Les fig. 4 et 5 sont des coupes partielles illustrant des opérations d'un procédé pour la réalisation des parties de coupe du dispositif de l'invention. Aux dessins, les références 1 et 2 désignent des semelles destinées, pour l'une, å être montée sur la table et, pour l'autre, à être montée sous le coulisseau d'une presse. Les semelles 1 et 2 sont, de préférence, réali sées en fonte ou en acier mais, le cas échéant, peuvent aussi être réalisées en matière synthétique par exemple en résine chargée et armée. La semelle 1 supporte, sur son dessus, un bâti composite désigné dans son ensemble par 3. Ce bâti comporte un cadre périphérique 4 réalisé en résine thermodurcissable, de préférence en polyuréthane. Le cadre 4 est, par exemple, constitué par des barres de résine découpées et collées entre elles et ce cadre 4 est rigidifié au moyen de renforts 5, également en résine, qui sont fixés, de préférence par collage, aux parties formant le cadre périphérique 4. Les renforts ou croisillons 5 supportent soit une forme 6 soit d'autres croisillons découpés pour constituer des supports en forme pour une feuille de tôle 7 préalablement emboîtée et devant subir une opération de détourage de sa périphérie. La forme 6 ou les croisillons la délimitant, sont également réalisés en résine synthétique collés tant aux renforts 5 qu'au cadre périphérique 4. Le dessin montre qu'il est avantageux que le cadre 4 fasse saillie comme indiqué en 8 au-dessus des renforts 5 afin que la forme 6 ou les croisillons qui en tiennent lieu puissent également être collés comme schématisé en 9 audit cadre 4. Le cadre croisillonné 4 est fixé à la semelle 1 au moyen de vis ou goujons 10, 10a qui traversent la semelle 1 et qui sont vissés directement dans ce cadre à intervalles réguliers ou fixés au cadre par l'intermédiaire de chevilles 11. De façon analogue, la semelle 2 supporte, par des vis de retenue 12, un plateau 13 en résine synthétique auquel est collé un cadre périphérique 14 complémentaire du cadre périphérique 4 et réalisé de même manière. Le plateau 13 et le cadre périphérique 14 sont reliés par des renforts ou croisillons 15. Ces renforts ou croisillons constituent une forme complémentaire à celle de la tôle 7 et sont fixés au plateau 13 et au cadre 14 par collage pour réaliser un ensemble rigide. Le plateau 13 est séparé de la semelle 2 par des guides 16 traversant des plots élastiques 17 qui sont avantageusement réalisés en élastomère mais qui peuvent, le cas échéant, aussi être constitués par des ressorts métalliques ou pneumatiques ou d'une autre nature. La semelle 2 supporte également un cadre 18 destiné à entourer le cadre 4 décrit dans ce qui précède. Le cadre 18 est également fabriqué à partir de plaques ou barres en matière synthétique qui sont fixées à la semelle 2 de la même manière que décrit dans ce qui précède en ce qui concerne la fixation du cadre 4 sur la semelle 1. Des joues de renfort 19 sont également fixées à la semelle 2 et collées ou autrement réunies au cadre 18 pour qu'il ne puisse pas jouer par rapport à la semelle 2. Les faces externes des cadres 4, 18 sont ensuite usinées, par exemple dans un centre d'usinage à commande numérique, afin de les amener et les planer à des cotes choisies avec précision. Etant donné la nature des matières synthétiques utilisées pour la constitution des cadres 4, 18, l'usinage est facile à réaliser puisque c'est toujours une matière tendre qui est travaillée. On fixe ensuite sur les faces externes 4a du cadre 4 et internes 18a du cadre 18, des lames de coupe 20, respectivement 21, fabriquées en tôle bleue qui sont fixées au moyen de vis 22 et goujons 23. La face externe, au moins l'une des lames de coupe, par exemple la lame 20, est ensuite soumise à un usinage de rectification pour éliminer les saillies pouvant être dues aux vis 22 et goujons 23 telles que la saillie 24. Outre ce qui précède et de façon connue, les semelles 1 et 2 sont reliées entre elles par des blocs de guidage 25 bien connus dans la technique pour assurer un maintien parfait du parallélisme des semelles au cours des mouvements de travail l'une vers l'autre, auxquels elles sont soumises lors du fonctionnement de la presse qui les porte. Comme cela ressort de ce qui précède, lorsque les semelles 1, 2 sont rapprochées l'une de l'autre, les bords complémentaires des cadres 4, 14 viennent tout d'abord en appui sur le bord périphérique de la tôle 7 qui, de la sorte, est maintenue en place sous un effort élastique du à la compression des blocs élastiques 17. Ensuite, le bord des lames 20, 21 coupe la partie périphérique de la tôle 7 exactement de la même manière qu'un outil de détourage ordinaire. Les efforts sont transmis verticalement par les cadres 4 et 18 aux semelles 1, 2. La fig. 2 montre que le dispositif décrit ci-dessus peut être utilisé également pour le tombage des bords d'une presse à emboutir. Dans ce cas, le dispositif est réalisé de même manière que décrit en référence à la fig. 1 et, par conséquant, les mêmes organes sont affectés des mêmes numéros de référence. La seule différence existante consiste à disposer les lames 20 et 21 en tôle bleue sur les cadres 4, 18 en prévoyant que l'usinage de ceux-ci soit suffisant pour ménager, entre lesdites lames 20, 21, un intervalle 26 dont la largeur correspond à l'épaisseur de la tôle 7. Il est avantageux également de prévoir que les arêtes complémentaires 20a, 21a des lames 20, 21 soient arrondies au lieu d'être à angle vif comme cela est le cas lorsqu'il y a lieu de détourer une pièce comme décrit dans ce qui précède. Le fonctionnement est le même que décrit précédemment à cela près que le bord de la tôle 7 n'est plus coupé mais abattu comme illustré par le dessin. La fig. 3 illustre un développement de l'invention pour la réalisation de découpes d'une tôle 7a. Dans ce cas, les semelles 1, 2 décrites dans ce qui précède, sont munies respectivement de cadres 41 et 181. Le cadre 412 réalisé de même manière que le cadre 4 et renforcé, le cas échéant, par une forme ou des croisillons 61, porte, sur son dessus, une lame de coupe 201 disposée à plat. Une lame 211 également disposée à plat est fixée en dessous du cadre 181 de façon que les bords tranchant des lames 201 et 211 puissent coopérer pour la découpe. Outre ce qui précède, des doigts élastiques 27 sont fixés en dessous de la semelle 2 pour maintenir la tôle 7 appliquée sur la lame 201 avant et pendant l'opération de coupe de la tôle 7a. Suivant l'invention, pour que les bords de coupe des lames 201 et 211 soient réalisés de façon extrêmement précise mais simple, on procède comme illustré aux fig. 4 et 5. A la fig. 4, le profil de référence de la pièce à découper est schématisé par le trait mixte 28. Le trait 28 est tracé ou défini numériquement ou par un autre moyen habituel de la technique et une découpe 29 est réalisée non pas suivant le trait de référence de pièce 28 mais en formant une dépouille d'angle S compris généralement entre 2 et 5 et, de préférence égale sensiblement a 30 La découpe 29 est réalisée par un faisceau laser dirigé sur la tôle bleue devant constituer les lames. La tôle bleue est ainsi scindée suivant deux segments 30, 31 qui sont destinés respectivement à former le poinçon et la matrice, c'est-à-dire, les lames 211 et 201 décrites dans ce qui précède. La découpe laser a pour effet que les arêtes 30a et 31a des segments 30, 31, sont rigoureusement complémentaires en ce qui concerne leur dimension, l'angle formé par la découpe 29 correspondant exactement à l'angle de coupe que doit présenter le poinçon. Une opération suivante du procédé consiste à retourner de 1800 le segment 31 et à rectifier, par exemple par meulage, le bord coupé 29 du segment 30 pour éliminer la partie en excès figurée entre le trait mixte 28 et le bord 29. Cette opération peut aussi être faite par une seconde coupe laser n'affectant pas l'arête 30a qui constitue le bord de coupe complémentaire au bord de coupe 31a du segment 31. Les deux parties de la tôle bleue ainsi découpées sont ensuite fixées aux cadres 41 et 181 décrits dans ce qui précède. Il est remarquable de constater que le mode de réalisation des lames de coupe qui vient d'être décrit, outre qu'il permet l'obtention de bord de coupe de très grande précision, présente l'avantage de traiter thermiquement la tôle bleue du fait du chauffage exercé par le faisceau laser de découpe. Les bords de coupe sont ainsi durcis en même temps qu'ils sont usinés. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, les bords de coupe des lames 20, 21 de détourage peuvent être formés par découpe a l'aide d'un faisceau laser de baguettes ou rubans de tôle bleue qui sont ensuite fixés aux parties correspondantes des cadres. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de découpe, de détourage et de tombage des bords de tôles (7) pour presses, comportant un élément formant poinçon (14) et un élément formant matrice (4), respectivement portés par des semelles (1, 2) reliées l'une à la table, l'autre au coulisseau de la presse, caractérisé en ce que les semelles supportent des cadres (4, 18) par leur face en regard au moyen de vis, goujons et autres éléments de fixation mécanique (10, 22), lesdits cadres (4, 18) supportant à leur tour, sur leur face correspondant aux arêtes de travail, des lames de coupe (20, 21) réalisées en tôle bleue qui sont fixées par des moyens d'attache mécanique (22, 24). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins les cadres (4, 14, 18) de support des lames sont fabriqués à partir de pièces en matière synthétique. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cadres (4, 18) en résine synthétique sont renforcés par des croisillons ou des joues de renfort également en résine synthétique. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les lames en tôle bleue sont fixées par des vis et goujons (22, 23). 5 - Procédé pour la réalisation du dispositif de l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on assemble les cadres par vissage sur les semelles d'une presse, en ce qu'on usine les parties desdits cadres correspondant a des arêtes de coupe, en ce qu'on fixe des lames de coupe sur les parties usinées des cadres au moyen de vis et goujons, et en ce qu'on rectifie lesdites lames de coupe. 6 - Procédé suivant la revendications 5, caracté risé en ce qu'on réalise les lames de coupe en tôle bleue. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 5 a 6, caractérisé en ce que l'usinage des parties de cadre supportant les lames tient compte de l'épaisseur desdites lames et de la mesure de leur rectification pour ménager entre elles un intervalle (26) lorsque le dispositif réalisé est destiné au tombage des bords d'une tôle (7). 8 - Procédé suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le bord de coupe des lames de coupe est obtenu par une découpe au moyen d'un faisceau laser. 9 - Procédé suivant l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le bord de coupe de deux lames complémentaires d'un poinçon et d'une matrice est obtenu par découpe laser en deux segments (30, 31) d'une même tôle bleue, puis retournement et assemblage desdits deux segments respectivement sur des cadres portés par les deux semelles (1, 2) d'une même presse. 10 - Procédé suivant l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la découpe laser est réalisée en suivant un angle de dépouille pour l'obtention de deux segments de lames, en retournant de 1800 l'un des segments pour le fixer a l'un des cadres, tandis que l'autre segment est fixé à l'autre cadre et en procédant a une rectification du bord d'un segment pour qu'il corresponde au bord de coupe du segment retourné sans que les arêtes de coupe soient affectées par la rectification. 11 - Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'angle de dépouille est compris entre 2 et 50 et choisi de préférence au voisinage de 30 12 - Procédé suivant l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que les cadres (4, 18, 41 181) des croisillons, renforts et formes (5, 6, 15) sont réalisés par assemblage de plaques et barres en matière synthétique du genre polyuréthane collées ensemble.