Brevet FR2803781A1 — publié le 20010720

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECOUPAGE SUR PRESSE La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour la découpe, sur presse et donc entre poinçons et matrices, d'une pièce dans une plaque, ou une bande, de métal. Les figures 1 à 3 jointes montrent comment on procède généralement, selon l'Art actuel, à une telle découpe. Sur la figure 1, la référence 1 désigne le poinçon de découpe qui est porté par le coulisseau de la presse (non représenté), et la référence 2 désigne la matrice de découpe qui lui est associée et qui est portée par la table de cette presse (non représentée également). II s'agit donc dans cet exemple, de découper, dans une bande métalli que 3, une pièce plate et relativement mince en forme de disque circulaire. En conséquence, le poinçon 1 est cylindrique, à section circulaire, et pratiquement de même diamètre D 1 que le disque à découper. La matrice 2 présente, quant à elle, une cavité sans fond 4, dont la sec tion horizontale est circulaire et qui est coaxiale au poinçon 1. Cette section est de diamètre D2 légèrement supérieur au diamètre D1 du poinçon 1, de façon à lais ser, entre le poinçon 1 et la cavité 4 lorsque ce poinçon pénètre dans cette cavité, un classique jeu de découpe j. Classiquement, la bande métallique 3 avance pas à pas d'un poste de l'outil à l'autre, à chaque remontée du coulisseau de la presse. Sur la figure 1, le coulisseau a amorcé sa descente comme indiqué par la flèche, et la bande métallique 3 est alors immobile sur la face supérieure plane 5 de la matrice 2. Sur la figure 2, où le jeu de découpe j précité a été volontairement exagéré pour bien montrer ce qui se passe, le poinçon 1 a largement pénétré dans la cavité 4 de la matrice 2, le long de la paroi 7 de cette cavité, et a en consé quence repoussé dans cette cavité une ébauche métallique 6, qui prend approxima tivement, en l'exagérant sur le dessin, la forme représentée. Pendant cette opération, la bande 3 est fermement maintenue en place sur sa surface de repos 5 par de classiques dévêtisseurs (non représentés). La pièce 6 adopte finalement la forme représentée, en section trans versale, sur la figure 3. Comme on le voit sur cette figure 3, la tranche latérale cylindrique de cette pièce 6 présente, du bas vers le haut # Une zone bombée 9 présentant un arrondi de découpe 10, # Une zone calibrée 11, à tranche lisse, # Une zone arrachée 12, dont la tranche rugueuse se termine par une bavure de découpe 13 annulaire et tronconique. La pièce ainsi obtenue 6 a pour inconvénients d'être coupante et d'introduire généralement une gêne dans les assemblages mécaniques où elle est utilisée. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle se rapporte à cet effet à un procédé pour la découpe, sur presse et donc entre poinçons et matrices, d'une pièce dans une bande, ou une plaque, de métal, caractérisé en ce que # En une première descente du coulisseau de la presse, et donc dans un premier poste de l'outil, la plaque ou bande métallique étant posée et maintenue à plat sur une matrice comportant une cavité de section identique à celle de la pièce à découper, cette cavité contenant par ailleurs un piston porté par un moyen de ré pulsion élastique de sorte que la surface externe de ce piston soit, au repos, coplanaire avec la surface externe de cette ma trice, ce piston ne pouvant rentrer dans cette cavité que sur une course limitée à, au maximum, l'épaisseur de la plaque ou bande métallique, on pousse â l'aide d'un piston dont la section hori zontale correspond pratiquement à celle de la cavité de la ma trice, la matière métallique dans cette cavité, contre la force de répulsion élastique dudit piston et jusqu'à avoir effectué ladite course limitée de ce dernier, en réalisant, dans ce mouvement d'enfoncement limité de la matière métallique, une ligne péri phérique de matière qui est écrasée, et donc écrouie, entre ledit poinçon et ladite surface supérieure de la matrice, # En une descente ultérieure du coulisseau de la presse, et donc dans un autre poste vers lequel la plaque ou bande a entre temps été déplacée, on casse, en enfonçant ladite matière encore plus loin entre une autre matrice et un autre poinçon, ladite ligne pé riphérique écrouie tout en libérant la pièce ainsi découpée, de sa bande ou plaque porteuse. L'invention sera bien comprise, et ses avantages et diverses caractéris tiques ressortiront mieux, lors de la description suivante d'un exemple non limita tif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel # Figures 1 à 3, déjà décrites ci-dessus, soit une illustration de l'Art antérieur, # Figures 4 à 6 illustrent les phases successives du procédé de dé coupe conforme â l'invention. En se référant à la figure 4, qu'il est intéressant de comparer à la fi gure 1 précédemment décrite, on utilise, dans un poste faisant partie d'un outil à suivre sur presse, une matrice 14 qui, comme précédemment pour la réalisation connue selon la figure 1, est fixée sur la table de la presse et dont la surface supé rieure, ou surface externe, 15 est plane et soutient la bande métallique à découper 3, celle-ci se déplaçant classiquement d'un poste au suivant dans l'intervalle qui sépare deux descentes successives du coulisseau de la presse. Cette matrice 14 possède une cavité 16 qui, selon une particularité de l'invention, possède une section horizontale identique à celle de la pièce à décou per. En outre, un piston 17 peut se mouvoir verticalement dans cette cavité 16. Il est repoussé vers le haut par un puissant ressort 18, dont la force de répul sion est soit fixe, soit réglable, et possède, dans cette cavité 16, une course verti cale qui est limitée par un fond 19 de cette cavité 16. Cette course peut aller au maximum jusqu'à l'épaisseur de la bande métallique 3. Par exemple, elle est de l'ordre de 80 % à 95 % de cette épaisseur, et est de 90 % de cette épaisseur dans le présent exemple de réalisation. Le ressort 18, et la hauteur du piston 17, sont choisis pour qu'au repos, tel que représenté en figure 4, la surface supérieure, ou surface externe, 20 du pis ton 17 arrive à fleur de la surface externe 15 de la matrice 14. Ce même poste est équipé d'un poinçon cylindrique 21, qui est fixé, à l'instar du poinçon 1 de la figure 1, au coulisseau de la presse, mais qui se diffé rencie de ce poinçon 1 par le fait que sa section horizontale est, soit strictement identique à celle de la pièce à découper dans la bande 3, soit légèrement supé rieure, ou à la rigueur très légèrement inférieure, à la section horizontale de cette pièce à découper. Sur les figures 4 à 6, la section du poinçon 21 est légèrement supé rieure à celle de la pièce à découper, c'est-à-dire à celle de la cavité 16, et cette section du poinçon 21 a été volontairement exagérée sur ces figures pour bien faire comprendre le procédé de l'invention. En se reportant maintenant aussi à la figure 5, le poinçon 21 continue à descendre avec le coulisseau de la presse et vient alors pousser sur la bande 3, qui est alors du reste maintenue sur la surface 15 par de classiques dévêtisseurs, non représentés et classiquement portés par le coulisseau de la presse. Sous ce poinçon 21, la matière métallique 22 est alors repoussée, en s'appuyant sur la face externe 20 du piston 17, et contre l'importante force de ré pulsion du ressort 18, à l'intérieur de la cavité 16, et ceci jusqu'à ce que la course descendante de ce piston 17 soit arrêtée par le fond 19 de la cavité 16. La position alors obtenue est celle de la figure 5, où l'on constate que la matière 22 a pénétré dans la cavité 16, en épousant étroitement sa section hori zontale - et donc celle de la pièce à découper - sur une hauteur ici de l'ordre de 10 % inférieure à celle de l'épaisseur de la bande 3. Sur la périphérie, immédiatement extérieure à ce morceau de matière 22, et donc immédiatement extérieure au pourtour supérieur 23 de la cavité 16, on constate qu'il existe un filet périphérique 24 de matière métallique qui a été for- tement écrasée, et donc écrouie, entre la périphérie 25 de la face inférieure du poinçon 21 et la face supérieure plane 15 de la matrice 14. Ce filet périphérique 24 de métal écroui a une épaisseur égale à la dif férence entre l'épaisseur de la bande 3 et la course du piston 17. Dans cet exemple de réalisation, ce filet périphérique écroui a donc une épaisseur égale à 10 % de l'épaisseur de la bande 3. Le coulisseau de la presse remonte ensuite tandis que les dévétisseurs de maintien de la bande 3 se retirent avec celui-ci. Cette bande 3 est alors repous sée vers le haut par le piston 17, sous l'action du ressort 18, et est alors classique ment déplacée jusqu'au poste suivant, qui est représenté en Figure 6. Ce second poste comporte, selon Figure 6, une matrice 26 semblable à la matrice 2 de la figure 1, et donc munie d'une cavité sans fond 27. Cette cavité 27 a une section horizontale très légèrement supérieure avec un jeu juste nécessaire au libre coulissement - à celle de la pièce à découper. A cette matrice 26 est associée, comme en Figure 1, un poinçon 28 dont la section horizontale n'est inférieure à celle de la cavité 27 que d'un très léger jeu, juste nécessaire à permettre le coulissement du poinçon 28 dans sa cavi té conjuguée 27 de la matrice 26. Comme on le voit sur la figure 6, lorsque le coulisseau de la presse re descend, le piston 28 vient pousser sur la partie 22, précédemment enfoncée selon Figure 5, de la bande 3, ce qui vient casser proprement le filet périphérique 24 précédemment écroui et donc devenu cassant comme du verre - en séparant fina lement la pièce ainsi découpée 22 de la bande 3, et en éjectant cette pièce vers le bas dans le bac de ramassage (non représenté). La pièce 22 finalement obtenue est représentée en Figure 7. Elle pré sente une tranche 27 qui est totalement lisse sur toute sa hauteur. Elle présente un arrondi de découpe 28 qui est limité par rapport à l'arrondi de découpe 10 de la pièce 6 de la figure 3, et surtout elle ne présente pas de bavure de découpe, mais à la place de celui-ci, un léger chanfrein tronconique 29 dû à la cassure du filet 24 et orienté de façon similaire à l'arrondi de découpe, c'est-à-dire vers l'intérieur de la pièce 22 à contrario de la bavure de découpe 13 de la figure 3 qui est orientée vers l'extérieur de la pièce 6 et dépasse donc de celle-ci. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réali sation qui vient d'être décrit. C'est ainsi par exemple qu'à contrario de ce qui est représenté en Fi gures 4 et 5, le poinçon 21 pourrait avoir une section horizontale strictement iden tique, voire même à la rigueur très légèrement inférieure, à celle de la cavité 16, ou autrement dit â celle de la pièce à découper 22. C'est ainsi également que le ressort hélicoïdal 18 pourrait être rempla cé par un vérin hydraulique, pneumatique, ou autre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la découpe, sur presse et donc entre poinçons (21, 28) et matrices (14, 26), d'une pièce (22) dans une bande (3), ou une plaque, de métal, caractérisé en ce que # En une première descente du coulisseau de la presse, et donc dans un premier poste (14, 21) de l'outil à suivre, la plaque ou bande métallique (3) étant posée et maintenue à plat sur une ma trice (14) comportant une cavité (16) de section identique à celle de la pièce (22) à découper, cette cavité (16) contenant par ail leurs un piston (17) porté par un moyen (18) de répulsion élasti que de sorte que la surface externe (30) de ce piston soit, au re pos, coplanaire avec la surface externe (15) de cette matrice (14), ce piston (17) ne pouvant rentrer dans cette cavité (16) que sur une course limitée, au maximum, à l'épaisseur de la plaque ou bande métallique (3), on pousse à l'aide d'un poinçon (21) dont la section horizontale correspond pratiquement à celle de la cavité (16) de la matrice (14), la matière métallique (22) dans cette cavité (16), contre la force de répulsion élastique dudit pis ton (17) et jusqu'à avoir effectué ladite course limitée de ce der nier, en réalisant, dans ce mouvement d'enfoncement limité de la matière métallique, une ligne périphérique (24) de matière qui est écrasée, et donc écrouie, entre ledit poinçon (21) et ladite surface supérieure (15) de la matrice (14), # En une descente ultérieure du coulisseau de la presse, et donc dans un autre poste (26, 28) vers lequel la plaque ou bande (3) a entre temps été déplacée, on casse, en enfonçant ladite matière encore plus loin entre une autre matrice (26) et un autre poinçon (28), ladite ligne périphérique (24) écrouie tout en libérant la pièce (22) ainsi découpée, de sa bande (3) ou plaque porteuse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on choisit, pour la section horizontale du poinçon (21) du premier poste, une section strictement identique à celle de la pièce (22) à découper. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on choisit, pour la section horizontale du poinçon (21) du premier poste, une section légèrement supérieure à celle de la pièce (22) à découper. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des re vendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite cavité (16) du premier poste (14, 21) est munie d'un fond (19) qui n'autorise, ledit moyen de répulsion élastique (18) et la hauteur dudit piston (17) étant ajustés pour qu'au repos la surface externe (20) de ce piston (17) arrive à fleur de celle (15) de la matrice (14), qu'un enfoncement du piston (17) de la valeur de ladite course limitée de celui-ci. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moyen de répulsion élastique est un ressort (18) à force fixe. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moyen de répulsion élastique est un ressort (18) à force réglable.