Brevet FR2803782A1 — publié le 20010720

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REALISATION, SOUS PRESSE, D'UNE CHEMINEE DANS UNE BANDE OU PLAQUE DE METAL La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour tirer sous presse, et donc entre poinçons et matrices, une cheminée cylindrique à section circulaire, ou extrudé en termes du métier, dans une plaque ou bande de métal, ou, dit plus simplement en termes du métier, l'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de soyage d'un extrudé cylindrique à section circulaire. Le but de l'invention est d'obtenir une pièce métallique par exemple telle que représentée sur la figure 1 jointe, où une plaque métallique 1 est munie d'une cheminée 2, ou extrudé , en forme de cylindre à section circulaire, cette pièce se caractérisant par la planéité de la face obtenue, par l'absence de criques, ainsi que par une maîtrise de la hauteur de la cheminée 2. Cette cheminée est par exemple destinée à être taraudée afin de pouvoir recevoir une vis. La technique actuellement la plus répandue pour réaliser, sur presse, ce genre d'extrudé 2 dans une bande ou une plaque 1 métallique, consiste à d'abord percer un petit trou, de diamètre très inférieur à celui de l'extrudé à réali ser, puis à venir, à l'aide d'un poinçon en forme d'ogive dont le plus grand diamè tre correspond à celui de l'extrudé à réaliser, repousser la matière autour de ce trou de manière à la tirer hors de la plaque ou bande métallique jusqu'à lui donner la forme de l'extrudé à réaliser. II en résulte malheureusement un extrudé dont le bord libre d'extrémité (correspondant au bord 3 référencé sur la figure 1) a une allure dente lée et non plane, ce qui n'est pas vraiment admissible car constituant une amorce de fissure, voire même une rupture, de l'extrudé ainsi réalisé. En outre, on maîtrise alors difficilement la hauteur de la cheminée ain si réalisée. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle se rapporte à cet effet à un procédé pour tirer sous presse, et donc entre poinçons et matrices, une cheminée, ou u extrudé , cylindrique à section circulaire, dans une plaque ou bande de métal, caractérisé en ce que # on emboutit, circulairement et sur une hauteur inférieure à celle de l'extrudé, à l'endroit où l'on veut tirer cet extrudé et sur un diamètre correspondant sensiblement à celui souhaité pour cet extrudé, la plaque ou bande de métal, # on écrase, sur un diamètre très inférieur à celui de cet embouti, le nez de cet embouti de manière à réaliser dans ce nez un trou tronconique et borgne, dont le fond ainsi écrasé forme un disque circulaire, écroui, et d'épaisseur de l'ordre de 10 à 20 % de celle de l'épaisseur matière, # on procède à l'ablation de ce disque écroui, # on redresse enfin, en l'enfonçant encore plus jusqu'à le faire s'écarter et finalement venir en appui contre les parois internes d'une cavité à section circulaire, cet embouti pour le transformer en extrudé à section circulaire. Selon une forme avantageuse, les deux premières phases sont effec tuées simultanément, sur un même poste et donc en une seule et même descente du coulisseau de la presse, ledit trou borgne étant alors réalisé à contresens de la direction d'emboutissage. 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 # Figure 1, déjà décrite précédemment, représente l'extrudé fina lement obtenu, # Figure 2 montre comment on réalise simultanément, sur un même et unique poste de l'outil de la presse, les deux premières phases du procédé de l'invention, # Figure 2A est un détail agrandi de la figure 2, # Figure 3 montre comment, sur le poste suivant de l'outil, on ré alise l'ablation du disque écroui, # Figure 4 montre comment, sur le poste suivant, on relève les bords de l'embouti pour obtenir finalement l'extrudé de la figure 1, # Figure 5 illustre, en vue très dépouillée et partiellement éclatée, une variante de réalisation. En se reportant aux figures 2 et 2A, il est représenté un premier poste de l'outil, où sont réalisées, en une seule et même descente du coulisseau de la presse, les deux premières phases du procédé de l'invention. Ce poste comporte une matrice 4 qui est fixée sur la semelle fixe de la presse et dont la face supérieure, ou surface externe 5, porte la bande 1 dans la quelle on désire tirer un extrudé identique à l'extrudé 2 de la figure 1. Le coulisseau de la presse porte à cet endroit un poinçon 7, de forme cylindrique à section circulaire, mais dont le nez a une forme hémisphérique. La matrice 4 possède une cavité 9, dont la section circulaire corres pond à celle de la surface externe de l'extrudé 2 à réaliser, et dont la profondeur est inférieure à la hauteur de cet extrudé. Le fond 10 de cette cavité 9 est défini par une table fixe 11 qui fait partie de la matrice 4 et qui, coaxialement au poinçon 7, est munie d'un téton 12, protubérant vers le haut, c'est-à-dire en direction du poinçon 7. Ce téton 12 est cylindrique, et sa section circulaire est très inférieure à celle de la cavité 9. Par exemple, son diamètre est de l'ordre de 1,25 % de l'épaisseur matière. Les dimensions verticales relatives du poinçon 7 et de la table 11 équipée de son téton 12 sont ajustées pour que, lorsque le coulisseau est descendu au maximum, le nez 8 du poinçon 7 arrive à une distance verticale du téton 12 qui est de l'ordre de 10 % à 20 % de l'épaisseur de la bande métallique 6. dans le pré sent exemple de réalisation, cette distance de fin de course est de l'ordre de 15 de l'épaisseur de la bande métallique 6. Lorsque le coulisseau descend, le piston 7 descend avec lui, et un clas sique dévêtisseur 13, qui est porté par le coulisseau avec interposition de ressorts 15, 16 vient presser sur la bande 6 et la maintenir solidement en place sur la sur face supérieure 5 de la matrice 4. Tandis que les ressorts 15, 16 se compriment, le poinçon 7, dont la section circulaire est inférieure à celle de la cavité 9 d'une valeur supérieure au double de l'épaisseur de la bande 6, vient emboutir localement la bande métalli que 6 comme représenté en 17 sur la figure 2. En fin de course, comme on le voit plus en détails sur la figure 2A, le téton 12 vient pénétrer dans la bande 6 à contre-courant du nez 8 du poinçon 7, c'est-à-dire à contresens de la direction d'emboutissage. Dans ce dernier mouvement, il se crée, dans le nez de l'embouti 17, un trou borgne 18 de forme tronconique, à paroi interne 19 remarquablement lisse, tandis que, dans le fond de ce trou borgne 18 et sur une hauteur ici donc de l'ordre de 15 % de l'épaisseur de la bande 6, ou plus exactement de l'épaisseur de l'embouti 17, il est créé un disque 20 de matière métallique très fortement écrasée, et donc écrouie, entre le téton 12 et le nez 8 du poinçon 7. Le coulisseau remonte alors, avec le poinçon 7 et le dévêtisseur 13, et la bande 6, maintenant munie de l'embouti 17, est déplacée jusqu'au poste sui vant, représenté en Figure 3, et sur lequel on va maintenant procéder à l'ablation du disque de métal écroui 20. Selon Figure 3, ce second poste comporte une matrice fixe 14, dont la surface supérieure 21 soutient la bande métallique 6. Cette matrice 14 est elle-même fixée à la semelle fixe de la presse par l'intermédiaire d'une plaque de chocs 22 et d'un bloc fixe 23. Un perceur fixe 24, dont la tête inférieure élargie 25 est maintenue en tre la plaque de chocs 22 et le bloc 23, est monté de manière coulissante dans une table, ou piston, 26 qui est montée sur ressorts 27, 28 de manière à pouvoir libre ment coulisser, dans le sens vertical, à l'intérieur d'une cavité 29 de la matrice 14. Cette cavité est à section circulaire, cette section étant sensiblement identique à celle de la cavité 9 (figure 2) du poste précédent. Le perceur fixe 25 a sa partie supérieure qui est constituée par un téton cylindrique vertical 30, qui est bien plus long que le téton 12 des figures 2 et 2A, et qui est de même section circulaire que ce téton 12. La hauteur du perceur 25 est telle que lorsque la table, ou piston, 26 est enfoncée vers le bas contre la force de répulsion des ressorts 27, 28, le téton 30 se dégage nettement, vers le haut, de la surface supérieure 31 de ce piston ou table 26. Le coulisseau de la presse porte un poinçon 32, qui est coaxial au per ceur 24, et donc également au piston 26 et à la cavité 29. La partie extérieure de ce poinçon 32 est identique à celle du poinçon 7 de la figure 2. En revanche, ce poinçon 32 est creux et présente, à son extrémité infé rieure, une embouchure 33 dans laquelle peut coulisser le téton 30 du perceur 24, et dont la hauteur est inférieure à celle de ce téton 30. A l'intérieur du piston 32, cette embouchure 33 se prolonge par une cavité élargie 34. Finalement, on peut considérer que le téton fixe 30 constitue un poin çon d'ablation et d'éjection, dans l'espace 34, du disque écroui 20, et que le poin çon mobile 32 est la matrice conjuguée de ce poinçon d'éjection 30. Lorsque le coulisseau de la presse redescend, le dévêtisseur 13 vient comme précédemment plaquer la bande 6 sur la surface supérieure 21 de la ma trice 14, tandis que le poinçon 32 presse l'embouti 17 contre le piston 26, faisant descendre ce dernier tandis que le téton 30 vient découper, en le poussant vers le haut, le disque écroui 20, et vient ensuite le pousser à l'intérieur de la cavité in terne 34 du piston-matrice 32. Le disque écroui 20 étant cassant comme du verre, sa séparation s'effectue selon une cassure circulaire 35 (voir la figure 2A) nette et lisse, sans aucune bavure ou dentelure. Le coulisseau de la presse remonte ensuite, avec le poinçon-matrice 32 et le dévêtisseur 13, et la bande 6 est avancée jusqu'au poste suivant, représenté en Figure 4, où l'embouti 17 est transformé en extrudé en forme de cheminée cy lindrique à section circulaire. Selon Figure 4, ce troisième poste comporte une matrice fixe 36, por tée par la semelle fixe de la presse et dont la face supérieure 37 soutient la bande 6. Cette matrice comporte une cavité 38, qui est coaxiale à un poinçon 39 porté par le coulisseau de la presse. La section circulaire de cette cavité 38 est identique à celle de la surface externe de l'extrudé 2 (figure 1) à réaliser. Le poin çon 39 est un cylindre dont la section circulaire est identique à celle de la surface interne de cet extrudé 2, et qui se termine par un nez 40 en forme d'ogive. Lorsque le coulisseau de la presse redescend, le poinçon 39, et tout d'abord son ogive 40, pénètrent profondément dans la cavité 38, ce qui vient re dresser l'embouti 17 (figure 3), en élargissant l'orifice 18 (figure 2A), jusqu'à plaquer la matière métallique contre la surface interne de la cavité 38, et finale ment obtenir une cheminée 2 dont le bord supérieur 3 correspond à la surface 19, 35 de la figure 2A, et est donc net, bien lisse, et donc exempt d'aucune dentelure ou bavure. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réali sation qui vient d'âtre décrit. C'est ainsi que, par exemple et selon Figure 5, l'ablation et éjection du disque écroui 20 pourrait être réalisée à l'aide d'un poinçon 41, identique au per ceur 24 de la figure 3 mais porté par le coulisseau et donc mobile verticalement, ce poinçon mobile étant alors associé à une matrice fixe conjuguée 42 faisant alors partie de la matrice fixe 14 qui est fixée sur la semelle fixe de la presse. C'est ainsi également que l'écrasement de la matière métallique au ni veau du nez de l'embouti 17, pour obtenir le disque écroui 20, pourrait se faire dans le sens d'emboutissage, et non pas à contresens. REVENDICATIONS 1. Procédé pour tirer sous presse, et donc entre poinçons et matri ces, une cheminée, ou extrudé (2), cylindrique à section cir culaire, dans une plaque (1) ou bande (6) de métal, caractérisé en ce que # on emboutit, circulairement et sur une hauteur inférieure à celle de l'extrudé, à l'endroit où l'on veut tirer cet extrudé (2) et sur un diamètre correspondant sensiblement à celui souhaité pour cet extrudé, la plaque ou bande (6) de métal, # on écrase, sur un diamètre très inférieur à celui de cet embouti, le nez de cet embouti (17) de manière à réaliser dans ce nez un trou tronconique et borgne (18), dont le fond ainsi écrasé forme un disque circulaire (20), écroui, et d'épaisseur de l'ordre de 10 à 20 % de l'épaisseur matière, # on procède à l'ablation de ce disque écroui (20), # on redresse enfin, en l'enfonçant encore plus jusqu'à le faire s'écarter et finalement venir en appui contre les parois internes d'une cavité (38) à section circulaire, cet embouti (17) pour le transformer en extrudé (2) à section circulaire. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses deux premières phases sont effectuées simultanément, sur un même poste et en une seule et même descente du coulisseau de la presse, ledit trou borgne (18) étant alors réalisé à contresens de la direction d'emboutissage. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des re vendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme d'un outil à suivre qui comporte les postes successifs suivants # un poste comportant un poinçon d'emboutissage (7) et une ma trice (4, 11) comprenant un téton cylindrique circulaire (19), axé en sens inverse de ce poinçon (7), qui est dimensionné et posi tionné pour pénétrer, en fin de course d'emboutissage, dans le nez de l'embouti (17) sur une hauteur de l'ordre de 80 % à 90 de l'épaisseur de la tôle ou bande métallique (6) au niveau de cet embouti (17), réalisant ainsi ledit disque écroui (20), # un poste, comportant un poinçon (30) et une matrice conjuguée (32), d'ablation dudit disque écroui (20), # et un poste comportant d'une part un poinçon (39) dont la section cylindrique circulaire correspond à la section interne de l'extrudé à réaliser (2) et dont le nez (40) est en forme d'ogive, et compor tant d'autre part une matrice associée (36) dont la surface externe (37) vient porter la plaque ou bande (6) métallique, cette matrice comprenant une cavité cylindrique (38), coaxiale au poinçon (39) et dont la section cylindrique correspond à la section externe de cet extrudé (2).