Brevet FR2929141A1 — publié le 20091002

Procédé et outillage de formage de collet sur une barre tel qu'un tube ou un fil. L'invention concerne un procédé de formage de collet sur une barre tel qu'un tube ou un fil métallique, ainsi que l'outillage permettant de mettre en oeuvre le procédé. On utilise fréquemment des tubes métalliques dans l'industrie, en particulier dans la fabrication de l'armature des sièges de véhicule. Il est avantageux de prévoir sur un tube un collet ayant par exemple une fonction de butée pour un élément emmanché sur le tube ou prenant appui contre lui. Un collet a la forme d'un anneau fixé sur le tube et de diamètre supérieur à celui du tube. Il est obtenu par la déformation locale du tube, en général suite à une compression axiale du tube. On connaît par exemple un procédé de formage de collet sur un tube métallique, montré sur la figure 1 en trois étapes a, b et c, dans lequel on serre une première extrémité 6 d'un tube 1 entre deux mâchoires 4a, 4b, puis on introduit par la deuxième extrémité 7 un mandrin 2 ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 1. Le mandrin 2 vient en butée contre la deuxième extrémité 7 du tube 1. Un manchon 3 est introduit autour du tube 1 et vient en butée contre le mandrin 2 (étape a). On applique une force de rapprochement entre le manchon et la paire de mâchoires 4a, 4b de telle sorte qu'un collet 8 se forme dans l'espace 5 entre le manchon 3 et la paire de mâchoires 4a, 4b (étapes b et c). Ce procédé n'est pas très productif. En effet, en particulier si le collet est situé loin des extrémités, il faut introduire et retirer le mandrin et le manchon sur une grande distance, ce qui pénalise le temps de cycle. De plus, en particulier avec de petits diamètres de tube, le mandrin est de grande longueur et par conséquence très fragile. Par ailleurs, l'utilisation d'un mandrin oblige à utiliser un tube dont la surface intérieure présente peu de défaut, ce qui peut nécessiter une opération de préparation de cette surface, telle qu'un raclage. Enfin, ce procédé ne s'applique pas à des éléments cylindriques pleins, obtenus à partir de fil. Un tel procédé est mis en oeuvre avec un outillage mû par des actionneurs hydrauliques, ce qui nécessite une centrale hydraulique de grande capacité. On constate que la consommation d'énergie est importante. C'est donc un objectif de l'invention de fournir un procédé et un outillage pour former des collets sur un fil ou un tube permettant une cadence de production importante et pouvant être mis en oeuvre avec un outillage plus économique. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de formage d'au moins un collet sur une barre, selon lequel on serre un premier tronçon de la barre avec une première paire de mâchoires, on serre un deuxième tronçon de la barre avec une deuxième paire de mâchoires en ménageant un premier espace de déploiement entre les deux paires de mâchoires, puis on rapproche les deux paires de mâchoires de manière à ce que la barre se déforme plastiquement en se déployant dans le premier espace de déploiement et en formant le collet. Ainsi, grâce à l'invention, on s'affranchit de l'insertion d'un manchon dans un tube et on peut réaliser un collet sur une barre pleine ou sur un tube présentant des reliefs sur la surface intérieure. De plus, le temps de cycle est indépendant de la position du collet sur la barre, puisque les opérations du procédé incluent un serrage de la barre qui a la même durée quelque soit l'endroit du serrage. Le procédé peut être mis en oeuvre avec des barres métalliques telles qu'en acier ou en aluminium, mais aussi sur des barres en matériau synthétique qui accepte des déformations plastiques. Selon un perfectionnement du procédé, on serre un troisième tronçon de la barre avec une troisième paire de mâchoires en ménageant un deuxième espace de déploiement entre la deuxième et la troisième paire de mâchoires, et on rapproche la deuxième et la troisième paire de mâchoires de manière à ce que la barre se déforme plastiquement en se déployant dans le deuxième espace de déploiement et en formant un deuxième collet. On dispose ainsi des moyens pour former deux collets, par exemple simultanément, ce que ne permet pas le procédé selon l'art antérieur. On augmente ainsi la cadence de production pour des pièces comportant deux collets. On peut également augmenter encore le nombre de paires de mâchoires afin de former des collets supplémentaires dans la même opération. L'invention a aussi pour objet un outillage comportant une première paire de mâchoires aptes à serrer une barre, une deuxième paire de mâchoire aptes à serrer la barre, un espace de déploiement entre la première et la deuxième paire de mâchoires, la première paire de mâchoires étant montée coulissante selon l'axe de la barre, l'outillage comportant des premiers moyens de rapprochement pour faire coulisser la première paire de mâchoires vers la deuxième paire de mâchoires pour mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment. Selon un perfectionnement, l'outillage comporte une troisième paire de mâchoires aptes à serrer la barre, un deuxième espace de déploiement entre la troisième et la deuxième paire de mâchoires, la troisième paire de mâchoires étant montée coulissante selon l'axe de la barre, l'outillage comportant des deuxièmes moyens de rapprochement pour faire coulisser la troisième paire de mâchoires vers la deuxième paire de mâchoires. Selon un mode de réalisation, l'outillage comporte une semelle inférieure et une semelle supérieure montée coulissante sur la semelle inférieure, des mâchoires inférieures des paires de mâchoires étant montées fixes sur la semelle inférieure, des mâchoires supérieures des paires de mâchoires étant montées élastiquement sur la semelle supérieure, le serrage de la barre se faisant par le rapprochement des semelles. Un tel outillage est destiné à être monté sur une presse commandant le rapprochement des semelles. Les mâchoires supérieures montées élastiquement ont une fonction de serre-flan pour serrer la barre. Selon une disposition particulière, les premiers moyens de rapprochement comportent une came fixée sur la semelle supérieure et une rampe fixée sur la mâchoire inférieure de la première paire de mâchoires, la came étant apte à agir sur la rampe lors du rapprochement des semelles de manière à faire coulisser la première paire de mâchoires. Ainsi, les moyens de rapprochement ne nécessitent pas de force hydraulique d'appoint, mais transforment le mouvement unique développé par la presse pour fournir le mouvement de rapprochement. La came, avec un mouvement de translation perpendiculaire aux semelles, agit sur la rampe selon une surface inclinée pour provoquer le coulissement de la paire de mâchoires parallèlement aux semelles par le glissement sur la surface inclinée. De manière similaire, les deuxièmes moyens de rapprochement comportent une came fixée sur la semelle supérieure et une rampe fixée sur la mâchoire inférieure de la troisième paire de mâchoires, la came étant apte à agir sur la rampe lors du rapprochement des semelles de manière à faire coulisser la troisième paire de mâchoires. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de l'art antérieur, précédemment décrit ; - la figure 2 est une vue schématique des mâchoires, en position selon deux étapes du procédé selon l'invention ; - la figure 3 et une vue du détail III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe d'un outillage conforme à l'invention ; - les figures 5 et 6 montrent des exemples de réalisation de pièces selon le procédé de l'invention. Un procédé de formage de deux collets 101, 102 sur une barre conforme à l'invention est décrit en référence à la figure 2. Une barre, en l'occurrence un tube 10, est montrée serrée entre trois paires de mâchoires 11, 12, 13. Dans la position représentée sur l'étape A, un premier tronçon 10a de la barre 10 est serré par une première paire de mâchoires 11, un deuxième tronçon 10b est serré par une deuxième paire de mâchoires 12 en ménageant un premier espace de déploiement 21 entre les deux paires de mâchoires 11, 12, et un troisième tronçon 10c de la barre est serré par une troisième paire de mâchoires 13 en ménageant un deuxième espace de déploiement 22 entre la deuxième et la troisième paire de mâchoires 12, 13. Chaque paire de mâchoires 11, 12, 13 comporte une mâchoire inférieure 111, 121, 131 et une mâchoire supérieure 112, 122, 132. Chaque mâchoire 111, 121, 131, 112, 122, 132 comporte une empreinte 14 demi-cylindrique, les empreintes 14 étant agencées pour former un logement au tube 10. L'espace de déploiement 21, 22 est formé par des lamages pratiqué dans les extrémités des mâchoires et par un espace el, e2 maintenu entre les paires de mâchoires 11, 12, 13. Lorsque les mâchoires 111, 121, 131, 112, 122, 132 sont serrées, elles appuient en totalité sur le tube 10. Pour cela, un jeu suffisant est prévu entre la mâchoire inférieure 111, 121, 131 et la mâchoire supérieure 112, 122, 132 d'une même paire pour éviter qu'elles soient en appui l'une sur l'autre. De manière optionnelle, les empreintes 14 sont striées de manière à favoriser l'adhérence du tube 10 dans les mâchoires. A l'étape B du procédé, telle que montrée sur la figure 2, on rapproche simultanément la première et la troisième paire de mâchoires 11, 13 de la deuxième paire de mâchoires 12, respectivement dans le sens des flèches F1 et F2, de manière à ce que la barre 10 se déforme plastiquement en se déployant dans le premier et le deuxième espace de déploiement 21, 22 et en formant deux collets 101, 102. Les paires de mâchoires 11, 12, 13 sont alors en butée les unes contre les autres et les espaces el et e2 sont annulés. Les lamages sont en correspondance les uns avec les autres et délimitent l'espace dans lequel le tube 10 peut se déployer en formant le collet 101, 102. Les mâchoires sont alors desserrées et le tube 10 comportant les deux collets 101, 102 est éjecté. On a détaillé sur la figure 4 un outillage pour la mise en oeuvre du procédé. L'outillage comporte une semelle inférieure 23 et une semelle supérieure 24 montée coulissante sur la semelle inférieure 23 par l'intermédiaire de colonnettes 25. La mâchoire inférieure 121 de la deuxième paire de mâchoires 12 est montée fixe sur la semelle inférieure 23. Les mâchoires inférieures 111, 131 de la première et de la troisième paire de mâchoires 11, 13 sont montées coulissante sur la semelle inférieure 23 dans une direction parallèle à l'axe des empreintes 14. Des moyens élastiques 15 tendent à éloigner les mâchoires inférieures 111, 121, 131 entre elles, de manière à maintenir le premier et le deuxième espace de déploiement 21, 22. La mâchoire supérieure 122 de la deuxième paire de mâchoires 12 est montée coulissante élastiquement sur la semelle supérieure 24 perpendiculairement à celle-ci. Les mâchoires supérieures 112, 132 de la première et de la troisième paire de mâchoires 11, 13 sont montées coulissantes élastiquement sur un socle 16, dans la même direction que la mâchoire supérieure 122 de la deuxième paire 12. Chaque socle 16 est par ailleurs monté coulissant sur la semelle supérieure 24 dans une direction parallèle à l'axe des empreintes 14. De plus, la mâchoire inférieure 111 et la mâchoire supérieure 112 de la première paire de mâchoires 11 sont montées coulissantes entre elles par l'intermédiaire de colonnes de guidage 17. Il en est de même pour les mâchoires 131, 132 de la troisième paire de mâchoires 13. L'outillage comporte en outre de premiers moyens de rapprochement, lesquels comportent une came 240 fixée sur la semelle supérieure 24 et une rampe 1110 fixée sur la mâchoire inférieure 111 de la première paire de mâchoires 11. La came 240 et la rampe 1110 comportent des surfaces de glissement S parallèles entre elles et inclinées par rapport aux semelles 23, 24. La came 240 est apte à agir sur la rampe 1110 lors du rapprochement des semelles 23, 24 de manière à faire glisser les surfaces de glissement S entre elles et ainsi à faire coulisser la première paire de mâchoires 11 en la poussant dans la direction de l'axe des empreintes 14, vers la deuxième paire de mâchoires 12. De manière symétrique, l'outillage comporte des deuxièmes moyens de rapprochement, pour commander le coulissement de la troisième paire de mâchoires 13 vers la deuxième paire de mâchoires 12. Un tel outillage est monté sur une presse, non représentée, entre deux plateaux de la presse parallèles entre eux et aptes à se rapprocher l'un de l'autre. La semelle inférieure 23 est fixée sur l'un des plateaux et la semelle supérieure 24 est fixée sur l'autre plateau. Le procédé de fabrication se déroule ainsi. Dans un état initial, les mâchoires supérieures sont éloignées des mâchoires inférieures 111, 121, 131. Un tube 10 est mis en place dans l'empreinte 14 des mâchoires inférieures 111, 121, 131 et centré selon l'axe des empreintes 14 par des moyens non représentés. Le rapprochement des plateaux de la presse est commandé de telle sorte que les semelles 23, 24 se rapprochent. Dans le même mouvement, les mâchoires supérieures 112, 122, 131 se rapprochent des mâchoires inférieures 111, 121, 131 de manière à venir serrer le tube 10. Quand les mâchoires supérieures 111, 121, 131 sont en butée contre le tube 10, la semelle supérieure 24 continue sa course en coulissant élastiquement par rapport aux mâchoires supérieures 111, 121, 131. Les cames 240 viennent en appui contre les rampes 1110 et commandent le coulissement de la première et de la troisième paire de mâchoires 13. On obtient alors la formation des deux collets 101, 102 sur le tube 10. Puis la semelle supérieure 24 s'écarte de la semelle inférieure 23. Les mâchoires se desserrent et on éjecte le tube 10 formé, par des moyens classiques non représentés. La première et la troisième paire de mâchoires 11, 13 s'éloignent de la deuxième 12 de manière à rétablir les espaces de déploiement 21, 22. L'outillage se retrouve alors dans la position initiale, prêt pour un nouveau cycle. Deux exemples de pièces réalisées par ce procédé sont montrées sur les figures 5 et 6. Dans l'exemple de la figure 5, la barre 10 comporte deux collets 101, 102 réalisés dans une portion centrale de la barre 10. Dans l'exemple de la figure 6, la barre 10 comporte deux groupes 103, 104 de collets 1031, 1032, 1041, 1042 réalisés à proximité de chaque extrémité de la barre 10. Chaque groupe 103, 104 est réalisé par un cycle du procédé selon l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de formage d'au moins un collet (101) sur une barre (10), caractérisé en ce qu'on serre un premier tronçon (10a) de la barre (10) avec une première paire de mâchoires (11), on serre un deuxième tronçon (10b) de la barre (10) avec une deuxième paire de mâchoires (12) en ménageant un premier espace de déploiement (21) entre les deux paires de mâchoires (11, 12), puis on rapproche les deux paires de mâchoires (11, 12) de manière à ce que la barre (10) se déforme plastiquement en se déployant dans le premier espace de déploiement (21) et en formant le collet (101). 2. Procédé selon la revendication 1, selon lequel on serre un troisième tronçon (10c) de la barre (10) avec une troisième paire de mâchoires (13) en ménageant un deuxième espace de déploiement (22) entre la deuxième et la troisième paire de mâchoires (12, 13), et on rapproche la deuxième et la troisième paire de mâchoires (12, 13) de manière à ce que la barre (10) se déforme plastiquement en se déployant dans le deuxième espace de déploiement (22) et en formant un deuxième collet (102). 3. Procédé selon la revendication 2, selon lequel on forme les collets (101, 102) simultanément. 4. Outillage caractérisé en ce qu'il comporte une première paire de mâchoires (11) aptes à serrer une barre (10), une deuxième paire de mâchoires (12) aptes à serrer la barre (10), un espace de déploiement (21) entre la première et la deuxième paire de mâchoires (11, 12), la première paire de mâchoires (11) étant montée coulissante selon l'axe de la barre (10), l'outillage comportant des premiers moyens de rapprochement (240, 1110) pour faire coulisser la première paire de mâchoires (11) vers la deuxième paire de mâchoires (12) pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 3. 5. Outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième paire de mâchoires (13) aptes à serrer la barre (10), un deuxième espace de déploiement (22) entre la troisième et la deuxième paire de mâchoires (13, 12), la troisième paire de mâchoires (13) étant montée coulissante selon l'axe de la barre (10), l'outillage comportant des deuxièmes moyens de rapprochement pour faire coulisser la troisième paire de mâchoires (13) vers la deuxième paire de mâchoires (12) pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 2. 6. Outillage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte une semelle inférieure (23) et une semelle supérieure (24) montée coulissante sur la semelle inférieure (23), des mâchoires inférieures (111, 121, 131) des paires de mâchoires (11, 12) étant montées fixes sur la semelle inférieure (23), des mâchoires supérieures (112, 122, 132) des paires de mâchoires (11, 12) étant montées élastiquement sur la semelle supérieure (24), le serrage de la barre (10) se faisant par le rapprochement des semelles (23, 24). 7. Outillage selon la revendication 6, dans lequel les premiers moyens de rapprochement comportent une came (240) fixée sur la semelle supérieure (24) et une rampe (1110) fixée sur la mâchoire inférieure (111) de la première paire de mâchoires (11), la came (240) étant apte à agir sur la rampe (1110) lors du rapprochement des semelles (23, 24) de manière à faire coulisser la première paire de mâchoires (11). 8. Outillage selon les revendications 5 et 6 prises en combinaison, dans lequel les deuxièmes moyens de rapprochement comportent une came fixée sur la semelle supérieure (24) et une rampe fixée sur la mâchoire inférieure (131) de la troisième paire de mâchoires (13), la came étant apte à agir sur la rampe lors du rapprochement des semelles (23, 24) de manière à faire coulisser la troisième paire de mâchoires (13).