Brevet FR3005880A1 — publié le 20141128

"PROCEDE D'EMBOUTISSAGE D'UNE PIECE, NOTAMMENT DE CARROSSERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE, A PRISE DE PINCE AMELIOREE" [0001] La présente invention concerne un procédé d'emboutissage, à partir d'un flan en tôle, d'une pièce, telle qu'une pièce de carrosserie de véhicule automobile, pouvant être transférée d'un poste d'emboutissage à un autre d'une presse d'emboutissage. [0002] La figure 1 représente partiellement en perspective une presse 1 pour l'emboutissage de pièces de carrosserie de véhicules automobiles et qui comprend plusieurs postes d'emboutissage 2 permettant d'emboutir successivement chaque pièce de carrosserie 3 à partir d'un flan en tôle 4 jusqu'à la configuration finale de la pièce emboutie. [0003] La presse d'emboutissage 1 comprend un système de transfert d'une pièce emboutie 3 d'un poste d'emboutissage à l'autre à l'aide de dispositifs 5 de préhension de chaque pièce emboutie 3. [0004] Deux dispositifs 5 de préhension d'une pièce emboutie 3 sont disposés de chaque côté de la pièce emboutie et, comme cela est connu en soi, chaque dispositif de préhension 5 est solidaire d'une barre de transfert, non représentée, à déplacement commandé, par exemple par un robot, et apte à déplacer le dispositif de préhension 5 d'une pièce emboutie 3 d'un poste d'emboutissage au poste d'emboutissage suivant de la presse 1. [0005] Comme cela ressort également des figures 2 et 3, chaque dispositif de préhension 5 comprend une pince 6 à deux paires de mors 7 montés articulés les uns par rapport aux autres sur une tête 8 et entre lesquels peut être saisie une partie d'un rebord périphérique externe 9 faisant saillie d'un gradin continu 10 à angle droit de la pièce emboutie 3. [0006] Seule le premier poste d'emboutissage 2 comprend une matrice, un poinçon et un serre-flan entourant le poinçon pour emboutir chaque pièce à ce poste. Le gradin périphérique 10 est formé au premier poste d'emboutissage 2 du flan en tôle 4 et a pour fonction, comme cela est connu en soi, de contrôler le flan quand on l'emboutit. [0007] Pour assurer une bonne tenue de chaque pièce emboutie lors de son transfert d'un poste d'emboutissage au suivant par les pinces de préhension 6 et éviter lors de ce transfert une chute de la pièce emboutie s'échappant des pinces 6, la standardisation impose une prise de pince sur une surface minimum du rebord 9, c'est-à-dire que la partie du rebord 9 à saisir entre les mors 7 de la pince 6 doit avoir une largeur I, à partir du gradin 10, d'au moins 20 mm. [0008] Actuellement, pour satisfaire cette condition, il est nécessaire de rajouter de la matière pour élargir le rebord périphérique 9 et assurer une prise de pince correcte. Cependant, cet ajout de matière engendre un surcoût de chaque flan avec des chutes de matière plus importantes à gérer après détourage de la pièce finale emboutie pour éliminer les parties inutiles que sont le gradin périphérique 10 et le rebord périphérique 9. [0009] La présente invention a pour but de pallier l'inconvénient ci-dessus. [0010] A cet effet, selon l'invention, le procédé d'emboutissage, à partir d'un flan en tôle d'une pièce, telle qu'une pièce de carrosserie de véhicule automobile, pouvant être transférée d'un poste d'emboutissage à un autre d'une presse d'emboutissage par au moins une pince ayant au moins deux mors entre lesquels peut être enserrée au moins une partie d'un rebord périphérique externe de la pièce emboutie et faisant saillie d'un gradin périphérique de cette pièce, est caractérisé en ce qu'il comprend, à un premier poste d'emboutissage, une étape permettant d'emboutir le flan de tôle pour former le gradin et le rebord périphériques et une zone locale de déformation plane amenant la partie du rebord périphérique au niveau de la marche supérieure du gradin pour augmenter la surface de prise de pince. [0011] De préférence, le procédé est caractérisé, lorsque le premier poste d'emboutissage comprend une matrice, un poinçon et un serre-flan entourant le poinçon, par les étapes de retenir par un relief, lorsque le serre-flan est serré contre la matrice, la partie du flan serrée entre le serre-flan et la matrice et de déplacer par glissement la partie du flan entre le serre-flan et la matrice vers le poinçon lors de l'emboutissage du flan par le poinçon pour s'échapper du relief jusqu'à la formation de la zone locale plane de prise de pince. [0012] De préférence, le relief, qui est longiligne, est solidaire du serre-flan, mais peut être solidaire de la matrice, et présente en section transversale une forme sensiblement semi-circulaire s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à un gradin du serre- flan ou de la matrice en étant en retrait de ce gradin qui permet de former le gradin du flan lors de l'emboutissage. [0013] L'invention vise également un poste d'emboutissage pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, du type comprenant une matrice, un poinçon et un serre-flan entourant le poinçon, et qui est caractérisé en ce que le serre-flan ou la matrice dans sa partie située en regard du serre-flan, comprend un relief apte à coopérer avec un creux de forme conjuguée de la matrice ou du serre-flan pour retenir une partie périphérique d'un flan à emboutir lorsque le serre-flan est serré contre la matrice. [0014] De préférence, le relief est longiligne et présente en section transversale une forme sensiblement semi-circulaire. [0015] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective représentant partiellement une presse d'emboutissage de pièces de carrosseries de véhicules automobiles ; - la figure 2 est une vue de dessus d'une partie d'une pince de préhension d'une partie correspondante d'un rebord périphérique d'une pièce emboutie ; - la figure 3 est une vue en perspective agrandie représentant partiellement un rebord périphérique faisant saillie d'un gradin continu de la pièce emboutie ; - la figure 4 est une vue partielle en perspective du serre-flan de l'invention et du poinçon du premier poste d'emboutissage de la presse ; - les figures 5A à 5C sont des vues partielles en coupe dans le plan vertical passant par la ligne A-A de la figure 4 et représentant les étapes d'emboutissage du flan en tôle ; - les figures 6A à 6C sont des vues partielles en coupe verticale passant par la ligne B-B de la figure 4 et représentant les étapes d'emboutissage correspondant respectivement à celles des figures 5A-5C ; - les figures 7A à 7C sont des vues partielles en coupe dans un plan vertical passant par la ligne C-C de la figure 4 et représentant les étapes d'emboutissage correspondant respectivement à celles des figures 5A à 5C ; - la figure 8 est une vue en coupe partielle représentant le transfert par une pince de la pièce emboutie obtenue à la figure 5C surélevée par un élévateur pour la passage de la pince par rapport au serre-flan ; - la figure 9 représente en coupe partielle une variante de réalisation de l'invention de formation de la zone de prise de pince de la pièce emboutie ; - la figure 10 est une vue en perspective représentant une pince en position de saisie de la zone de prise de pince de la pièce emboutie. [0016] On se reportera tout d'abord à la figure 10 qui montre partiellement une pièce 3 ayant été emboutie, à partir d'un flan en tôle 4, à un premier poste d'emboutissage 2 de la presse 1 de la figure 1. [0017] La pièce emboutie 3 comprend notamment le gradin périphérique à angle droit 10 et le rebord périphérique externe 9 faisant saillie du gradin 10 en-dessous de la marche supérieure 10a de ce gradin à partir du bord inférieur de l'épaulement 10b du gradin perpendiculaire à la marche 10a. [0018] Selon l'invention, le procédé d'emboutissage du flan 4 au premier poste d'emboutissage 2 permet non seulement de former le gradin périphérique 10 et le rebord périphérique 9, mais également une zone locale de déformation plane 12 interrompant localement la continuité du gradin 10 et amenant la partie du rebord périphérique 9 au niveau de la marche supérieure 10a du gradin 10 pour augmenter ainsi la largeur I et, par conséquent, la surface de la prise de pince. On garantit de la sorte une largeur augmentée de prise de pince de 15 mm à 20 mm assurant une bonne tenue de la zone locale 12 entre les mors 7 de la pince 6 pour transférer la pièce emboutie 3 au poste d'emboutissage suivant de la presse 1 sans risque de chute de cette pièce. [0019] Ainsi, la zone locale plane 12 située de chaque côté de la pièce emboutie 3 permet d'utiliser des pinces à mors plats et, par conséquent, d'homogénéiser les pinces, c'est-à-dire d'utiliser les mêmes pinces sur tous les postes d'emboutissage de la presse 1. [0020] Le procédé permettant de former la zone locale plane 12 de prise de pince de la pièce emboutie 3 va être décrit en référence aux figures 4, 5A-5C, 6A-6C, 7A-7C et 8. [0021] Le poste d'emboutissage 2 où doit être réalisée la zone locale plane 12 de la pièce emboutie 3 comprend une matrice 14, en creux, épousant la forme extérieure de la pièce à emboutir, un poinçon 16, en relief, épousant la forme intérieure de la pièce en réservant l'épaisseur de la tôle du flan et un serre-flan 18 entourant le poinçon 16, s'appliquant contre le pourtour de la matrice 14 et servant à coincer ou serrer la partie correspondante du flan 4 pendant l'application du poinçon 16. [0022] Le serre-flan 18 comprend notamment un rebord périphérique externe plat 20 adjacent à un gradin périphérique à angle droit 22 destiné à venir en regard lors de l'emboutissage d'une partie périphérique creuse de forme conjuguée 24 de la matrice 14 pour former le gradin 10 de la pièce emboutie 3. Le gradin 22 s'étend jusqu'à l'ouverture interne du serre-flan 18 permettant le passage du poinçon 16. [0023] Le serre-flan 18 comprend en outre une partie surélevée plane 26 réalisée sur une portion de longueur du rebord 20 et un relief longiligne 28 formé en saillie sur la partie surélevée 26 et s'étendant également de part et d'autre de cette dernière. [0024] Le relief 28 s'étend sensiblement parallèlement au gradin 22 du serre-flan 18 en étant en retrait par rapport à ce dernier. [0025] Le relief 28 est destiné à venir en regard, lors de l'emboutissage, d'une partie creuse conjuguée 30 de la matrice 14. [0026] De préférence, le relief 28 présente en section transversale une forme sensiblement semi-circulaire. [0027] Les figures 5A, 6A et 7A représentent une première étape de dépose du flan 4 sur le serre-flan 18 et la matrice 14 est disposée au-dessus du flan 4. [0028] Les figures 5B, 6B et 7B représentent dans la première phase d'emboutissage, le serrage du flan 4 entre la matrice 14 et le serre-flan 18 par rapprochement l'un de l'autre. Cette phase permet de former par emboutissage le gradin périphérique 10 et une partie en relief 4a du flan 4 entre le relief 28 du serre-flan 18 et le creux conjugué 30 de la matrice 14. [0029] Les figures 5C, 6C et 7C représentent l'étape d'emboutissage du flan 4 par déformation de façon plastique de ce flan en déplaçant le poinçon 16 contre le fond de la matrice 14. Lors de cette étape, le flan 4 se déplace par glissement entre la matrice 14 et le serre-flan 18 vers le poinçon 16 et le flan 4 quitte en s'échappant de celui-ci le relief de retenue 28 pour ne laisser que la forme plane constituant la zone 12 de prise de pince comme représenté en figure 5C. [0030] Le relief 28 sert non seulement de retenue du flan, mais assure également le contrôle du flan lors de l'emboutissage au premier poste d'emboutissage de manière à réaliser un gain de matière contrôlé 11 de 15 à 20 mm par zone 12 de prise de pince en plus de la largeurldu rebord 9 (soit une largeur 12 de zone 12) et à garantir la qualité de la pièce finale. [0031] La figure 8 représente l'étape selon laquelle la pièce emboutie 3 est éjectée du serre-flan 18 par exemple par ressort R après avoir descendu le poinçon 16 et retiré la matrice 14 et la pièce emboutie 3 est saisie par la zone locale plane 12 enserrée entre les deux paires de mors plats 7 de la pince de préhension correspondante 6 pour assurer le transfert de la pièce emboutie 3 au poste d'emboutissage suivant de la presse 1. [0032] La figure 9 représente une variante de réalisation selon laquelle le relief de retenue 28 est formé sur la matrice 14 et la partie creuse conjuguée 30 est formée dans le serre-flan 18 pour assurer la retenue et le contrôle du flan 4 lors de l'emboutissage au même poste d'emboutissage comme expliqué en référence aux figures 5B et 5C. Bien entendu, la matrice comporte un gradin coopérant avec un creux conjugué (non représentés) du serre-flan 18 pour former lors de l'emboutissage le gradin 10 de la pièce emboutie 3. [0033] II est à noter que chaque pince 6 peut ne comporter que deux mors 7 respectivement supérieur et inférieur. [0034] L'invention apporte ainsi un gain de matière important de 15 mm à 20 mm au minimum par zone de prise de pince et diminue les coûts de fabrication du flan destiné à former une pièce emboutie notamment de carrosserie d'un véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Procédé d'emboutissage, à partir d'un flan en tôle (4), d'une pièce (3), telle qu'une pièce de carrosserie de véhicule automobile, pouvant être transférée d'un poste d'emboutissage (2) à un autre d'une presse d'emboutissage (1) par au moins une pince (6) ayant au moins deux mors (7) entre lesquels peut être enserrée au moins une partie d'un rebord périphérique externe (9) de la pièce emboutie (3) et faisant saillie d'un gradin périphérique (10) de cette pièce, caractérisé en ce qu'il comprend, à un premier poste d'emboutissage (2), une étape permettant d'emboutir le flan de tôle (4) pour former le gradin et le rebord périphériques (10,9) et une zone locale de déformation plane (12) amenant la partie du rebord périphérique (9) au niveau de la marche supérieure (10a) du gradin (10) pour augmenter la surface de prise de pince. 2. Procédé selon la revendication 1, où le premier poste d'emboutissage (2) comprend une matrice (14), un poinçon (16) et un serre-flan (18) entourant le poinçon (16), caractérisé par les étapes de retenir par un relief (28), lorsque le serre-flan (18) est serré contre la matrice (14), la partie du flan (4) serrée entre le serre-flan (18) et la matrice (14) et de déplacer par glissement la partie du flan (4) entre le serre-flan (18) et la matrice (14) vers le poinçon (16) lors de l'emboutissage du flan (4) par le poinçon (16) pour s'échapper du relief (28) jusqu'à la formation de la zone locale plane (12) de prise de pince. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le relief (28), qui est longiligne, est solidaire du serre-flan (18) ou de la matrice (14), présente en section transversale une forme sensiblement semi-circulaire et s'étend suivant une direction sensiblement parallèle à un gradin (22) du serre-flan (18) ou de la matrice (14) en étant en retrait de ce gradin permettant de former le gradin (10) du flan (4) lors de l'emboutissage. 4. Poste d'emboutissage (2) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une matrice (14), un poinçon (16) et un serre-flan (18) entourant le poinçon (16), caractérisé en ce que le serre-flan (18) ou la matrice (14) dans sa partie située en regard du serre-flan (18), comprend un relief (28) apte à coopérer avec un creux de forme conjuguée (30) de la matrice (14) ou du serre-flan (18) pour retenir une partie périphérique d'un flan à emboutir (4) lorsque le serre-flan (18) est serré contre la matrice (14). . Poste d'emboutissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le relief (28) est longiligne et présente en section transversale une forme sensiblement semi-circulaire.