Brevet FR3021883A1 — publié le 20151211

LAME DE TOMBAGE AVEC PASSAGE POUR POINCON L'invention a trait au domaine de l'emboutissage, notamment de pièces de carrosserie de véhicule automobile. Plus particulièrement l'invention a trait à un outillage et un procédé de mise à forme d'un embouti. Un embouti est une pièce métallique en cours ou en fin de fabrication, en tôle de faible épaisseur, obtenue par emboutissage. La figure 1 est une vue d'un embouti 2 après une mise à forme initiale par emboutissage lui donnant ses formes principales. Après une telle mise à forme, plusieurs reprises peuvent être nécessaires pour les mises à forme de finition. Les reprises peuvent inclure entre autre un détourage du contour de l'embouti, un pliage de bords de fixation et/ou un poinçonnage d'orifices de fixation y compris sur les bords pliés, ces reprises peuvent se dérouler en plusieurs étapes successives après l'étape initiale. Une carrosserie de véhicule automobile peut être en aluminium ce qui permet la réalisation de véhicules automobiles plus légers. Or, le détourage d'une pièce en aluminium génère classiquement des contraintes de par la nature du métal à couper et/ou arracher ; par exemple, des copeaux d'aluminium produits sont difficiles à extraire de l'outillage. Un détourage peut ainsi se voir facilité par une mise en oeuvre progressive par plusieurs outillages ce qui en revanche augmente sensiblement les investissements. Le document de brevet JP 4 998 332 B2 divulgue un outillage d'emboutissage apte à réaliser un poinçonnage et un pliage d'une portion d'un bord d'un embouti. L'enseignement est intéressant en ce que ces deux opérations sont réalisées lors d'une unique passe d'emboutissage. L'enseignement se limite en revanche à un poinçonnage d'un bord d'embouti préalablement mis à forme, il n'est pas applicable pour une réduction du nombre de passes d'emboutissage. L'invention a pour objectif de proposer une solution pour la réalisation d'un embouti de véhicule automobile, notamment un embouti en aluminium. Plus particulièrement l'invention a pour objectif de proposer une solution pour la réalisation d'un tel 30 embouti de manière plus économique. L'invention a pour objet un outillage de mise à forme d'embouti, notamment de carrosserie de véhicule automobile, comprenant : une matrice destinée à recevoir l'embouti ; un presseur apte à presser l'embouti contre la matrice ; une lame de tombage apte à plier un bord de l'embouti contre un bord de la matrice ; remarquable en ce qu'il comprend, en outre, au moins un poinçon apte à traverser un passage dans la lame de tombage et un passage dans le bord de la matrice pour réaliser au moins un orifice dans le bord de l'embouti ; des moyens de déplacement dudit ou desdits poinçon(s) vers le bord de l'embouti lorsque la lame de tombage a plié ledit bord. Par tombage on entend la mise à forme par pliage d'un bord de l'embouti, ce pliage étant réalisé par le déplacement d'un outil, pouvant prendre la forme d'une lame, dans une direction généralement transversale au plan moyen de l'embouti et le long d'un bord d'une surface d'appui de l'embouti. Cette surface d'appui peut être celle d'une matrice. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de déplacement sont configurés pour rapprocher le ou les poinçon(s) du bord de la matrice lorsque la lame de tombage est en cours de tombage du bord de l'embouti. Selon un mode avantageux de l'invention, le ou les passage(s) dans le bord de la matrice est/sont configuré(s) pour permettre l'éjection des chutes produites par le poinçonnage du ou des orifice(s). Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage comprend, en outre : un premier bâti, préférentiellement inférieur, supportant la matrice ; un deuxième bâti, préférentiellement supérieur, supportant le presseur de manière coulissante, les premier et deuxième bâtis étant mobiles l'un par rapport à l'autre ; un support de la lame de tombage, monté mobile sur le deuxième bâti ; un coulisseau supportant le ou au moins un des poinçons et coulissant par rapport aux premier et deuxième bâtis. Selon un mode avantageux de l'invention, le coulisseau comprend une première face de coulissement avec le premier bâti, une deuxième face de coulissement avec le deuxième bâti, le poinçon s'étendant suivant une direction principale parallèle à ladite première face de coulissement, la deuxième face de coulissement étant orientée de manière à provoquer le déplacement du coulisseau vers la matrice lors du rapprochement des bâtis. Selon un mode avantageux de l'invention, la première face de glissement du coulisseau forme un angle avec un plan horizontal compris entre 0° et 30°, préférentiellement entre 0° et 5°. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage comprend un ou plusieurs ressort(s) entre le support de la lame de tombage et le deuxième bâti, la lame de tombage comprenant au moins une butée destinée à coopérer avec le premier bâti pour arrêter le mouvement de ladite lame par rapport à la matrice en fin de tombage, le mouvement de rapprochement des bâtis après ledit arrêt pouvant continuer par déformation du ou desdits ressort(s). La ou les butée(s) peut/peuvent coopérer directement avec le premier bâti ou indirectement via la matrice. Selon un mode avantageux de l'invention, le presseur est relié au deuxième bâti par un ou plusieurs ressort(s), le pressage de l'embouti étant réalisé par déformation du ou desdits ressort(s) avant le tombage du bord de l'embouti. Selon un mode avantageux de l'invention, la lame de tombage forme un angle de manière à réaliser le tombage de deux bords adjacents de l'embouti, ledit angle étant compris entre 30° et 120°, préférentiellemententre 80° et 100°. Selon un mode avantageux de l'invention, le tombage réalisé par ledit outillage est un pliage par laminage du bord de l'embouti, ledit laminage étant destiné à réaliser une légère réduction de l'épaisseur dudit bord. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage comprend un nombre de poinçons aptes à coopérer avec la lame de tombage compris entre 1 et 8. L'invention a également pour objet un procédé d'emboutissage, notamment de carrosserie de véhicule automobile, remarquable en ce qu'il comprend l'usage d'un outillage conforme à l'invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) tombage d'au moins un bord de l'embouti ; et b) poinçonnage d'au moins un orifice dans au moins ledit bord. Les étapes a) et b) sont réalisées dans une même passe de mise à forme, plus particulièrement dans un même mouvement de rapprochement des premier et deuxième bâtis. Selon un mode avantageux de l'invention, le rayon de courbure du bord de l'embouti 5 tombé à l'étape a) du procédé a une valeur comprise entre 1mm et 5mm, préférentiellement entre 2mm et 4mm. Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape a) comprend le tombage d'un deuxième bord adjacent au bord destiné à être poinçonné. Selon un mode avantageux de l'invention, le bord tombé de l'embouti et le deuxième 10 bord adjacent tombé forment chacun un même rayon de courbure. Selon un mode avantageux de l'invention, l'embouti est en aluminium. Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape a) du procédé est précédée d'une étape de découpe du contour du bord de l'embouti. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent la réalisation 15 d'un embouti avec un bord tombé et comprenant un ou plusieurs orifices, le tombage et le poinçonnage correspondant étant effectués lors d'une unique passe d'emboutissage. La fabrication d'un embouti, notamment d'un embouti en aluminium, est ainsi facilitée avec un tel outillage. En effet, la gamme d'emboutissage, qui requiert généralement plusieurs reprises sur des outillages 20 différents, est simplifiée et le coût de réalisation de l'embouti est réduit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue de face d'un embouti de véhicule automobile au stade initial d'emboutissage ; 25 - La figure 2 est une vue en perspective de l'embouti au stade final d'emboutissage ; - La figure 3 est une vue de face de l'embouti des figures 1 et 2 à un stade intermédiaire de fabrication ; - La figure 4 est une vue en coupe d'un outillage d'emboutissage conforme à l'invention, l'outillage étant représenté en phase de réception d'un embouti ; - La figure 5 est une vue en coupe de l'outillage de la figure 4, en phase de pressage de l'embouti ; - La figure 6 est une vue en coupe de l'outillage de la figure 4, en phase de tombage d'un bord de l'embouti ; - La figure 7 est une vue en coupe de l'outillage de la figure 4, en phase de poinçonnage d'un orifice du bord tombé ; La figure 1 a été décrite précédemment en relation avec la discussion de l'état de la technique. En l'occurrence, l'embouti 2 présenté est en aluminium. On peut observer les pointillés sur l'image, ils représentent l'ensemble des lignes de découpe pouvant être réalisées dans un tel embouti 2 afin d'en détourer le contour. La figure 2 est une vue de l'embouti 2 en phase finale de fabrication, il comprend en l'occurrence un bord avant 4 de fixation à la caisse du véhicule, ce bord avant 4 comprenant un ou plusieurs orifices 6 de fixation et/ou de centrage. D'autres orifices 8 généralement de fixation peuvent être réalisés sur d'autres portions du contour de l'embouti. L'embouti 2 en question est en l'occurrence une aile avant de véhicule automobile dont on peut observer le contour de roue 10 arrondi. L'embouti 2 comprend également au moins un bord 12 tombé mais non perforé, ce bord 12 étant sensiblement fin et destiné à rigidifier l'embouti 2, il peut aussi être réalisé pour un effet de style. En l'occurrence, l'embouti 2 en question comprend plusieurs bords tombés et perforés 4 ainsi que plusieurs bords fins 12, un bord tombé et perforé 4 étant en l'occurrence adjacent à un bord fin 12. Un tel embouti 2 est obtenu par passes successives d'emboutissage, 3 à 4 passes pouvant être réalisées pour un embouti en aluminium. La figure 3 illustre l'embouti 2 à un stade intermédiaire de fabrication. L'embouti 2 est partiellement détouré, un détourage supplémentaire devant être ultérieurement réalisé de manière à ce que la totalité de la périphérie de l'embouti soit découpée. Plus précisément, on peut voir des flans 14 d'embouti 2 à découper, ils sont illustrés par des traits interrompus. Le procédé conforme à l'invention comprend les étapes suivantes : a) tombage d'au moins un bord de l'embouti, ce ou ces bord(s) d'embouti pouvant être un bord 4 et/ou un bord fin 12; b) poinçonnage d'un ou plusieurs orifice(s) dans le ou les bord(s) tombé(s) 4, ces deux étapes étant réalisées dans une même passe de mise à forme par emboutissage. Le procédé peut être mis en oeuvre au stade de détourage partiel présenté sur cette image. Dans un mode préféré de réalisation, le procédé conforme à l'invention est destiné à être mis en oeuvre à l'issue du détourage complet de l'embouti 2. Le bord avant 4 de l'embouti 2 peut être tombé puis perforé dans une même passe avec le bord fin 12 qui lui est adjacent. Cette mesure de l'invention est avantageuse en ce qu'elle évite une reprise d'emboutissage et/ou un risque de générer des défauts qualité. Les figures 4 à 7 sont des vues en coupe d'un outillage 16 de mise à forme d'embouti 2, notamment de carrosserie de véhicule automobile, conforme à l'invention. Ces figures représentent différentes phases du procédé, celui-ci étant conforme à l'invention et mis en oeuvre par l'outillage 16. La figure 4 est une vue en coupe de l'outillage 16 de mise à forme par emboutissage, l'embouti 2 étant présenté dans l'outillage 16 en attente de l'emboutissage. L'outillage 16 comprend une matrice 18 destinée à recevoir l'embouti 2 et un presseur 20 apte à presser l'embouti 2 contre la matrice 18. L'outillage 16 comprend, en outre, un premier bâti 22 qui peut être un bâti inférieur, un deuxième bâti 24 qui peut être un bâti supérieur, les premier 22 et deuxième 24 bâtis étant mobiles l'un par rapport à l'autre, le premier bâti 22 supportant la matrice 18, le deuxième bâti 24 supportant le presseur 20 de manière coulissante. Précisément, le presseur 20 est apte à se déplacer par rapport au bâti 24 le long de coussinets (non représentés). Un tel outillage 16 est monté dans une presse d'emboutissage (non représentée) l'un 22 des deux bâtis 22 et 24 étant généralement fixe et le deuxième 24 mobile. C'est en l'occurrence un mode d'agencement possible pour l'outillage 16 en question apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Les deux étapes a) et b) vues plus haut sont réalisées, en particulier, par un mouvement de rapprochement des premier et deuxième bâtis 22 et 24, en l'occurrence par le déplacement du deuxième bâti 24. L'outillage 16 comprend aussi au moins une lame de tombage 26 avec un support 28 de la lame de tombage 26 qui est monté mobile sur le deuxième bâti 24, l'outillage 16 comprend enfin au moins un poinçon 30 et un coulisseau 32 supportant le ou les poinçon(s) 30 et coulissant par rapport au premier 22 et au deuxième bâti 24. On peut voir le bord 4 de l'embouti 2 dépassant sur la gauche de la matrice 18, il est destiné à être tombé sur le bord 36 de la matrice 18 puis à être poinçonné. La figure 5 est une vue en coupe de l'outillage 16 de mise à forme par emboutissage conforme à l'invention, le presseur 20 pressant l'embouti 2 contre la matrice 18. Le presseur 20 est relié au deuxième bâti 24 par un ou plusieurs ressort(s) 38, le pressage de l'embouti 2 étant réalisé par déformation du ou desdits ressort(s) 38, avant le tombage du bord 4 de l'embouti 2. Dans un mode préféré de réalisation, le pressage de l'embouti 2 est réalisé par la descente du deuxième bâti 24. On peut voir que dans le même déplacement la lame de tombage 26 est également approchée du bord 4 de l'embouti 2 destiné à être tombé. On peut également observer que le deuxième bâti 24 comprend une paroi 40 destiné à entrer en contact avec le coulisseau 32, en vue du déplacement de ce dernier vers le bord 4 de l'embouti 2 lorsque la lame de tombage 26 a tombé ledit bord 4. Dans un mode préféré de l'invention, les moyens destinés à mettre en oeuvre le déplacement du coulisseau 32 peuvent être configurés pour le rapprochement du ou des poinçon(s) 30 du bord 36 de la matrice 18 lorsque la lame de tombage 26 est en cours de tombage du bord 4 de l'embouti 2. Dans un mode préféré de l'invention, le coulisseau 32 comprend une première face 42 de coulissement avec le premier bâti 22, une deuxième face 44 de coulissement avec le deuxième bâti 24, et le ou les poinçon(s) 30 s'étend/s'étendent dans une direction principale parallèle à ladite première face 42 de coulissement ; la deuxième face de coulissement 44 est orientée de manière à provoquer le déplacement du coulisseau 32 vers la matrice 18 lors du rapprochement des bâtis 22 et 24. Dans un mode préféré de l'invention, le déplacement du coulisseau 32 est engagé dès le démarrage du tombage ; dans un autre mode de réalisation, il peut être engagé légèrement avant ou légèrement après le démarrage du tombage. La figure 6 est une vue en coupe de l'outillage 16 de mise à forme par emboutissage conforme à l'invention, il est présenté en phase de tombage d'un bord 4 de l'embouti 2. A cette phase de mise à forme, la lame de tombage 26 est apte à tomber le bord 4 de l'embouti 2 contre le bord 36 de la matrice 18. Par tombage on entend la signification suivante : « mise à forme par pliage d'un bord de l'embouti, ce pliage étant réalisé par le déplacement d'un outil, pouvant prendre la forme d'une lame, dans une direction généralement transversale au plan moyen de l'embouti et le long d'un bord d'une surface d'appui de l'embouti ». Dans un mode particulier de réalisation, la « lame » en question est la lame de tombage 26, le « bord » est le bord 36 de la matrice et la « surface d'appui » est celle de la matrice 18 vis-à-vis de l'embouti 2. Le bord 36 est en l'occurrence orienté dans une direction verticale qui est celle de rapprochement des bâtis 22 et 24. Le tombage réalisé peut être un pliage par laminage du bord 4 de l'embouti 2, le laminage étant destiné à réaliser une légère réduction de l'épaisseur dudit bord 4, la déformation engendrée étant plastique ; le laminage consiste précisément à déformer progressivement le bord 4 de l'embouti 2 contre le bord 36 de la matrice 18. L'outillage 16 comprend un ou plusieurs ressort(s) 46 entre le support 28 de la lame de tombage 26 et le deuxième bâti 24, ce ou ces ressort(s) 46 a/ont une raideur suffisante pour ne pas se déformer lors du tombage. Ce n'est qu'en fin de tombage, que le ou les ressort(s) 46 est/sont apte(s) à se déformer de façon à ce que le rapprochement des deux bâtis 22 et 24 puissent continuer en vue du poinçonnage. Plus précisément, la lame de tombage 26 comprend au moins une butée (non représentée) destinée à coopérer avec le premier bâti 22 pour arrêter le mouvement de la lame de tombage 26 par rapport à la matrice 18, et ce en fin de tombage. Dans un mode de réalisation particulier, la ou les butée(s) peut/peuvent coopérer avec le premier bâti 22 via la matrice 18. Le rayon de courbure 48 du bord 4 de l'embouti 2 tombé à l'étape a) du procédé, au niveau de la ligne de pliage, peut avoir une valeur comprise entre 1mm et 5mm, il peut également avoir une valeur comprise entre 2mm et 4mm. Par ailleurs, dans un mode particulier de réalisation, la lame de tombage 26 peut former un angle de manière à réaliser le tombage d'un deuxième bord, tel un bord « fin » (voir référence 12 de la figure 2), adjacent au bord 4 de l'embouti 2 vu plus haut. L'angle de la lame de tombage 26 peut être d'une valeur comprise entre 30° et 120°, il peut être d'une valeur comprise entre 80° et 100°. Les deux bords tombés adjacents 4 et 12 peuvent en outre former un même rayon de courbure 48 au niveau de la ligne de pliage. On peut observer, comme illustré sur l'image, que la lame de tombage 26 et la matrice 18 comprennent respectivement un ou plusieurs passage(s) 50 et un ou plusieurs passage(s) 52, respectivement, le ou les passage(s) 50 se trouvant en alignement avec le ou les passage(s) 52 correspondant(s) après le tombage. Le ou les passage(s) 50 de la lame de tombage 26 et le ou les passage(s) 52 correspondant(s) de la matrice sont aptes à recevoir le ou les poinçon(s) 30 destinés à la réalisation d'un ou plusieurs orifice(s) dans le bord tombé 4. On peut également observer qu'en fin de tombage, le coulisseau 32 est en position approchée de la lame de tombage 26. La figure 7 est une vue en coupe de l'outillage 16 de mise à forme par emboutissage conforme à l'invention. Il est présenté en phase de poinçonnage d'un ou plusieurs orifice(s) 6 dans le bord 4 de l'embouti 2 préalablement tombé comme vu à la figure précédente. Le ou les poinçon(s) 30 de l'outillage 16 est/sont apte(s) à traverser le ou les passage(s) 50 dans la lame de tombage 26 ainsi que le ou les passage(s) 52 dans le bord 36 de la matrice 18 de façon à réaliser un ou plusieurs orifice(s) 6 dans le bord 4 de l'embouti 2. La lame de tombage 26 est fixe en butée lors de ce poinçonnage, le mouvement du coulisseau 32 continuant par le rapprochement des deux bâtis 22 et 24 ; en particulier le rapprochement est réalisé par la descente du deuxième bâti 24 agissant sur la déformation du ou des ressort(s) 46 du support 28 de la lame de tombage 26. L'outillage 16 peut comprendre un nombre de poinçons 30, aptes à coopérer avec la lame de tombage 26, qui soit compris entre 1 et 8. Le ou les passage(s) 52 au travers du bord 36 de la matrice 18 est/sont aussi configuré(s) pour permettre l'éjection des chutes produites par le poinçonnage du ou des orifice(s) 6. On peut remarquer une inclinaison par rapport à l'horizontal du ou des passage(s) 52 au travers du bord 36 de la matrice 18 ce qui facilite l'éjection des chutes. On peut aussi remarquer une légère inclinaison du ou des poinçon(s) 30, ce mode de réalisation ne limitant pas d'autres modes de réalisation dans lesquels le ou les poinçon(s) 30 ainsi que la première face 42 de glissement du coulisseau 32 peuvent former un angle compris entre 0° et 30° ave un plan horizontal, ils peuvent dans un mode particulier de réalisation former un angle compris entre 0° et 5°. REVENDICATIONS1. Outillage (16) de mise à forme d'embouti (2), notamment de carrosserie de véhicule automobile, comprenant : - une matrice (18) destinée à recevoir l'embouti (2) ; - un presseur (20) apte à presser l'embouti (2) contre la matrice (18) ; - une lame de tombage (26) apte à plier un bord (4) de l'embouti (2) contre un bord (36) de la matrice (18) ; caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : - au moins un poinçon (30) apte à traverser un passage (50) dans la lame de tombage (26) et un passage (52) dans le bord (36) de la matrice (18) pour réaliser au moins un orifice (6) dans le bord (4) de l'embouti (2) ; - des moyens de déplacement (32) dudit ou desdits poinçon(s) (30) vers le bord (4) de l'embouti (2) lorsque la lame de tombage (26) a plié ledit bord (4). 2. Outillage (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : - un premier bâti (22), préférentiellement inférieur, supportant la matrice (18) ; - un deuxième bâti (24), préférentiellement supérieur, supportant le presseur (20) de manière coulissante, les premier (22) et deuxième (24) bâtis étant mobiles l'un par rapport à l'autre ; - un support (28) de la lame de tombage (26), monté mobile sur le deuxième bâti (24) ; - un coulisseau (32) supportant le ou au moins un des poinçons (30) et coulissant par rapport aux premier (22) et deuxième (24) bâtis. 3. Outillage (16) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coulisseau (32) comprend une première face (42) de coulissement avec le premier bâti (22), une deuxième face (44) de coulissement avec le deuxième bâti (24), le poinçon (30) s'étendant suivant une direction principale parallèle à ladite première face (42) de coulissement, la deuxième face (44) de coulissement étant orientée de manière à provoquer le déplacement du coulisseau (32) vers la matrice (18) lors du rapprochement des bâtis (22, 24). 4. Outillage (16) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs ressort(s) (46) entre le support (28) de la lame de tombage (26) et le deuxième bâti (24), la lame de tombage (26) comprenant au moins une butée destinée à coopérer avec le premier bâti (22) pour arrêter le mouvement de ladite lame (26) par rapport à la matrice (18) en fin de tombage, le mouvement de rapprochement des bâtis (22, 24) après ledit arrêt pouvant continuer par déformation du ou desdits ressort(s) (46). 5. Outillage (16) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le presseur (20) est relié au deuxième bâti (24) par un ou plusieurs ressort(s) (38), le pressage de l'embouti (2) étant réalisé par déformation du ou desdits ressort(s) (38) avant le tombage du bord (4) de l'embouti (2). 6. Outillage (16) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lame de tombage (26) forme un angle de manière à réaliser le tombage de deux bords adjacents (4, 12) de l'embouti (2), ledit angle étant d'une valeur comprise entre 30° et 120°, préférentiellement ente 80° et 100°. 7. Outillage (16) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tombage réalisé par ledit outillage (16) est un pliage par laminage du bord (4) de l'embouti (2), ledit laminage étant destiné à réaliser une légère réduction de l'épaisseur dudit bord (4). 8. Procédé d'emboutissage, notamment de carrosserie de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend l'usage d'un outillage (16) selon l'une des revendications 1 à 7, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) tombage d'au moins un bord (4) de l'embouti (2) ; et b) poinçonnage d'au moins un orifice (6) dans au moins ledit bord (4). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape a) comprend le tombage d'un deuxième bord (12) adjacent au bord (4) destiné à être poinçonné. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'embouti (2) est en aluminium.