Brevet FR3062328A1 — publié le 20180803

PROCEDE DE REGLAGE DE LA POSITION D'UN PORTE-POINÇON SUR UN OUTIL D'EMBOUTISSAGE PAR UTILISATION DE GOUPILLES DEFORMABLES L'invention se situe dans le domaine de la réalisation d'outils d'emboutissage de pièces de carrosserie automobile. En particulier l'invention concerne les procédés de réglage de position d'un poinçon d'outil d'emboutissage. Le secteur automobile emploie nombre de pièces perforées qui sont fabriquées par emboutissage au moyen de poinçons perforants. Le procédé de production de ces pièces est mis en oeuvre au moyen d'une presse qui est équipée d'un outil d'emboutissage. Celui-ci présente au moins un poinçon solidaire d'un bâti supérieur mobile et une matrice solidaire d'un bâti inférieur fixe. Lors du fonctionnement, le poinçon pénètre dans la matrice et perfore la tôle. Le poinçon est fixé au bâti supérieur à l'aide d'un porte-poinçon qui assure également son positionnement par rapport à la matrice. Le bon positionnement de ces poinçons perforants est important pour éviter d'avoir à effectuer ensuite des reprises sur chacune des 15 pièces produites. La mise au point de la machine d'emboutissage, comprend le réglage de la position du ou des porte-poinçons se situant sur la partie supérieure par rapport au(x) trou(s) présenté(s) dans la matrice ou partie inférieure. La matrice est en effet fixe et sert de référence. Les porte-poinçons sont par exemple fixés par deux vis et sont centrés et maintenus en position par deux goupilles. 20 Le réglage en position est une opération délicate, nécessitant beaucoup de temps du fait de la précision demandée qui est de l'ordre du centième de millimètre. La précision est obtenue par le positionnement préalable du porte-poinçon sur le bâti supérieur qui va placer le poinçon en vis-à-vis d'un trou correspondant réalisé dans la matrice. Lorsqu'il est inséré dans la matrice, le poinçon doit respecter un certain jeu périmétrique le séparant de la 25 matrice, au risque sinon de générer des arrachements de matière, ou bavures, sur les pièces produites. Le réglage est effectué en fermant la matrice et en contrôlant le positionnement du poinçon. Ce réglage nécessite plusieurs opérations et des manipulations complexes. Par ailleurs, il est important de pouvoir ensuite fixer la position du poinçon sans risquer de modifier l'ajustement de sa position au risque sinon de devoir recommencer l'opération. 30 Aussi il est recherché des solutions fiables pour diminuer le temps nécessaire pour effectuer ces opérations de réglage. Des dispositifs d'ajustement et de positionnement sont connus de l'art antérieur. Ainsi le document US3336653 décrit un dispositif de positionnement et d'ajustement d'un outil sur un bâti de machine. Le positionnement est réalisé par l'intermédiaire d'un disque ou douille 35 ayant une réception de broche d'ouverture qui la traverse. La douille est retenue dans la 3062328 2 cavité au moyen de deux vis traversant des trous taraudés dans la douille. La bague flottante se déplace à l'intérieur de la cavité dans la mesure permise par l'espace annulaire et peut être verrouillée dans la position souhaitée à l'aide des vis. Un dispositif à bague flottante est cependant complexe, et il serait intéressant de pouvoir mettre en oeuvre un système et un 5 procédé plus simple. Le document US3122048 concerne un système d'ajustement de la position d'une lame de découpe. Le système se compose d'un centreur disposant de plusieurs portions cylindriques excentriques. Pour déplacer la lame, il suffit de faire pivoter ce centreur. Le document US5181304 concerne un dispositif d'alignement ajustable d'un outil sur bâti de machine. Le système d'alignement comporte une platine pourvue de moyens d'ancrage dont la position est ajustable par rapport à l'outil. Les solutions proposées sont intéressantes mais il reste un besoin de simplification des procédés et des systèmes mis en oeuvre avec pour objectif une économie du temps de réglage des machines d'emboutissage et des coûts associés aux outils de production. L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des problèmes rencontrés par l'art antérieur en proposant un nouveau procédé de réglage d'une machine d'emboutissage mettant en oeuvre des goupilles provisoires de pré-centrage déformables. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de réglage de la position d'un poinçon sur un outil d'emboutissage, l'outil d'emboutissage comprenant un bâti inférieur et un bâti supérieur, le poinçon étant porté par un porte-poinçon, le procédé étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) perçage des trous destinés à recevoir au moins une vis de fixation et au moins une goupille provisoire de pré-centrage dans le porte-poinçon et dans le bâti supérieur; b) montage du porte-poinçon sur le bâti supérieur à l'aide de la ou des goupilles provisoires ; c) fixation du porte-poinçons au moyen de la ou des vis et ajustement de la position du porte-poinçon par déplacement latéral générant une déformation de la ou des goupilles provisoires ; d) élargissement du diamètre du ou des trous de goupille par perçage au diamètre définitif ; et e) mise en place d'au moins une goupille définitive pour le maintien de la position du porte-poinçon. 3062328 3 Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention est remarquable en ce qu'elle emploie des goupilles provisoires en un matériau déformable ce qui permet un ajustement du positionnement du ou des porte-poinçons en deux temps. Dans un premier temps lors de la fixation des vis en jouant sur le jeu montré entre les 5 goupilles et les trous du ou des porte-poinçons dans lesquelles elles sont insérées. Dans un second temps en jouant sur le jeu présenté entre les vis et les trous dans lesquelles les vis sont insérées. Ceci est rendu possible par la déformation desdites goupilles provisoires et par leur remplacement ultérieur par des goupilles définitives destinées à fixer la position des vis. 10 Préférentiellement, l'étape a) comprend le perçage d'au moins trois trous non alignés ; au moins un trou étant destiné à recevoir une vis et au moins un trou étant destiné à recevoir une goupille provisoire. Selon une mise en oeuvre préférée, le diamètre du ou des trous de goupille percés dans le bâti supérieur à l'étape a) et destinés à recevoir les goupilles provisoires est inférieur au 15 diamètre des goupilles définitives destinées à maintenir la position du porte-poinçon. De préférence, le diamètre du ou des trous de goupille percés dans le porte-poinçon à l'étape a) est inférieur au diamètre des goupilles définitives destinées à maintenir la position du porte-poinçon. Avantageusement, le procédé met en oeuvre un réglage de la position du poinçon par 20 l'intermédiaire de deux goupilles provisoires de pré-centrage et la fixation du porte-poinçon par l'intermédiaire de deux vis de fixation et l'étape a) de perçage est réalisé de sorte à ce que l'axe reliant les deux trous destinés à recevoir les vis de fixation montre un angle aigu non droit avec l'axe reliant les trous destinés à recevoir les goupilles. Cette disposition offre une possibilité de réglage très fin de la position du poinçon. 25 De préférence, dans l'étape d) de perçage, le perçage est effectué au travers de la goupille provisoire. L'invention est remarquable selon un deuxième aspect, en ce que les goupilles provisoires ne sont pas extraites, mais restent en place lors du perçage des trous destinés à recevoir les goupilles définitives. Cet aspect de l'invention est avantageux en ce qu'il élimine les risques de déplacement du ou des porte-poinçons engendrés par les forces mises en 30 oeuvre par une telle extraction. Le perçage des trous de goupille au diamètre définitif permet une modification du diamètre des trous de goupille percés préalablement pour recevoir les goupilles provisoires. 3062328 4 De préférence, les goupilles provisoires sont des goupilles étagées en ce qu'elles se présentent en deux parties successives selon leur longueur et en ce qu'une des parties présente un diamètre inférieur à celui montré par l'autre partie. De préférence encore, les goupilles provisoires sont constituées en un matériau moins rigide 5 que le matériau dont sont constituées les vis de fixation, de préférence les goupilles provisoires sont en aluminium. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, l'opération d'ajustement se fait par déplacement du porte-poinçon fixé au bâti supérieur, le porte-poinçon se déplaçant au maximum d'une distance correspondant au jeu entre les vis de fixation et les trous dans 10 lesquels sont insérées lesdites vis de fixation. Enfin, l'invention concerne l'utilisation de goupilles étagées en aluminium en tant que goupilles provisoires dans un procédé de réglage de la position d'un poinçon sur un outil d'emboutissage tel que défini ci-dessus. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la 15 lecture de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : la figure 1 montre un porte-poinçon selon l'invention en position sur le bâti supérieur la figure 2 montre une goupille étagée selon l'invention la figure 3 illustre l'étape de mise en place d'une goupille provisoire pour le pré- 20 centrage du porte-poinçon. L'invention sera décrite en relation avec un seul porte-poinçon et une seule goupille, mais sera adaptée sans peine par l'homme du métier à un procédé et à des outils impliquant le centrage d'un porte-poinçon au moyen de deux goupilles ou plus, et/ou aux outils d'emboutissage présentant une pluralité de porte-poinçons. 25 On se référera en premier lieu à la figure 1 représentant le bâti supérieur 1 d'un outil d'emboutissage, sur lequel est placé un porte-poinçon 3 comprenant un poinçon 5. Le porte-poinçon 3 présente deux trous 7 destinés à recevoir des vis de fixation. Les porte-poinçons sont disposés de sorte à ce que le ou les poinçons qu'ils portent soient disposés en regard de trous correspondant dans la matrice. Le porte-poinçon 3 comprend également au moins 30 un trou 9 de goupille pour y insérer des goupilles de centrage du porte-poinçon 3. Sur l'exemple illustré, le porte-poinçon comprend deux trous 9 de goupille. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le porte-poinçon est fixé par au moins deux vis de fixation et au moins une goupille, et la ou les goupilles ne sont pas alignées avec l'axe reliant au moins deux vis de fixation. De préférence, le porte-poinçon 3 est destiné à être fixé au bâti 3062328 5 supérieur 1 en au moins trois points non-alignés dont au moins un point est un point de fixation mettant en oeuvre une goupille. Cet arrangement permet une fixation isostatique du porte-poinçon 3. Dans notre exemple, le porte-poinçon 3 est situé sur le bâti supérieur 1 et la matrice est 5 portée par la partie inférieure. La matrice est fixe et sert de référence. Le jeu de découpe entre la matrice et le porte-poinçon est très faible, moins de 0.05 mm. La précision des machines d'usinage étant supérieure à ce jeu, il est nécessaire d'ajuster au mieux le positionnement du porte-poinçon 3 pour éviter les arrachements de matière formant des « bavures » lors de la mise en oeuvre du procédé d'emboutissage. 10 Le procédé selon l'invention permet un réglage de la position d'un poinçon l'outil d'emboutissage comprenant un bâti inférieur et un bâti supérieur 1, le poinçon 5 étant porté par un porte-poinçon 3 dans un outil d'emboutissage, le procédé étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) perçage des trous (7,9) destinés à recevoir au moins vis de fixation et au moins 15 une goupille provisoire de pré-centrage 11 dans le porte-poinçon 3 et dans le bâti supérieur 1 ; b) montage du porte-poinçon sur le bâti supérieur à l'aide de la ou des goupilles provisoires ; c) fixation du porte-poinçon au moyen de la ou des vis et ajustement de la position 20 du porte-poinçon par déplacement latéral générant une déformation des goupilles provisoires ; d) élargissement du diamètre du ou des trous de goupille par perçage au diamètre définitif ; et e) mise en place d'au moins une goupille définitive pour le maintien de la position 25 du porte-poinçon 3. Dans une première étape du procédé de réglage de la position d'un poinçon selon l'invention, (ou étape a)), on perce les trous (7, 9) destinés à recevoir les goupilles provisoires dites de pré-centrage et les vis de fixation sur le porte-poinçon 3 et sur le bâti supérieur 1. De préférence, comme vu plus haut, l'étape a) comprend le perçage d'au moins 30 trois trous non alignés (7, 9), et au moins un trou 7 est destiné à recevoir une vis et au moins un trou 9 est destiné à recevoir une goupille. De préférence encore, lorsque le réglage de la position du porte-poinçon 3 (et donc du poinçon 5) se fait par l'intermédiaire de deux goupilles et sa fixation par l'intermédiaire de deux vis, l'axe reliant les deux vis montre un angle aigu non droit avec l'axe reliant les deux goupilles. 3062328 6 On notera que les trous réalisés sur le bâti supérieur 1 destinés à recevoir les goupilles provisoires de pré-centrage présentent un diamètre inférieur à celui présenté par les goupilles définitives, et de préférence un diamètre inférieur à celui montré par le trou traversant 9 montré par le porte-poinçon 3 et destinés à recevoir lesdites goupilles. Le 5 diamètre des trous de goupille 9 percés dans le porte-poinçon 3 est également inférieur au diamètre des goupilles définitives destinées à maintenir la position du porte-poinçon 3. Lorsque l'invention met en oeuvre des goupilles provisoires étagées 11 (représentées en figure 2) le diamètre des trous de goupilles percés dans le bâti supérieur 1 est inférieur au diamètre des trous de goupille percés dans le porte-poinçon 3. Dans une deuxième étape ou étape b) illustrée en figure 3, le porte-poinçon 3 est monté sur le bâti supérieur 1 à l'aide de goupilles provisoires 11. L'invention va avantageusement mettre en oeuvre des goupilles provisoires 11 déformables en ce qu'elles sont en un matériau moins rigide que l'acier utilisé pour les vis de fixation. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, les goupilles provisoires 11 sont en aluminium. 15 La figure 2 montre un exemple de goupilles provisoires 11 pouvant être utilisées selon un mode de réalisation préféré de l'invention. On notera que les goupilles provisoires 11 sont étagées en ce qu'elles se présentent en au moins deux parties (13, 15) successives selon la longueur de ladite goupille 11, une des parties 13 montrant un diamètre inférieur à celui de l'autre partie 15, si bien qu'une des extrémités de la goupille provisoire 11 présente un 20 diamètre inférieur à l'autre extrémité de ladite goupille. La partie 13 montrant le plus petit diamètre est destinée à être insérée dans le bâti supérieur 1. La jonction entre les deux parties (13, 15) forme un épaulement destiné à se placer en butée contre le bâti supérieur 1 afin d'empêcher la goupille provisoire de pénétrer trop profondément dans ledit bâti. Dans une troisième étape ou étape c) (non représentée), le ou les porte-poinçons sont fixés 25 sur le bâti supérieur au moyen de vis de fixation et leur position est ajustée. Dans un premier temps, la position du ou des porte-poinçons est ajustée lors de leur fixation par vissage en jouant sur le jeu présenté entre les goupilles provisoires et les trous du ou des porte-poinçons les recevant. Les porte-poinçons sont alors vissés en position. Dans un second temps, le positionnement des porte-poinçons est encore affiné en jouant cette fois sur le jeu 30 présenté entre les vis et les trous les recevant. Pour ce faire, l'utilisateur va déplacer le ou les porte-poinçon jusqu'à la position désirée en tapant sur le ou les porte-poinçons déjà fixés par exemple au moyen d'un marteau. Le porte-poinçon est ainsi soumis à une pluralité de percussions latérales générant un déplacement latéral. Ceci aura pour conséquence de déformer les goupilles provisoires. La différence de rigidité entre les vis et les goupilles 3062328 7 provisoires va en effet permettre de déformer préférentiellement les goupilles provisoires et non pas les vis de fixation. Le positionnement du ou des porte-poinçons étant effectué, l'invention propose de fixer cette position afin d'éviter toute modification ultérieure de la position du porte-poinçon. Pour ce 5 faire, les goupilles provisoires vont être remplacées par des goupilles définitives. Ainsi dans une quatrième étape ou étape d) du procédé, un perçage des trous de goupille est effectué, de sorte à obtenir des trous de goupille au diamètre des goupilles définitives. En effet, l'invention met en oeuvre des goupilles définitives qui vont venir fixer le positionnement du ou des porte-poinçons en fixant la position des vis dans les trous qui les reçoivent de sorte à ce 10 qu'elles ne montrent plus de jeu. La mise en place des goupilles définitives se fait dans une cinquième étape ou étape e). Les goupilles définitives vont préférentiellement présenter un diamètre constant sur leur longueur. Les trous réalisés dans le bâti supérieur et le porte-poinçon destinés à recevoir les goupilles définitives ont alors le même diamètre. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les goupilles provisoires vont rester en 15 place lors de l'étape d) de perçage, si bien que les trous de goupille au diamètre des goupilles définitives sont percés au travers du porte-poinçon et des goupilles provisoires. Ceci élimine les risques de désajustement de la position du ou des porte-poinçons qui pourraient survenir lors de l'opération d'extraction des goupilles provisoires réalisée dans l'art antérieur. On comprend que cette opération est facilitée par l'utilisation de goupilles 20 provisoires réalisées en un matériau déformable, moins rigide que l'acier, tel que par exemple l'aluminium. REVENDICATIONS1. Procédé de réglage de la position d'un poinçon (5) sur un outil d'emboutissage, l'outil d'emboutissage comprenant un bâti inférieur et un bâti supérieur (1), le poinçon (5) étant porté par un porte-poinçon (3) caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : a) perçage des trous (7,9) destinés à recevoir au moins vis de fixation et au moins une goupille provisoire de pré-centrage (11) dans le porte-poinçon (3) et dans le bâti supérieur (1) ; b) montage du porte-poinçon sur le bâti supérieur à l'aide de la ou des goupilles provisoires ; c) fixation du porte-poinçon au moyen de la ou des vis et ajustement de la position du porte-poinçon par déplacement latéral générant une déformation des goupilles provisoires ; d) élargissement du diamètre du ou des trous de goupille par perçage au diamètre définitif ; et e) mise en place d'au moins une goupille définitive pour le maintien de la position du porte-poinçon (3). Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans l'étape d) de perçage, le perçage est effectué au travers de la goupille provisoire (11). Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le diamètre du ou des trous de goupille percés dans le bâti supérieur (1) à l'étape a) et destinés à recevoir les goupilles provisoires est inférieur au diamètre des goupilles définitives destinées à maintenir la position du porte-poinçon (3). Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le diamètre du ou des trous de goupille percés dans le porte-poinçon à l'étape a) est inférieur au diamètre des goupilles définitives destinées à maintenir la position du porte-poinçon (3). Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les goupilles provisoires (11) sont des goupilles étagées, en ce qu'elles se présentent en deux 35 parties (13, 15) successives selon leur longueur et en ce qu'une des parties (13) présente un diamètre inférieur à celui montré par l'autre partie (15).2. 3. 4. 5. 3062328 9 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les goupilles provisoires (11) sont constituées en un matériau moins rigide que le matériau dont sont constitués les vis de fixation, de préférence les goupilles provisoires (11) sont en 5 aluminium. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'opération d'ajustement se fait par déplacement du porte-poinçon (3) fixé au bâti supérieur (1), le porte-poinçon (3) se déplaçant au maximum d'une distance correspondant au jeu 10 entre les vis de fixation et les trous (7) dans lesquels sont insérées lesdites vis de fixation. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape a) comprend le perçage d'au moins trois trous non alignés (7, 9), et en ce qu'au moins 15 un trou (7) est destiné à recevoir une vis et au moins un trou (9) est destiné à recevoir une goupille (11). 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le procédé met en oeuvre un réglage de la position du poinçon (5) par l'intermédiaire de deux 20 goupilles provisoires (11) de pré-centrage et la fixation du porte-poinçon (3) par l'intermédiaire de deux vis de fixation et en ce que l'étape a) de perçage est réalisé de sorte à ce que l'axe reliant les deux trous destinés à recevoir les vis montre un angle aigu non droit avec l'axe reliant les trous destinés à recevoir les goupilles. 25 10. Utilisation de goupilles étagées en aluminium en tant que goupilles provisoires (11) dans un procédé de réglage de la position d'un poinçon (5) sur un outil d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 9.