Brevet FR3066709A1 — publié le 20181130

PORTE-POINÇON L'invention a trait au domaine de l'emboutissage et porte plus particulièrement le porte poinçon d'un outillage de poinçonnage ou d'emboutissage. Le document de brevet publié CN 204 747 208 U divulgue un outillage pour le poinçonnage de tôle. La tôle est positionnée sur une matrice inclinée. Le porte- poinçon comporte une surface de travail également inclinée. Lors de l'étape de poinçonnage, du fait de ces inclinaisons, le poinçon ne subit pas seulement des efforts axiaux mais aussi des efforts horizontaux. Le porte-poinçon de cet outillage présente une surface de travail continue inclinée qui est prévue pour accueillir une manchette en élastomère (notée 13 dans ce document) qui vient en appui sur la tôle à emboutir lors de la descente du porte-poinçon. Ce mécanisme est complexe et nécessite entre autres, le remplacement régulier de la pièce en élastomère. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un outillage d'emboutissage plus fiable, moins complexe et nécessitant moins de maintenance. L'invention a pour objet un porte-poinçon pour outillage de poinçonnage, formé d'un bloc massif comprenant : une face de montage sur un bâti ; une face de travail (3.2) opposée à la face de montage ; un orifice de réception du poinçon s'étendant entre les faces de montage et de travail, et présentant un diamètre principal ; remarquable en ce que la face de travail forme un épaulement en vue de former un soutien latéral asymétrique du poinçon; l'épaulement formant un ressaut d'une hauteur supérieure à 80% du diamètre principal de l'orifice. Par soutien latéral on entend un soutien dans un plan transversal, avantageusement perpendiculaire, à la direction de l'orifice de réception du poinçon. Selon un mode avantageux de l'invention, le ressaut est situé au niveau de l'axe de l'orifice ou à une distance dudit axe inférieure à 10% du diamètre principal. Selon un mode avantageux de l'invention, le ressaut est présent de part et d'autre d'un plan comprenant l'axe de l'orifice. 3066709 2 Selon un mode avantageux de l'invention, l'étendue dudit porte-poinçon présente une dissymétrie par rapport à un plan de séparation parallèle à l'axe de l'orifice et passant par le ressaut, la partie comprenant le ressaut s'étendant davantage que la partie opposée dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'orifice. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, le ressaut s'étend depuis le plan de séparation de plus du double de la partie opposée, de manière à former un renfort de l'épaulement. L'invention a également trait à un outillage pour poinçonnage de tôle, comprenant : un bâti supérieur mobile supportant un porte-poinçon et un poinçon ; un bâti inférieur 10 supportant une matrice et avec une surface inclinée de réception de la tôle, la matrice étant configurée pour recevoir le poinçon lors d'un déplacement du bâti supérieur vers le bâti inférieur ; remarquable en ce que le porte-poinçon est selon l'un des modes de réalisation de l'invention exposé ci-dessus. Selon un mode avantageux de l'invention, le porte-poinçon est orienté de manière à 15 former un soutien latéral du poinçon qui est maximum dans une direction opposée à une direction de plus grande pente de la surface inclinée. L'invention a également trait à un procédé de poinçonnage d'une tôle, comprenant l'utilisation d'un outillage de poinçonnage comprenant une matrice avec une surface de réception de la tôle qui est inclinée, et un poinçon soutenu par un porte-poinçon, 20 le procédé comprenant les étapes suivantes : mise en place de la tôle sur la matrice (5) ; déplacement du poinçon vers la matrice de manière à poinçonner la tôle; le procédé étant remarquable en ce que l'outillage est conforme à l'un des modes de réalisation des deux paragraphes précédents, le porte-poinçon étant orienté de manière à former un soutien latéral du poinçon qui est maximum dans une direction 25 opposée à une direction de plus grande pente de la surface inclinée de réception de la tôle. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que le porte-poinçon est simple à fabriquer et qu'il limite fortement l'usure du poinçon et de la matrice, rendant donc les étapes de maintenance moins fréquentes. 3066709 3 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 illustre un outillage de poinçonnage connu ; - La figure 2 représente schématiquement la matrice d'un tel outillage ; 5 - Les figures 3A et 3B illustrent un porte-poinçon connu et le porte-poinçon selon l'invention ; - Les figures 4 à 7 représentent le porte-poinçon selon l'invention selon différentes vues. La figure 1 illustre un outillage de poinçonnage connu. Le bâti supérieur 1 est mobile 10 et se déplace en translation verticale par rapport au bâti inférieur 2. Le poinçon 4 est monté dans le bâti supérieur par le biais d'un porte-poinçon 3 de forme générale parallélépipédique. Deux goupilles de positionnement dont l'une référencée 7 est représentée sur la figure 1 et des vis 8 assurent le montage précis du porte-poinçon dans le bâti. Le bâti inférieur 2 accueille la matrice 5 également positionnée grâce à 15 une goupille 6. La tôle 10 est positionnée sur une surface de travail 5.1 de la matrice. Comme représenté sur la figure 2, la surface de travail 5.1 est inclinée. L'axe A représente l'axe de translation du poinçon 4. L'axe N est la normale à la surface 5.1. L'angle formé entre les axes A et N matérialise l'inclinaison de la surface de travail. Cet 20 angle peut par exemple être compris entre 1 et 17°. Du fait de cette inclinaison, lorsque le poinçon descend pour effectuer l'opération de poinçonnage, il subit des efforts horizontaux, représentés par la flèche 9 sur la figure 1. La figure 3A représente le porte-à-faux ou bras de levier de l'effort 9 sur le poinçon 4. 25 La figure 3B illustre le porte-poinçon 3 selon l'invention. Il est apparent que le bras de levier de l'effort 9 sur le poinçon 4 est plus faible. Le poinçon est donc moins susceptible d'être endommagé à cause des sollicitations mécaniques qui lui sont imposées. 3066709 4 La figure 4 représente une vue de dessus du porte-poinçon selon l'invention. Par « dessus », on entend la face supérieure, invisible lorsque le poinçon est monté dans le bâti supérieur. Le porte-poinçon 3 comprend un alésage 3.3 pour accueillir le poinçon 4. Le porte- 5 poinçon 3 comprend également des perçages pour la ou les goupilles de positionnement 7 et pour les vis de fixation 8. Un dégagement 3.5 de forme générale rectangulaire est prévu pour faciliter le montage du poinçon 4, et en particulier le socle du poinçon. Le dégagement 3.5 est excentré par rapport à l'axe A du poinçon afin de servir de détrompeur pour le socle du poinçon 4, s'assurant ainsi de 10 l'orientation angulaire appropriée du poinçon dans le porte-poinçon. La face non visible contient un épaulement 3.4 représenté en traits interrompus sur la figure 4. Le plan noté P sur la figure 4 est vertical et contient l'axe A. Le porte-poinçon s'étend plus d'un côté du plan P que de l'autre. En particulier, l'étendue du porte-poinçon est double du côté où le bras de levier est minimum (côté droit sur la figure 4) par 15 rapport à l'autre côté. La figure 5 représente le porte-poinçon en vue selon la direction V (indiquée sur la figure 4). On y voit notamment l'alésage 3.3 et le dégagement 3.5. La figure 6 représente le porte-poinçon en vue selon la direction VI (indiquée sur la figure 4). Les perçages pour les goupilles et les vis sont visibles sur cette vue. 20 Enfin la figure 7 représente le porte-poinçon en coupe selon la direction VII. La direction VII passe par l'orifice 3.3 puis par un de perçage de passage de goupille et un des perçages de passage de vis, comme indiqué sur la figure 4. On peut y voir la surface de travail 3.2 inclinée par rapport à l'axe A. L'épaulement ou ressaut 3.4 est au voisinage de l'axe A. 25 Par exemple, la hauteur du porte-poinçon du côté gauche peut être comprise entre 20 et 30 mm et sa hauteur du côté droit à proximité de l'axe du poinçon peut être comprise entre 50 et 60 mm, le ressaut ayant ainsi une dimension comprise entre 20 et 40 mm. De manière préférée, le ressaut a une hauteur de 30 mm. REVENDICATIONS1. Porte-poinçon (3) pour outillage de poinçonnage, formé d'un bloc massif comprenant : - une face de montage (3.1) sur un bâti (1) ; - une face de travail (3.2) opposée à la face de montage ; - un orifice (3.3) de réception du poinçon (4) s'étendant entre les faces de montage (3.1) et de travail (3.2), et présentant un diamètre principal ; caractérisé en ce que la face de travail (3.2) forme un épaulement (3.4) en vue de former un soutien latéral asymétrique du poinçon (4) ; l'épaulement (3.4) formant un ressaut d'une hauteur supérieure à 80% du diamètre principal de l'orifice (3.3). 2. Porte-poinçon (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressaut (3.4) est situé au niveau de l'axe (A) de l'orifice (3.3) ou à une distance dudit axe inférieure à 10% du diamètre principal. 3. Porte-poinçon (3) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ressaut (3.4) est présent de part et d'autre d'un plan comprenant l'axe (A) de l'orifice (3.3). 4. Porte-poinçon (3) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bloc massif s'étend suivant la face de montage de manière dissymétrique par rapport à un plan de séparation (P) parallèle à l'axe (A) de l'orifice (3.3) et passant par le ressaut (3.4), la partie comprenant le ressaut (3.4) s'étendant davantage que la partie opposée dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'orifice (3.3). 5. Porte-poinçon (3) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie comprenant le ressaut (3.4) s'étend depuis le plan de séparation (P) de plus du double de la partie opposée, de manière à former un renfort de l'épaulement (3.4). 6. Porte-poinçon (3) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la partie comprenant le ressaut (3.4) comprend des orifices de fixation du bloc massif à un bâti d'une presse d'emboutissage. 7. Outillage pour poinçonnage de tôle, comprenant : 3066709 6 - un bâti supérieur (1) mobile supportant un porte-poinçon (3) et un poinçon (4) ; - un bâti inférieur (2) supportant une matrice (5) et avec une surface inclinée (5.1) de réception de la tôle, la matrice (5) étant configurée pour 5 recevoir le poinçon (4) lors d'un déplacement du bâti supérieur (1) vers le bâti inférieur (2) ; caractérisé en ce que le porte-poinçon (3) est selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Outillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le porte-poinçon (3) 10 est orienté de manière à former un soutien latéral du poinçon (4) qui est maximum dans une direction opposée à une direction de plus grande pente de la surface inclinée (5.1). 9. Procédé de poinçonnage d'une tôle, comprenant l'utilisation d'un outillage de poinçonnage comprenant une matrice (5) avec une surface de réception (5.1) 15 de la tôle qui est inclinée, et un poinçon (4) soutenu par un porte-poinçon (3), le procédé comprenant les étapes suivantes : - mise en place de la tôle (10) sur la matrice (5) ; - déplacement du poinçon (4) vers la matrice (5) de manière à poinçonner la tôle (10) ; 20 caractérisé en ce que l'outillage est conforme à l'une des revendications 7 et 8, le porte-poinçon (3) étant orienté de manière à former un soutien latéral du poinçon (4) qui est maximum dans une direction opposée à une direction de plus grande pente de la surface inclinée (5.1) de réception de la tôle (10).