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Dans beaucoup de travaux effectués par certaines machines-outils ou machines du gros outillage des usines telles que les presses par exemple, il se développe des forces de plusieurs tonnes qui ont nécessité de fixer toujours les outils ou semi-outils des machines employées jusqu'à présent, aux pièces.travaillantes de ces derniè- res, par exemple à leurs plaques coulissantes et leurs @ tables de travail fixes, au moyen de dispositifs de fixa- tion de grande résistance et souvent complexes. Du point de vue de la fabrication, le montage et le stookage de ces organes et dispositifs de fixation tels que les agra- fes de tension, les boulons, etc., donnent lieu à une aug- mentation sensible du coût de la fabrication lorsqu'on utilise ces machines.
En outre, jusqu'à présent, dans la
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fabrication en série, on a employé pour certains travaux, ' spécialement l'emboutissage, le poinçonnage et l'étirage de matières en feuilles, des outils multiples contenant par exemple une série de jeux d'outils qui sont séparés les uns des autres par la distanoe exactement nécessaire pour correspondre aux trous, profils ou autres dessins qu'on désire pratiquer dans un flan de matière en feuille.
Dans ces cas, les tolérances sont habituellement de l'or- dre de quelques centièmes de millimètres. Pour la pro- duction de pièces en quantités considérables et de di- mensions variables; ces outils multiples présentent une très grande valeur. Lorsqu'il s'agit d'ateliers d'essais ou de recherches, il faut encore tenir compte d'autres frais représentés par les périodes d'attente improduc- tives jusqu'à ce qu'un nombre plus ou moins grand de pièces de détail soient obtenus dans les ateliers d'es- sais à l'aide d'outils plus ou moins préliminaires.
Lorsqu'on utilise le procédé et le dispositif suivant la présente invention, les procédés traditionnels . ci-dessus indiqués de production d'outils multiples pour la fabrication en série de produits'travaillés à froid sont éliminés jusqu'à une certaine limite à condition que le flan à traiter ait une forme qui le rend propre à l'emploi du procédé qui fait l'objet de l'invention.
Suivant l'invention, un outil au moins est monté à un endroit désiré sur une plaque, par exemple une table de presse de la machine par l'intermédiaire d'une surface adhésive, et une pièce mobile de cette machine, par exem- ple une plaque coulissante est alors agencée pour exercer par son déplacement une pression élastique contre l'outil monté, au moyen d'éléments, élastiques, par exemple des plaques en caoutchouc ou des ressorts, de préférence pendant une course à vide, de manière à faire adhérer l'outil intimement à la plaque, après quoi le flan à
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traiter est mis en place entre l'outil et la partie supé- rieure de la machine et le travail peut être commencé.
Pour beaucoup de travaux on emploie des jeux d'outils qui se composent de deux outils ou semi-outils conjugués, auxquels cas le procédé suivant l'invention est appliqué en montant d'abord ces semi-outils d'un jeu d'outils au moins à un endroit désiré de la machine sur une plaque, par exemple une table de presse, avec inter- calation d'une surface adhésive, après quoi les parties mobiles de la machine, par exemple la plaque coulissante, sont pourvues d'une surface adhésive et exécutent un mou- vement permettant d'exercer une pression élastique sur le groupe d'outils constitué par deux semi-outils et.
monté sur la plaque, de préférence pendant une course à vide, de telle sorte que la surface extérieure du semi- outil supérieur adhère intimement à cette pièce mobile et que le semi-outil participe au mouvement de cette piè- .ce lorsqu'elle se rend dans la position supérieure du cycle de la machine (position de repos), après quoi l'ar- ,ticle à traiter est placé entre les semi-outils du ou des jeux d'outils dans la machine, et l'on peut commen- cer le travail.
Le nombre d'outils pourvus de semi-outils ou non et montés de cette manière est entièrement arbitraire et il peut n'y avoir qu'un seul outil ou un seul jeu d'outils. La machine à laquelle le procédé est appliqué est également arbitraire mais doit être équipée de pla- ques parallèles dont l'une au moins est mobile, par exem- ple est susceptible d'être élevée ou abaissée, comme dans les machines du type des presses à excentriques.
Le procédé nouveau offre l'avantage que les groupes d'outils peuvent être montés, enlevés et inter- changés temporairement avec toute sécurité sans qu'il soit nécessaire de produire des outils multiples perma-
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nents coûteux. Le nouveau procédé permet de n'avoir en magasin que certains jeux d'outils de dimensions standard tels que poinçons, filières ou outils de cintrage, qui peuvent être employés séparément ou être combinés avec un outil multiple désiré selon les besoins au moyen du procédé suivant l'invenbion.
Les conséquences économiques de l'invention sont considérables car la fabrication d'une grande quantité d'outils multiples permanents - qui présentent fréquem- ment une très grande valeur - est évitée et parce que ces outils peuvent être remplacés par un stock de jeux d'outils standards individuels qui peuvent être réemployés continuellement. Le coût des pellicules ou liquides adhé- sifs destinés à fixer et retenir les groupes d'outils ; sur la machine suivant l'invention est entièrement né-' gligeable sous ce rapport.
Le nouveau procédé sera décrit ci-après avec plus de détails en se référant aux dessins annexés, dans les- quels
La figure la montre schématiquement une preese à excentrique à laquelle le procédé suivant l'invention peut être appliqué.
La figure 1b montre en plan un modèle de gabarit destiné à être employé dans la presse représentée sur la figure la.
La figure 2a montre en-plan une autre forme de gabarit.
La figure 2b montre en plan un flan monté contre des localiseurs après traitement suivant l'invention.
La figure 3 montre en coupe, à plus grande échel- le, un jeu d'outils de poinçonnage.suivant l'invention.
La figure 4a montre en élévation de côté, partiel- lement en coupe, un jeu d'outils, dans la position supé- rieure du cycle (position de démarrage) de la presse
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avant que le déplacement destiné à fixer la moitié supé- rieure de l'outil ou l'élément supérieur du jeu ait com- mencé.
La figure 4b est une vue de détail à plus grande échelle de la figure 4a.
La figure 4c est une vue de c8té partiellement en coupe du jeu d'outils suivant la figure 4a dans la posi- tion inférieure du cycle de la presse (pendant une course à vide) lors du mouvement de fixation de la moitié supé- rieure de l'outil.
Les figures 5a à 5c sont des coupes du jeu d'ou- tils suivant la figure 3, dans trois positions différen- tes à l'intérieur d'une presse pendant une opération de poinçonnage d'un trou.
Les figures 6 à 9 montrent quatre outils de poin- çonnage différents avec trous poinçonnés de formes diffé- rentes, et la figure 10 est une coupe transversale à grande échelle d'un certain type de ruban à employer pour l'exé- cution du procédé suivant l'invention.
Sur la figure 1a le chiffre de référence 1 dési- gne un coulisseau mobile d'une presse à excentrique stan- dard et 2 une plaque coulissante fixée au coulisseau, dans la position supérieure du cycle d'opération (posi- tion de démarrage). Sur la face inférieure de la plaque coulissante 2 on a représenté deux matrices, 3a; 3b, et sur une table de presse fixe 4 deux poinçons 5a, 5b cor- respondant aux matrices 3a, 3b. Les poinçons 5a, 5b sont disposés dans des trous d'un gabarit 6 qui;est adapté à la table de presse 4 au moyen de pointes de guidage 7.
Le procédé de centrage et de montage desjeux d'outils pour différentes opérations à froid suivant l'invention, telles que le poinçonnage, le cintrage, l'emboutissage ou l'étirage, est décrit ci-après'avec référence à d'au-
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tres figures.
La figure 1b montre le gabarit 6 avec deux poin- çons 5a et 5b qui y sont adaptés et sont vus en plan. Le poinçon 5b a un profil circulaire et le poinçon 5a le profil d'une entaille. Les trous pour recevoir les poin- tes de guidage 7 sont désignés par 8.
La figure 2a montre un autre exemple de gabarit
9 pourvu de treize trous répartis sur toute la surface de la plaque pour recevoir des outils de poinçonnage présentant deux diamètres extérieurs différents et des formes de poinçonnage différentes. Les lignes en traits interrompus inscrites à l'intérieur de ces diamètres extérieurs indiquent la forme des poinçons (dans l'exem- ple choisi, onze poinçons circulaires de diamètres di- vers, un poinçon carré et un poinçon en forme d'entaille).
Les trous de guidage du calibre 9 sont désignés par 10.
Les rectangles en traits interrompus 11 et 12 désignent des fragments de rubans enduits de matière adhésive sur les deux faces ou des pellicules ayant le même pouvoir ad- hésif. La fonction de ces bandes sera décrite plus com- plètement avec référence à la figure 3.
La figure 2b montre un flan 13, par exemple une feuille d'acier ou tout autre genre de matières en feuil- les, métaux, plastiques, carton, papier ou bois, telle qu'il apparaît aprèsque l'opération de poinçonnage est terminée en y laissant treize trous correspondant aux outils de poinçonnage du calibre 9 qui est représenté sur la figure 2b en-dessous du flan 13. Ce dernier s'ap- plique contre trois localiseurs fixes ajustables 14 de la table 4 de la presse suivant la figure 1a.
La figure 3 est une vue en coupe d'un jeu d'outils de poinçonnage, la plaque coulissante 2 (conforme à celle de la figure la) de la presse à excentrique se trouvant dans la position correspondant au pointsupérieur de la
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course de l'excentrique. L'un des éléments ou moitié du jeu d'outils consiste en une matrice circulaire creuse 15 avec tige d'éjection circulaire 16 au centre. A l'inté- ' rieur de la matrice 15 se trouve une rondelle 17 destinée à maintenir un certain nombre (neuf dans l'exemple repré- senté) de ressorts en cuvette compressibles libres 18 pour l'éjection. Entre la plaque coulissante 2 de la presse à excentrique et la surface extérieure supérieure non opérante de la matrice 15 on applique un fragment de ruban 20 qui est adhésif sur les deux faces suivant l'invention.
L'autre moitié ou élément du jeu d'outils consiste en un arracheur creux circulaire 21 au centre duquel un poinçon circulaire 22 est entouré d'une bague à ressort 23, une rondelle 24 et une autre bague à res- sort plus grande 25 située en-dessous de la rondelle 24, maintenant conjointement avec des ressorts à cuvette compressibles libres 26 (au nombre de huit dans l'exemple . représenté) entourant le poinçon 22, dans une position non opérante par rapport à l'arracheur 21. Le but des , ressorts en cuvette 26 est de produire la force nécessai- re pour enlever la feuille poinçonnée du, poinçon.
Entre la face inférieure non opérante du poinçon 22 et la table
4 de la presse (voir figure 1a) on intercale un ruban
27 qui est adhésif sur les deux fa.ces et,la partie infé- rieure du poinçon 22 est guidée dans un gabarit 29 pour- vu de trous appropriés pour l'outil considéré. Le flan
28 à poinçonner repose sur l'arracheur 21.
L'introduction et le montage d'un outil de poin- çonnage choisi comme exemple pour le poinçonnage de trous suivant l'invention sont décrits ci-après avec référence aux figures 4a à 4c, où les figures 4a et 4c montrent un outil de poinçonnage selon la figure 3 dans la position de démarrage et dans la position inférieure respectivement de la presse à excentrique tournant à vide
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tandis que la figure 4b est une vue à plus grande échelle des parties travaillantes de l'outil de poinçonnage dans la même position que sur la figure 4a. Pour plus de clarte, sur cette figure la matrice est désignée par 15, la tige d'éjection par 16, l'arracheur par 21 et le poinçon par 22 en. concordance avec la figure 3.
Les deux bouts de ruban sont désignés par 20 et 27 respecti- jvement.
Sur les figures 4a et 4c la plaque coulissante de la presse à excentrique est désignée par 2, la table de presse par 4 et.le gabarit'(en coupe transversale)par 6.
Le montage des outils - dans le cas particulier considéré, un outil de poinçonnage - comporte principa- lement les phases suivantes :
1/ on produit un calibre ou gabarit pourvu d'ou- vertures (de préférence des trous ronds) pour des jeux d'outils consistant en deux moitiés ou éléments et com- prenant par exemple des poinçons ayant la forme désirée et l'écartement voulu , par exemple comme c'est repré- senté sur les figures 1b, 2a , ou disposés de toute au- tre manière;
2/ sur la face inférieure du gabarit on fixe des bouts de ruban à double face adhésive en travers d'un trou (tel que 11 sur la figure 2a), en travers de plu- sieurs trous (tels que 12 sur la figure 2a) ou en travers du calibre entier.
Le ruban peut aussi être fixé à la table de presse ou directement à la partie inférieure du poinçon ou de la matrice (figure 5a);
3/ on monte le gabarit de préférence au-dessus de pointes de guidage sur la table de la presse;
4/ on applique des bouts de ruban à deux faces adhésives sur la surface de la matrice (élément supérieur du jeu d'outils) tournée vers la plaque coulissante de la presse, aux endroits individuels désirés ou sur toute la surface;
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5/ suivant la forme du gabarit on place un ou plusieurs jeux d'outils dans les trous du gabarit pourvu d'un ruban sur la face inférieure et reposant sur la ta- ble de la presse;
6/ la presse à excentrique est mise en marche de telle sorte:
que la plaque coulissante 2 est abaissée de la position de repos (position supérieure du cycle sui- vant les figures 3 ou 4a) , où la distance entre l'arra- cheur 21 et la table de presse 4 est égale à e1, à la position inférieure du cycle (suivant la figure 4c) où la distance entre l'arracheur 21 et la table de presse est égale à e2 , l'arracheur 21 étant alors pressé contre la matrice 15. La force nécessaire pour le montage est pro- duite par les ressorts en curette 26 à l'intérieur de l'arracheur 21 qui sont comprimés lorsque la presse des- cend et est transmise à la paire de surfaces - matrice et plaque coulissante ainsi que poinçon et table de presse - où l'adhérence des surfaces a lieu ce qui a pour effet de fixer les deux moitiés de l'outil.
7/ de cette position inférieure, représentée sur la figure 4c la plaque coulissante 2 est alors amenée conjointement avec la matrice adhérente 15 dans la posi- tion supérieure du mouvement de la presse (point mort supérieur). Cette position est représentée sur la figu- re 5a. L'outil est maintenant centré exactement dans la , position de travail, sans qu'on ait eu à employer des dis- positifs de fixati,on ou d'ajustement quelconques, à l'ex- . ception des rubans adhésifs.
Les semi-outils , c'est-à-dire, les deux éléments d'un jeu présentent des dimensions telles qu'il existe un intervalle radial a entre le poinçon et la matrice, comme c'est représenté sur les figures 4a à 4c, cet in- tervalle devenant uniforme et les deux éléments étant alors correctement centrés. Ceci est dû au fait que la
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tige éjectrice 16 (voir figure 4b) est pourvue à son ex- trémité active d'un prolongement ayant un diamètre b et qui est identique au diamètre .2 du poinçon 22/de l'arra- cheur 21 et que la tige éjectrice 16 présente' un diamètre externe d qui est identique au diamètre interne de la ma- trice 15.
L'outil peut aussi être construit sans que la tige éjectrice 16 ait le prolongement mentionné. Dans ce cas, le poinçon peut par exemple faire saillie à l'inté- rieur de la matrice et les deux éléments sont alors cen- trés directement, ce qui donne lieu à un mode opératoire quelque peu différent, comme c'est décrit ci-après. L'in- tervalle entre le poinçon et la matrice devient tellement petit dans ce cas qu'on dépend alors davantage de l'é- paisseur du flan poinçonné pour obtenir un résultat satis- f ai s ant.
Les outils peuvent évidemment être placés sur les plaques sans l'emploi de gabarit quelconque, par exemple le long de deux coordonnées appropriées.
Les opérations successives sont exposées ci-après en se référant aux figures 5b et 5c: Avant de commencer -l'opération de poinçonnage, lorsque les organes se trou- vent encore dans les positions occupées sur la figure 5a, on place la feuille à traiter 23 entre la matrice et l'arracheur.
Sur la figure 5b un trou a été poinçonné dans la feuille 23 et le poinçon 22 a éjecté une pièce circulaire 24 de la feuille.
Suivant la figure 5c la plaque coulissante 2 a été ramenée conjointement avec la matrice 15 dans la position de départ correspondant à la position supérieure de la course de la presse.
Le montage des deux éléments d'outils au moyen des rubans 20 et 27 respectivement ne subit aucun change-
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ment aussi longtemps que les outils et les rubans ne sont pas enlevés. Les outils peuvent être convenablement enle- vés du ruban par un dispositif tel qu'une paire de pinces ou de tenailles qui s'engagent autour du diamètre des outils, saisissent ceux-ci et les enlèvent. On peut aussi arracher les outils à la main, au moyeh de racloirs, de grattoirs ou d'une solution chimique à l'aide de laquelle on humecte le ruban. Les morceaux de ruban pour chaque surface individuelle supérieure ou inférieure d'un outil peuvent âtre remplacés par des feuilles entières de la matière du ruban ayant des dimensions égales à la surface entière de l'outil ou du banc de la presse.
En outre, l'emploi d'un ruban permet de monter et d'enlever les outils plusieurs fois sans qu'il soit nécessaire de rem- placer ces rubans, spécialement lorsqu'il est fait usage de feuilles entières de la matière du ruban.
Les forces adhésives qui sont produites par le ruban pour les moitiés ou éléments d'outils peuvent évi- demment être développées par d'autres moyens équivalents.
Des pellicules adhésives peuvent être produites en endui- sant les surfaces considérées de la presse ou des élé- ments d'outils, de liquides ou de pâtes appropriés. Ces matières sont par'exemple le bostik, le cémentex,ou des types de colles synthétiques semblables ou de la cire d'abeilles et d'autres matières naturelles de consistance semblable et de qualités similaires. La force adhésive aux plaques d'acier parallèles peut aussi être produite par un procédé électrique et de préférence électro-ma- gnétique. Des surfaces finement polies sur les plaques de la presse ou les faces externes des moitiés ou élé- ments d'outils donnent lieu à une adhérence moléculaire qui peut être utilisée de la même manière que les rubans.
On peut également produire un vide individuel au moyen d'une pompe à vide centrale avec conduits passant dans /
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les plaques de la presse et communiquant avec des ouver- tures à chaque élément d'un outil ou vice versa. Le type de montage par adhérence peut dans chaque cas être adap- té au nombre d'opérations qui peuvent être exécutées sur une planque, la matière d'une feuille et le nombre de feuilles qui doivent être traitées.
En vue d'assurer un maximum de stabilité aux par- ties travaillantes, on donnera à la surface de support dans le plan de montage ou de support de l'outil des di- mensions relativement grandes en comparaison de la hau- teur totale de l'outil entre les surfaces de montage.
Dans ce cas des organes élastiques peuvent aussi être disposés dans la matrice (lorsqu'il s'agit de poinçonna-, ge) en vue d'éjecter les déchets lorsqu'on exécute des ouvertures, des dépressions, ou leurs équivalents de grandes dimensions par rapport aux dimensions de la sur- face de support. De cette manière on peut assurer les proportions désirées pour cette stabilité et réalisér- en même temps une construction pratique.
- Les figures 6 à 9 représentent en élévation et en plan divers types d'outils de poinçonnage. La figure 6d reprsente un outil de poinçonnage 30 pour l'exécution de trous circulaires, la figure 7-' un outil de poinçon- de trous . nage 31 pour l'exécution/rectangulaires , eh figure 8d un outil de poinçonnage pour l'exécution d'entailles à c8tés parallèles et bouts arrondis et la figure 9 un outil 33 pour l'exécution d'un trou à contours arbi- traires.
Dans les cas où l'on doit produire des trous à contour non circulaire dans une tôle ou une feuille.des graduations ou des marques doivent être tracées à la fois sur le poinçon et sur le gabarit pour que les trous soient poinçonnés exactement dans la position désirée dans la feuille, ou bien les éléments ou moitiés d'outil doivent être fixés dans là'position angulaire correcte
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par d'autres moyens. Ces graduations ou repères sont indiqués en 34 sur la figure 7, en 35 sur la figure 8 et en 36 sur la figure 9. Des graduations correspondante (repères) sont indiquées en 37 et 38 sur le gabarit 9 de la figure 2a.
Les rubans, comme ceux indiqués sur les figures 2a-5c peuvent être d'un type standardisé commercialement ou d'un type spécial différent adapté au procédé suivant l'invention. Avant de commencer le travail à froid des tôles ou feuilles on peut dresser à l'aide de pinceaux, de pointes d'acier'ou autres instruments de marquage ) un plan de la position des outils sur un ruban ou une feuille
Comme c'est représent schématiquement à plus grande échelle en coupe transversale sur la figure 10 , la ma- tière du ruban peut comporter une couche intérieure ou noyau a, des couches adhésives b et ± sur les faces extérieures respectives de ce dernier, une couche de . charbon (carbone) d sur une face extérieure b et des cou- ches protectrices extérieures e et f .
Après avoir enlevé . la couche protectrice ce ruban ou cette feuille est propre à recevoir les marques de repérage et le plan des posi- tions que doivent y occuper les semi-outils d'un outil multiple comprenant un certain nombre de poinçons indivi- duels ou d'autres outils.
Le procédé suivant l'invention ne nécessite en aucune façon l'emploi de gabarits ou calibres tels que ceux représentés sur la figure 1b, en figure 2b, ni d'au- tres, mais il peut être réalisé entièrement en montant les outils désirés directement entre la plaque coulissante et la table de presse, par exemple, avec ou sans dessins tracés d'avance. Des dessins qui indiquent les distances réciproques entre les outils peuvent être fixés ou repro- duits sur la table de la presse et/ou la plaque coulissan- te. Il est également possible d'employer des coulisseaux ou des tiges de guidage disposés sur des coordonnées
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rectangulaires ou autres pour obtenir la position dési- rée.
Il est inutile de posséder des outils multiples per- manents coûteux mais un stock de semi-outils ou éléments d'outils conjugués nécessaires, spécialement d'outils standardisés pour montage temporaire (et enlevés après @ usage), peut être maintenu et utilisé un nombre illimité de fois.
Le centrage et le montage d'outils suivant l'in- vention n'est pas limité à l'exemple décrit montrant un procédé pour le poinçonnage de trous, mais le nouveau procédé peut être utilisé avec grand avantage pour des opérations sur d'autres matières plastiques (ductiles), telles que l'étirage, l'extension, le cintrage et l'em- boutissage de produits en feuilles ou leurs combinaisons.
REVENDICATIONS ---------------------------
1/ :Procédé pour le montage d'outils dans des ma- chines-outils, caractérisé en ce qu'un outil au moins est monté sur une plaque fixe ou mobile, par exemple une table-de presse d'une machine-outil, par l'intermédiaire d'une surface adhésive de telle manière que l'outil est fixé dans la position désirée et est maintenu dans cette position pendant le fonctionnement de l'outil.