EP1459822A1 - Outillage permettant l'ébarbage de pièces mécaniques forgées - Google Patents

Outillage permettant l'ébarbage de pièces mécaniques forgées Download PDF

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EP1459822A1
EP1459822A1 EP04290688A EP04290688A EP1459822A1 EP 1459822 A1 EP1459822 A1 EP 1459822A1 EP 04290688 A EP04290688 A EP 04290688A EP 04290688 A EP04290688 A EP 04290688A EP 1459822 A1 EP1459822 A1 EP 1459822A1
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EP
European Patent Office
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plate
deburring
slide
punch
punches
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EP04290688A
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German (de)
English (en)
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EP1459822B1 (fr
Inventor
Jean-Yves Morin
Erwin Fogliatto
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging

Definitions

  • the present invention relates to a tool for deburring forged mechanical parts, such as crankshafts for motor vehicles.
  • crankshafts of four or six cylinder engines are forged and have the particularity of having counterweight faces and spokes which remain unworked, which saves time in terms of machining.
  • the invention provides a tool which, while allowing deburring of crankshafts, virtually eliminates deflection of the crankshaft.
  • the tool allowing the deburring of forged mechanical parts is characterized in that it comprises an upper deburring punch fixed to a vertically movable slide. guided press; a fixed lower deburring plate secured to a support plate; a lower punch passing through the deburring plate in line with the upper punch, integral with a vertically movable plate relative to the deburring plate under the latter and being able to occupy a high projecting position of the deburring plate at which a forged piece is deposited on the lower punch before the controlled descent of the slider and then clamped between the lower and upper punches during the lowering movement of the slider which causes the concomitant descent, relatively to the deburring plate, punches enclosing the forged part and the vertically movable plate against the restoring force of elastic members so as to cut the burr of the forged part when it comes into contact with the plate 'deburring, the elastic members exerting an increasing pressure on the
  • the slide comprises, integral with the latter, at least two identical vertical feet located on either side of the upper punch and coming into contact when the slide is lowered respectively on two adjustable stops kinematically linked to the plate vertically mobile and located on either side of the deburring plate to move this plate down, and the elastic members are interposed between the vertically mobile plate and the support plate.
  • the vertically movable plate is integral with two central branches respect two parallel parts spaced in a stirrup between the lateral branches of which is disposed the fixed deburring plate and in that the adjustable stops are mounted respectively on the end faces free from the lateral branches of the stirrup parts.
  • shims are interposed between the stops and the end faces of the lateral branches of the stirrup parts so as to adjust the spacing between the slide and the vertically movable plate corresponding to the space required between the punches to a determined value. to grip the forged part as soon as the feet contact the stops.
  • each stop comprises a circular head on which the corresponding foot comes into contact and a cylindrical pin detachably fixed in a hole in the lateral branch of the stirrup piece.
  • each elastic member is interposed between the corresponding lateral branch of the stirrup piece and the support plate and comprises a stack of elastic washers mounted concentrically on a cylindrical axis fixed in the support plate by projecting perpendicularly therefrom. to engage slidingly in the end of the hole opposite to that receiving the stopper pin.
  • the slider further comprises a horizontal plate traversed by the upper punch, with controlled movement relative to the slider and which can be moved down relative to the upper punch when the slider returns to its high inactive position to eject the burr from the upper punch and cause it to drop in a recycling bin.
  • the press slide is mounted vertically movable on two guide columns integral with the support plate.
  • a robot is provided to deposit the forged workpiece with its gripper arms on the lower punch and subsequently remove the deburred forged workpiece from this punch.
  • the stops can be of the electric or hydraulic type and are adjusted remotely, for example from the press control console, which can be of the hydraulic type.
  • the tooling of the invention will be described in the application to the deburring of a forged crankshaft for an internal combustion engine, for example with four or six cylinders, but it is understood that it can be applied to any other type of forged mechanical part.
  • crankshaft 1 is first of all preferably forged in two strokes under an automatic press, for example of 5000 tonnes, and it is then preferably transferred by the clamps 2a of a robot arm 2 , shown only in Figure 11, the tool of the invention to be trimmed and straightened simultaneously as will be described below in accordance with the invention.
  • the press to which the various tools of the invention are mounted can be a mechanical or hydraulic press of a power dependent on the forged part which will have to be deburred and straightened.
  • the power of such a press can range from 300 to 1000 tonnes.
  • the tool of the invention as shown in the figures comprises an upper part fixed on the slide 3 vertically movable relative to a lower horizontal support plate 4 by means of two vertical telescopic columns 5 whose lower ends are secured to the plate support 4, the slide 3 extending parallel above the plate 4.
  • An upper deburring punch 6 is fixed by any appropriate means under the slide 3 so as to follow the downward and upward movements of this slide relative to the support plate 4.
  • a rectangular plate 7 intended for the extraction or the ejection of the cut out burr 1a of the crankshaft 1 as will be seen later is fixed under the slide 3 parallel to this one and can be controlled so as to move vertically from its position rest near slide 3 at its burr extraction position 1a secured to the upper punch 6 remote from this slide.
  • the plate 7 has four guide pins 8 disposed approximately at the four corners of the plate 7 and which can slide respectively in four conjugate holes 9 of the slide 3. The movements of descent and rise of the plate 7 relative to the slide 3 can be controlled by a jack (not shown).
  • the upper punch 6 passes through a conjugate opening 7a of the extraction plate 7 so that the latter can move vertically relative to the punch 6.
  • the slider 3 further comprises four vertical feet 10 integral with the slider projecting under the latter and two by two disposed on either side of the extraction plate 7 and of the upper punch 6.
  • the tooling further comprises a fixed lower deburring plate 11 secured to a generally parallelepipedic support block 12 fixed to the support plate 4 and a lower punch 13 passing through the deburring plate 11 directly above the upper punch 6.
  • the deburring plate 11 comprises a deburring relief 11a cooperating with the punch 13 to cut out the burr 1a of the crankshaft 1.
  • the lower punch 13 is integral with a plate 14 extending transversely to the support plate 4 in a direction parallel to the telescopic guide columns 5 and movable vertically relative to the deburring plate 11 under the latter so as to occupy a high position at which the upper punch 13 projects from the deburring plate 11 and its relief 11a at a low position at which the burr 1a of the crankshaft 1 is cut from the latter by the relief 11a of the deburring plate 11.
  • the plate 14 is secured to two identical pieces in stirrup 15 spaced parallel to each other by extending perpendicular to the plane vertical passing through the two guide columns 5. More specifically, the plate 14 for supporting the lower punch 13 is fixed on the two central branches 15a of the stirrup parts 15 between the two lateral branches 15b of these two parts. The plate 14 extends perpendicularly to the central branches 15a of the stirrup pieces 15 and the deburring plate 11 extends between the lateral branches 15b of the stirrup pieces 15.
  • Elastic members 16 are interposed between the stirrup parts 15 and the support plate 4 so as to bring the stirrup parts 15 back to the high position relative to the support plate 4 and therefore to the block 12. The downward movement of the stirrup parts 15 towards the plate 4 is thus effected against the restoring force of the elastic members 16.
  • Each of these latter is preferably constituted by a stack of elastic washers 17 mounted concentrically with a vertical cylindrical axis 18 integral with the plate 4 and the upper end of which protrudes from this plate is slidably mounted in a bore 19 produced through a corresponding one of the lateral branches 15b of a stirrup piece 15.
  • four elastic members 16 are provided, associated respectively with the four lateral branches extending upwards 15b of the stirrup pieces 15.
  • each elastic member 16 In the high position of the stirrup pieces 15 and therefore of the punch lower 13, approximately a lower half of the stacked washers 17 of each elastic member 16 is housed in a corresponding vertical bore 20 of the support plate 4 and some washers 17 of the upper part of the elastic member 16 are housed in a corresponding counterbore 21 produced under the vertical lateral branch 15b of the stirrup piece 15 coaxially with the bore 1a.
  • the upper and lower washers 17 of each elastic member 36 are supported respectively on two rigid washers 22 bearing on the bottom of the counterbore 21 and the corresponding bore 20, the washer 22 being able to slide along the associated axis 18 during vertical movements of the stirrup part 15 relative to the support plate 4.
  • an adjustable stop 23 comprising a circular head 24 on which can come into contact a corresponding foot 10 of the slide 3 and a cylindrical pin 25 removably fixed in the end of the bore 19 opposite to that into which the upper end of the guide pin 18 enters.
  • Wedges 26 can be interposed between the head 24 of each stop 23 and the upper face of the corresponding lateral branch 15b of a stirrup piece 15.
  • the wedges 26 allow the spacing between the slide 3 and to be adjusted to a determined value. the stirrup parts 15, therefore the vertically movable plate 14, as soon as the feet 10 come into contact with the heads 24 of the stops 23 when the slide 3 descends. This spacing value determines the space required between the upper punches 6 and lower 13 to enclose between them the forged part 1.
  • each punch 6 and 13 may consist of a plurality of vertical walls 6b, 13b extending in a longitudinal direction parallel to the guide columns 5 opposite one another so as to grip the crankshaft at separate locations located along it.
  • the robot 2 grasps by its gripping pliers 2a the forged crankshaft 1 with its burr 1a to place this assembly on the lower punch 13 as shown in FIGS. 2 and 3 which show that the lower part of the crankshaft 1 is housed in the impressions 13a combined with the lower punch 13 with the burr 1a projecting all around the crankshaft 1 above of the punch 13 in the longitudinal median plane of the crankshaft 1.
  • the punch 13 occupies its high projecting position above the relief 11a of the deburring plate 11 under the action of the upward restoring force exerted by the elastic members 16 .
  • FIGS. 4 and 5 illustrate the confinement of the crankshaft 1 between the punches 6 and 13 at the moment when the feet 10 have just contacted the stops 23, the lower punch 13 still occupying its high position above the deburring plate 11.
  • the slider 3 also drives down the crankshaft and its burr against the restoring force exerted by the elastic members 16 and when the burr of the forged piece 1 comes into contact with cutting the relief 11a of the deburring plate 11, the pressure exerted by the elastic members 16 on the crankshaft via the punches 6, 13 is approximately 120 tonnes, which makes it possible to straighten the crankshaft which would have been folded during the stamping operation before being brought to the press of the invention.
  • FIGS 7 and 8 show the state of the slide 3 at its lowest position at which the burr has been cut by the deburring plate 11 and disengaged up the crankshaft to be arranged around the upper punch 6 which retains this burr.
  • the slider 3 is then controlled so as to go back up and the elastic members 16 exert the upward return force for holding the crankshaft 1 sandwiched between the two upper 6 and lower 13 punches until the lower puncher 13 reaches its high position.
  • the slider 3 carries with it the burr 1a secured to the lower end of the deburring punch 6 which remains thereon ci when the slide 3 arrives at the end of its travel in its high position.
  • FIG. 11 shows that the robot 2 located at the rear of the press has gripped by its pliers 2a the cranked crankshaft 1 to extract it from the lower punch 13 and the extraction plate 7 has been driven down to remove the burr 1a of the upper punch 6 and drop it into a recovery receptacle 2b of the robot 2 which then withdraws from the press to evacuate the crankshaft 1 and the burr 1a.
  • the press according to the invention thus makes it possible simultaneously to deburr a forged crankshaft and to straighten it in the event that it has been bent during the previous stamping operation so as to practically cancel the defect in deflection of this crankshaft, whereas previously such crankshafts could have arrows up to 1.8 mm causing great difficulty in balancing them, intolerable imbalance in the case of a crankshaft of internal combustion engine with four or six cylinders.
  • control console of the press can be used to remotely control the movement of the slide 3, the displacement cylinder of the extraction plate 7 of the burr 1a and the electric or hydraulic stops for adjusting the space. to enclose the crankshaft between the two upper 6 and lower 13 punches of the tool.
  • the various tools of the invention can be mounted on a traditional mechanical or hydraulic press with a power obviously dependent on the size of the forged part to be deburred and straightened, power which can range from 300 to 1000 tonnes for deburring and straightening a crankshaft as already mentioned previously.

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Abstract

La présente invention concerne une conception d'outillage permettant l'ébarbage de pièces mécaniques forgées. L'outillage est caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement un poinçon supérieur d'ébarbage (6) solidaire d'un coulisseau verticalement mobile (3), une plaque inférieure fixe d'ébarbage (11), un poinçon inférieur (13) traversant la plaque d'ébarbage (11) coopérant avec la plaque d'ébarbage (11) pour découper, lors de la descente du coulisseau (3), la bavure (1a) du vilebrequin (1) et, le cas échéant, redresser le vilebrequin emprisonné entre les deux pionçons supérieur (6) et inférieur (13). L'invention trouve application dans le domaine de l'automobile. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un outillage permettant l'ébarbage de pièces mécaniques forgées, telles par exemple des vilebrequins pour véhicules automobiles.
  • La plupart des vilebrequins de moteurs à quatre ou six cylindres sont forgés et ont la particularité d'avoir des faces et rayons de contrepoids qui restent brut de forgeage, ce qui génère un gain de temps au niveau de l'usinage.
  • Dans ce type de moteur, les jeux situés entre le vilebrequin en rotation et les carters sont faibles et les zones qui ne sont pas reprises en usinage doivent donc avoir une bonne précision dimensionnelle et géométrique. En forge, les causes principales qui influent sur ces précisions sont le déport et la flèche du vilebrequin, la flèche entraînant de grandes difficultés pour équilibrer correctement le vilebrequin.
  • L'invention propose un outillage qui, tout en permettant l'ébarbage de vilebrequins, élimine quasiment les défauts de flèche du vilebrequin.
  • A cet effet, selon l'invention, l'outillage permettant l'ébarbage de pièces mécaniques forgées, telles que des vilebrequins pour véhicules automobiles, est caractérisé en ce qu'elle comprend un poinçon supérieur d'ébarbage solidaire d'un coulisseau verticalement mobile de façon guidée de la presse ; une plaque inférieure fixe d'ébarbage solidaire d'un plateau de support ; un poinçon inférieur traversant la plaque d'ébarbage à l'aplomb du poinçon supérieur, solidaire d'une plaque verticalement mobile relativement à la plaque d'ébarbage sous cette dernière et pouvant occuper une position haute en saillie de la plaque d'ébarbage à laquelle une pièce forgée est déposée sur le poinçon inférieur avant la descente commandée du coulisseau et ensuite enserrée entre les poinçons inférieur et supérieur lors du mouvement de descente du coulisseau qui provoque la descente concomitante, relativement à la plaque d'ébarbage, des poinçons enserrant la pièce forgée et de la plaque verticalement mobile à l'encontre de la force de rappel d'organes élastiques de manière à découper la bavure de la pièce forgée lorsqu'elle arrive en contact avec la plaque d'ébarbage, les organes élastiques exerçant sur les poinçons une pression croissante au fur et à mesure de la descente des poinçons au travers de la plaque d'ébarbage et permettant, le cas échéant, de redresser la pièce forgée.
  • De préférence, le coulisseau comprend, solidaires de celui-ci, au moins deux pieds verticaux identiques situés de part et d'autre du poinçon supérieur et venant en contact lors de la descente du coulisseau respectivement sur deux butées réglables liées cinématiquement à la plaque verticalement mobile et situées de part et d'autre de la plaque d'ébarbage pour déplacer vers le bas cette plaque, et les organes élastiques sont interposés entre la plaque verticalement mobile et le plateau de support.
  • En outre, la plaque verticalement mobile est solidaire de deux branches centrales respectivent de deux pièces parallèles espacées en étrier entre les branches latérales desquelles est disposée la plaque fixe d'ébarbage et en ce que les butées réglables sont montées respectivement sur les faces d'extrémités libres des branches latérales des pièces en étrier.
  • Avantageusement, des cales sont interposées entre les butées et les faces d'extrémités des branches latérales des pièces en étrier de manière à régler à une valeur déterminée l'écartement entre le coulisseau et la plaque verticalement mobile correspondant à l'espace nécessaire entre les poinçons pour enserrer la pièce forgée dès que les pieds contactent les butées.
  • Selon un mode de réalisation, chaque butée comprend une tête circulaire sur laquelle vient en contact le pied correspondant et un pion cylindrique amoviblement fixé dans un perçage de la branche latérale de la pièce en étrier.
  • En outre, chaque organe élastique est interposé entre la branche latérale correspondante de la pièce en étrier et le plateau de support et comprend un empilement de rondelles élastiques montées concentriquement sur un axe cylindrique fixé dans le plateau de support en faisant saillie perpendiculairement de celui-ci pour s'engager à coulissement dans l'extrémité du perçage opposée à celle recevant le pion de la butée.
  • Lors de la descente des poinçons après découpe de la bavure, cette dernière se solidarise au poinçon supérieur en l'entourant et lors de la remontée commandée du coulisseau, les organes élastiques exercent un effort de rappel sur le poinçon inférieur maintenant la pièce forgée enserrée entre les deux poinçons jusqu'à ce que le poinçon inférieur retrouve sa position haute de repos en saillie de la plaque d'ébarbage.
  • Le coulisseau comprend en outre une plaque horizontale traversée par le poinçon supérieur, à déplacement commandé relativement au coulisseau et pouvant être déplacée vers le bas relativement au poinçon supérieur lorsque le coulisseau retrouve sa position haute inactive pour éjecter la bavure du poinçon supérieur et la faire chuter dans un bac de récupération.
  • Avantageusement, le coulisseau de la presse est monté verticalement mobile sur deux colonnes de guidage solidaires du plateau de support.
  • Un robot est prévu pour déposer par ses bras à pinces la pièce forgée à bavure sur le poinçon inférieur et ultérieurement retirer la pièce forgée ébarbée de ce poinçon.
  • Selon un autre mode de réalisation, les butées peuvent être de type électrique ou hydraulique et sont réglées à distance, par exemple à partir du pupitre de commande de la presse, qui peut être du type hydraulique.
  • 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 un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un outillage d'ébarbage de pièces mécaniques forgées de l'invention et occupant sa position de réception d'une pièce forgée à bavure ;
    • la figure 2 est une vue en perspective d'un outillage de la figure 1 sur lequel est disposée une pièce forgée à bavure ;
    • la figure 3 est une vue en coupe dans le plan vertical contenant la ligne III-III de la figure 2 ;
    • la figure 4 est une vue en perspective de l'outillage à une position à laquelle la pièce forgée à bavure est enserrée entre deux poinçons supérieur et inférieur avant découpe de la bavure ;
    • la figure 5 est une vue en coupe dans le plan vertical contenant la ligne V-V de la figure 4 ;
    • la figure 6 est une vue en perspective représentant la position des deux poinçons supérieur et inférieur en figure 4 sans la pièce forgée à bavure ;
    • la figure 7 est une vue en perspective de l'outillage à sa position de découpage de la bavure de la pièce forgée ;
    • la figure 8 est une vue en coupe dans le plan vertical contenant la ligne VIII-VIII de la figure 7 ;
    • la figure 9 est une vue en perspective de l'outillage à sa position dégagée d'accès à la pièce forgée ébarbée ;
    • la figure 10 est une vue en coupe dans le plan contenant la ligne X-X de la figure 9 ; et
    • la figure 11 est une vue en perspective de l'outillage montrant un robot saisissant la pièce forgée ébarbée et récupérant la bavure découpée auparavant.
  • L'outillage de l'invention va être décrit dans l'application à l'ébarbage d'un vilebrequin forgé pour moteur à combustion interne par exemple à quatre ou six cylindres, mais il est bien entendu qu'il peut s'appliquer à tout autre type de pièce mécanique forgée.
  • Comme cela est connu en soi, le vilebrequin 1 est tout d'abord forgé de préférence en deux coups sous une presse automatique, par exemple de 5000 tonnes, et il est ensuite transféré de préférence par les pinces 2a d'un bras de robot 2, représenté uniquement en figure 11, à l'outillage de l'invention pour y être ébarbé et redressé simultanément comme cela va être décrit ci-dessous conformément à l'invention.
  • La presse à laquelle sont montés les différents outils de l'invention peut être une presse mécanique ou hydraulique d'une puissance dépendant de la pièce forgée qu'il faudra ébarber et redresser. Pour un vilebrequin, la puissance d'une telle presse peut s'étendre de 300 à 1000 tonnes.
  • L'outillage de l'invention tel que représenté aux figures comprend une partie supérieure fixée sur le coulisseau 3 verticalement mobile relativement à un plateau horizontal inférieur de support 4 par l'intermédiaire de deux colonnes verticales télescopiques 5 dont les extrémités inférieures sont solidaires du plateau de support 4, le coulisseau 3 s'étendant parallèlement au-dessus du plateau 4.
  • Un poinçon supérieur d'ébarbage 6 est fixé par tout moyen approprié sous le coulisseau 3 de manière à suivre les mouvements descendant et ascendant de ce coulisseau relativement au plateau de support 4.
  • Une plaque rectangulaire 7 destinée à l'extraction ou l'éjection de la bavure découpée la du vilebrequin 1 comme on le verra ultérieurement est fixée sous le coulisseau 3 parallèlement à celui-ci et peut être commandée de manière à se déplacer verticalement de sa position de repos à proximité du coulisseau 3 à sa position d'extraction de la bavure 1a solidaire du poinçon supérieur 6 éloignée de ce coulisseau. La plaque 7 comporte quatre axes de guidage 8 disposés approximativement aux quatre coins de la plaque 7 et pouvant coulisser respectivement dans quatre perçages conjugués 9 du coulisseau 3. Les mouvements de descente et de montée de la plaque 7 relativement au coulisseau 3 peuvent être commandés par un vérin (non représenté).
  • Le poinçon supérieur 6 traverse une ouverture conjuguée 7a de la plaque d'extraction 7 de manière que cette dernière puisse se déplacer verticalement relativement au poinçon 6.
  • Le coulisseau 3 comprend en outre quatre pieds verticaux 10 solidaires du coulisseau en faisant saillie sous celui-ci et deux à deux disposés de part et d'autre de la plaque d'extraction 7 et du poinçon supérieur 6.
  • L'outillage comprend de plus une plaque inférieure fixe d'ébarbage 11 solidaire d'un bloc de support généralement parallélipipédique 12 fixé sur le plateau de support 4 et un poinçon inférieur 13 traversant la plaque d'ébarbage 11 à l'aplomb du poinçon supérieur 6. La plaque d'ébarbage 11 comprend un relief d'ébarbage 11a coopérant avec le poinçon 13 pour découper la bavure 1a du vilebrequin 1.
  • Le poinçon inférieur 13 est solidaire d'une plaque 14 s'étendant transversallement au plateau de support 4 en direction parallèle aux colonnes télescopiques de guidage 5 et déplaçable verticalement relativement à la plaque d'ébarbage 11 sous cette dernière de manière à occuper une position haute à laquelle le poinçon supérieur 13 fait saillie de la plaque d'ébarbage 11 et de son relief 11a à une position basse à laquelle la bavure 1a du vilebrequin 1 est découpée de celui-ci par le relief 11a de la plaque d'ébarbage 11.
  • La plaque 14 est solidaire de deux pièces identiques en étrier 15 espacées parallèlement l'une de l'autre en s'étendant perpendiculairement au plan vertical passant par les deux colonnes de guidage 5. Plus précisément, la plaque 14 de support du poinçon inférieur 13 est fixée sur les deux branches centrales 15a des pièces en étrier 15 entre les deux branches latérales 15b de ces deux pièces. La plaque 14 s'étend perpendiculairement aux branches centrales 15a des pièces en étrier 15 et la plaque d'ébarbage 11 s'étend entre les branches latérales 15b des pièces en étrier 15.
  • Des organes élastiques 16 sont interposés entre les pièces en étrier 15 et le plateau de support 4 de manière à ramener en position haute les pièces en étrier 15 relativement au plateau de support 4 et donc au bloc 12. Le déplacement descendant des pièces en étrier 15 vers le plateau 4 s'effectue ainsi à l'encontre de la force de rappel des organes élastiques 16. Chacun de ces derniers est de préférence constitué par un empilement de rondelles élastiques 17 montées concentriquement à un axe cylindrique vertical 18 solidaire du plateau 4 et dont l'extrémité supérieure faisant saillie de ce plateau est montée à coulissement dans un perçage 19 réalisé au travers de l'une correspondante des branches latérales 15b d'une pièce en étrier 15. Ainsi, on prévoit quatre organes élastiques 16 associés respectivement aux quatre branches latérales s'étendant vers le haut 15b des pièces en étrier 15. En position haute des pièces en étrier 15 et donc du poinçon inférieur 13, environ une moitié inférieure des rondelles empilées 17 de chaque organe élastique 16 est logée dans un perçage vertical correspondant 20 du plateau de support 4 et quelques rondelles 17 de la partie supérieure de l'organe élastique 16 sont logées dans un lamage correspondant 21 réalisé sous la branche latérale verticale 15b de la pièce en étrier 15 coaxialement au perçage 1a. Les rondelles supérieure et inférieure 17 de chaque organe élastique 36 sont en appui respectivement sur deux rondelles rigides 22 en appui au fond du lamage 21 et du perçage 20 correspondants, la rondelle 22 pouvant coulisser le long de l'axe associé 18 lors des déplacements verticaux de la pièce en étrier 15 relativement au plateau de support 4.
  • Sur chaque face supérieure horizontale d'extrémité libre d'une branche latérale 15b d'une pièce en étrier 15 est montée une butée réglable 23 comprenant une tête circulaire 24 sur laquelle peut venir en contact un pied correspondant 10 du coulisseau 3 et un pion cylindrique 25 amoviblement fixé dans l'extrémité du perçage 19 opposée à celle dans laquelle pénètre l'extrémité supérieure de l'axe de guidage 18.
  • Des cales 26 peuvent être interposées entre la tête 24 de chaque butée 23 et la face supérieure de la branche latérale correspondante 15b d'une pièce en étrier 15. Les cales 26 permettent de régler à une valeur déterminée l'écartement entre le coulisseau 3 et les pièces en étrier 15, donc la plaque verticalement mobile 14, dès que les pieds 10 viennent en contact avec les têtes 24 des butées 23 lors de la descente du coulisseau 3. Cette valeur d'écartement détermine l'espace nécessaire entre les poinçons supérieur 6 et inférieur 13 pour enserrer entre eux la pièce forgée 1.
  • Comme cela ressort mieux de la figure 6, les poinçons supérieur 6 et inférieur 13 définissent chacun une empreinte 6a, 13a épousant les contours du vilebrequin 1 le long de celui-ci sans interférer avec la bavure 1a du vilebrequin 1 faisant saillie de part et d'autre de ce vilebrequin. Ainsi, chaque poinçon 6 et 13 peut être constitué d'une pluralité de parois verticales 6b, 13b s'étendant suivant une direction longitudinale parallèle aux colonnes de guidage 5 en regard les unes au-dessus des autres de manière à enserrer le vilebrequin à des emplacements distincts localisés le long de celui-ci.
  • Les flèches F1 et F2 de la figure 1 symbolisent le passage d'un liquide de refroidissement au travers d'un circuit de refroidissement réalisé dans la plaque d'ébarbage 11, circuit non représenté aux figures afin de ne pas les surcharger.
  • Le fonctionnement de la presse ressort déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être maintenant expliqué.
  • A la position d'attente de la presse représentée en figure 1 à laquelle le coulisseau 3 occupe sa position haute dégagée d'au-dessus du poinçon inférieur 13, le robot 2 saisit par ses pinces de préhension 2a le vilebrequin forgé 1 avec sa bavure 1a pour placer cet ensemble sur le poinçon inférieur 13 comme représenté aux figures 2 et 3 qui montrent que la partie inférieure du vilebrequin 1 est logée dans les empreintes 13a conjuguées du poinçon inférieur 13 avec la bavure 1a débordant tout autour du vilebrequin 1 au-dessus du poinçon 13 dans le plan médian longitudinal du vilebrequin 1. Le poinçon 13 occupe sa position haute en saillie au-dessus du relief 11a de la plaque d'ébarbage 11 sous l'action de la force de rappel ascendante exercée par les organes élastiques 16.
  • Ensuite, le coulisseau 3 est commandé de manière à descendre de façon guidée par les colonnes 5 vers le plateau de support 4 jusqu'à ce que le poinçon supérieur 6 vienne coiffer et enserrer le vilebrequin 1 entre ce poinçon et le poinçon inférieur 13 et, simultanément, les pieds 10 viennent en contact respectivement sur les butées 23. Les cales 26 situées sous les têtes 24 des butées 23 ont été préalablement réglées en fonction de la côte d'épaisseur du vilebrequin forgé 1, le réglage de ces cales permettant de ne laisser que l'espace nécessaire au vilebrequin 1 entre les poinçons 6, 13. Un tel réglage s'effectue dans le cas présent manuellement, mais peut être automatisé par des butées réglables, du type électrique ou hydraulique, commandées à distance pour déterminer leur position de réglage de l'espace juste nécessaire au vilebrequin 1 entre les poinçons 6, 13. Les figures 4 et 5 illustrent l'emprisonnement du vilebrequin 1 entre les poinçons 6 et 13 au moment où les pieds 10 viennent juste de contacter les butées 23, le poinçon inférieur 13 occupant encore sa position haute au-dessus de la plaque d'ébarbage 11.
  • En continuant de descendre, le coulisseau 3 entraîne également vers le bas le vilebrequin et sa bavure la à l'encontre de la force de rappel exercée par les organes élastiques 16 et au moment où la bavure la de la pièce forgée 1 vient en contact avec la découpe du relief 11a de la plaque d'ébarbage 11, la pression exercée par les organes élastiques 16 sur le vilebrequin par l'intermédiaire des poinçons 6, 13 est d'environ 120 tonnes, ce qui permet de redresser le vilebrequin qui aurait été plié lors de l'opération d'estampage avant d'être amené à la presse de l'invention.
  • Le coulisseau 3 continue de descendre de manière que la bavure 1a, en contact avec la découpe de la plaque d'ébarbage 11, puisse être découpée et donc désolidarisée du vilebrequin 1 sans que ce dernier ne puisse se déformer, la pression exercée lors de la découpe étant d'environ 350 tonnes. Les figures 7 et 8 représentent l'état du coulisseau 3 à sa position la plus basse à laquelle la bavure la a été découpée par la plaque d'ébarbage 11 et désengagée vers le haut du vilebrequin pour être disposée autour du poinçon supérieur 6 qui retient cette bavure.
  • Le coulisseau 3 est ensuite commandé de manière à remonter et les organes élastiques 16 exercent la force de rappel ascendante de maintien du vilebrequin 1 enserré entre les deux poinçons supérieur 6 et inférieur 13 jusqu'à ce que le poinçon inférieur 13 arrive à sa position haute au-dessus de la plaque d'ébarbage 11 comme représenté aux figures 9 et 10 et, en continuant de remonter, le coulisseau 3 entraîne avec lui la bavure 1a solidarisée à l'extrémité inférieure du poinçon d'ébarbage 6 qui reste sur celui-ci lorsque le coulisseau 3 arrive en bout de course à sa position haute. On notera que pendant la remontée du coulisseau 3 jusqu'à ce que le poinçon inférieur 13 arrive à sa position haute sous l'action des organes élastiques 16, le poinçon 6 et le poinçon 13 passent à travers la plaque d'ébarbage 11 sans que le vilebrequin 1 ne puisse se déformer.
  • La figure 11 montre que le robot 2 situé à l'arrière de la presse a saisi par ses pinces 2a le vilebrequin ébarbé 1 pour l'extraire du poinçon inférieur 13 et la plaque d'extraction 7 a été commandée vers le bas pour retirer la bavure 1a du poinçon supérieur 6 et la faire tomber dans un réceptacle de récupération 2b du robot 2 qui se retire ensuite de la presse pour évacuer le vilebrequin 1 et la bavure 1a.
  • Le cycle de fonctionnement ci-dessus décrit se répète pour ébarber et redresser simultanément un nouveau vilebrequin forgé 1 à bavure 1a.
  • La presse conforme à l'invention permet ainsi simultanément d'ébarber un vilebrequin forgé et de le redresser dans le cas où il aurait été plié lors de l'opération précédente d'estampage de manière à pratiquement annuler les défauts de flèche de ce vilebrequin, alors qu'auparavant de tels vilebrequins pouvaient avoir des flèches allant jusqu'à 1,8mm entraînant de grandes difficultés d'équilibrage de ceux-ci, déséquilibrage intolérable dans le cas d'un vilebrequin de moteur à combustion interne à quatre ou six cylindres.
  • Diverses modifications peuvent être apportées à l'outillage ci-dessus décrit sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le pupitre de commande habituel de la presse peut être utilisé pour commander à distance le déplacement du coulisseau 3, le vérin de déplacement de la plaque d'extraction 7 de la bavure 1a et les butées électriques ou hydrauliques de réglage de l'espace d'enserremert du vilebrequin entre les deux poinçons supérieur 6 et inférieur 13 de l'outillage.
  • Les différents outils de l'invention peuvent se monter sur une presse mécanique ou hydraulique traditionnelle d'une puissance dépendant bien entendu de la taille de la pièce forgée à ébarber et redresser, puissance pouvant aller de 300 à 1000 tonnes pour ébarber et redresser un vilebrequin comme déjà mentionné précédemment.

Claims (11)

  1. Outillage permettant l'ébarbage de pièces mécaniques forgées (1), telles que des vilebrequins pour véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'elle comprend un poinçon supérieur d'ébarbage (6) solidaire d'un coulisseau verticalement mobile (3) de façon guidée de la presse ; une plaque inférieure fixe d'ébarbage (11) solidaire d'un plateau de support (4) ; un poinçon inférieur (13) traversant la plaque d'ébarbage (11) à l'aplomb du poinçon supérieur (6), solidaire d'une plaque (14) verticalement mobile relativement à la plaque d'ébarbage (11) sous cette dernière et pouvant occuper une position haute en saillie de la plaque d'ébarbage (11) à laquelle une pièce forgée (1) est déposée sur le poinçon inférieur (13) avant la descente commandée du coulisseau (3) et ensuite enserrée entre les poinçons inférieur (6) et supérieur (13) lors du mouvement de descente du coulisseau (3) qui provoque la descente concomitante, relativement à la plaque d'ébarbage (11), des poinçons (6,13) enserrant la pièce forgée (1) et de la plaque verticalement mobile (14) à l'encontre de la force de rappel d'organes élastiques (16) de manière à découper la bavure (1a) de la pièce forgée (1) lorsqu'elle arrive en contact avec la plaque d'ébarbage (11), les organes élastiques (16) exerçant sur les poinçons (6,13) une pression croissante au fur et à mesure de la descente des poinçons (6,13) au travers de la plaque d'ébarbage (11) et permettant, le cas échéant, de redresser la pièce forgée (1), et en ce que le coulisseau (3) comprend, solidaires de celui-ci, au moins deux pieds verticaux identiques (10) situés de part et d'autre du poinçon supérieur (6) et venant en contact lors de la descente du coulisseau (3) respectivement sur deux butées réglables (23) liées cinématiquement à la plaque verticalement mobile (14) et situées de part et d'autre de la plaque d'ébarbage(11) pour déplacer vers le bas la plaque (14) à l'encontre de la force de rappel des organes élastiques (16).
  2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque verticalement mobile (14) est solidaire de deux branches centrales (15a) respectivent de deux pièces parallèles espacées en étrier (15) entre les branches latérales (15b) desquelles est disposée la plaque fixe d'ébarbage (11) et en ce que les butées réglables (23) sont montées respectivement sur les faces d'extrémités libres des branches latérales (15b) des pièces en étrier (15).
  3. Outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que des cales (26) sont interposées entre les butées (23) et les faces d'extrémités des branches latérales (15b) des pièces en étrier (15) de manière à régler à une valeur déterminée l'écartement entre le coulisseau (3) et la plaque verticalement mobile (14) correspondant à l'espace nécessaire entre les poinçons (6,13) pour enserrer la pièce forgée (1) dès que les pieds (10) contactent les butées (23).
  4. Outillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque butée (23) comprend une tête circulaire (24) sur laquelle vient en contact le pied correspondant (10) et un pion cylindrique (25) amoviblement fixé dans un perçage (19) de la branche latérale (15b) de la pièce en étrier (15).
  5. Outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque organe élastique (16) est interposé entre la branche latérale correspondante (15b) de la pièce en étrier (15) et le plateau de support (4) et comprend un empilement de rondelles élastiques (17) montées concentriquement sur un axe cylindrique (18) fixé dans le plateau de support (4) en faisant saillie perpendiculairement de celui-ci pour s'engager à coulissement dans l'extrémité du perçage (19) apposée à celle recevant le pion (25) de la butée (23).
  6. Outillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de la descente des poinçons (6,13) après découpe de la bavure (1a), cette dernière se solidarise au poinçon supérieur (6) en l'entourant et lors de la remontée commandée du coulisseau (3), les organes élastiques (16) exercent un effort de rappel sur le poinçon inférieur (13) maintenant la pièce forgée (1) enserrée entre les deux poinçons (6,13) jusqu'à ce que le poinçon inférieur (13) retrouve sa position haute de repos en saillie de la plaque d'ébarbage (11).
  7. Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le coulisseau (3) comprend en outre une plaque horizontale (7) traversée par le poinçon supérieur (6), à déplacement commandé relativement au coulisseau (3) et pouvant être déplacée vers le bas relativement au poinçon supérieur (6) lorsque le coulisseau (3) occupe sa position haute inactive pour éjecter la bavure (1a) du poinçon supérieur (6) et la faire chuter dans un bac de récupération (2b).
  8. Outillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coulisseau (3) est monté verticalement mobile sur deux colonnes de guidage (5) solidaires du plateau de support (4).
  9. Outillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un robot (2) est prévu pour déposer par ses bras à pinces (2a) la pièce forgée (1) à bavure (1a) sur le poinçon inférieur (13) et ultérieurement retirer la pièce forgée ébarbée (1) de ce poinçon.
  10. Outillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les butées (23) sont du type électrique ou hydraulique et sont réglées à distance, par exemple à partir du pupitre de commande de la presse.
  11. Outillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle est du type hydraulique.
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