FR2478495A1 - PROCESS AND DEVICE FOR BENDING WORKPIECES USING EXPLOSIVE MATERIAL - Google Patents

Abstract

The invention relates to the area of forming technology. It is the aim of the invention to reduce the production time, tool costs and dimensional deviations in the rounding of workpieces. The object of the invention consists in eliminating the disadvantages of known forming methods and in providing a method and a device for rounding workpieces in the cold condition by means of explosive which can be employed in series manufacture. The essence of the invention consists in assembling, adjusting and clamping a plurality of initial workpiece shapes (1) in a die (8) to give a structure (4) with the shape of a hollow section filled with an energy transmission medium (5), an explosive charge (6) being detonated inside the said structure. The detonation pressure rounds the initial workpiece shapes (1). The initial workpiece shapes (1) can also be connected to one another by tacking or wound joints. The area of application of the invention is in the rounding of sheets and sections made of metal.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour cintrer des pièces à usiner au moyen de matière explosive, de préférence des profilés demi-ronds ou en forme de U, ainsi que des sections de tôle planes et des pièces plates préformées avec épaisseur de paroi uniforme ou variable. The invention relates to a method and a device for bending workpieces using explosive material, preferably semi-round or U-shaped profiles, as well as flat sheet metal sections and preformed flat pieces with wall thickness. uniform or variable.

On connaît la préparation de pièces courbes, et également de profilés courts, par emboutissage profond et découpe subséquante. Par exemple, les demi-coquilles en tôle cintrées par emboutissage profond à matrice, avec poinçon rigide, pour poutres courbées, sont finies sur des dispositifs pneumatiques
Un inconvénient est constitué par la dépense élevée pour l'élément d'outil actif et la perte élevée en matériau par suite de la découpe.We know the preparation of curved parts, and also of short sections, by deep drawing and subsequent cutting. For example, the sheet metal half-shells bent by deep stamping with matrix, with rigid punch, for curved beams, are finished on pneumatic devices
A drawback is the high expense for the active tool element and the high loss of material as a result of cutting.

Pour le cintrage de morceaux de profilés ouverts, on connaît également un procédé de flexion par estampage au moyen de poinçon et de matrice. Ces procédés se caractérisent par une dépense élevée pour l'outillage et le risque de malfaçon dans la zone de pression par formation d'un contour extérieur concave. For the bending of pieces of open sections, there is also known a bending process by stamping by means of punch and die. These processes are characterized by a high expense for tools and the risk of workmanship in the pressure zone by the formation of a concave outer contour.

Lors du cintrage de pièces plates à faible courbure, il s'est avéré difficile. d'appliquer l'impulsion d'estampage nécessaire pour diminuer la flexion élastique de retour en arrière. When bending flat parts with low curvature, it has proven difficult. apply the stamping pulse necessary to decrease the elastic bending back.

Une autre solution est la flexion de refoulement au moyen de galets de flexion. Compte tenu des écarts de formes aux extrémités des bords de profilé, cette solution est plutôt adaptée pour le cintrage des profilés et non pas de profilés à courbure concave De plus, le réglage des outils pour obtenir une courbure prédéterminée de la pièce s'est avéré très coûteux. Les profilés en forme de U courbés, convexes ou concaves, subissent en outre une finition au moyen d'outils de laminage ou de refoulement par moulage manuel ou mécanique. Another solution is the delivery bending by means of bending rollers. Given the differences in shape at the ends of the profile edges, this solution is more suitable for bending profiles and not profiles with concave curvature. In addition, the adjustment of the tools to obtain a predetermined curvature of the part has been found very expensive. The curved U-shaped profiles, convex or concave, are further finished using rolling or pressing tools by manual or mechanical molding.

Cette technique est cependant limitée à la finition manuelle de pièces uniques ou de petites séries, et n'est pas adaptée à la finition industrielle.This technique is however limited to manual finishing of single pieces or small series, and is not suitable for industrial finishing.

Pour le cintrage de profilés, on peut également mettre en oeuvre des machines de flexion à gAlets multiples, le plus souvent avec deux, trois ou quatre gilets de flexion. Il y a également l'inconvénient des écarts de forme possibles par malformation dans la zone de courbure du profilé, ainsi que par suite de la rectitude indésirable des extrémités de profilé. Ce dernier inconvénient ne peut être éliminé que par pliure préalable des extrémités de profilé, et donc seulement avec un coût supplémentaire. For bending profiles, it is also possible to use bending machines with multiple gAlets, most often with two, three or four bending vests. There is also the disadvantage of possible shape deviations due to malformation in the profile curvature zone, as well as as a result of the undesirable straightness of the profile ends. This last drawback can only be eliminated by prior bending of the profile ends, and therefore only at an additional cost.

La finition de pièces courtes cintrées sur des machines de flexion de profilés à quatre galets, n'est pas adaptée par suite du comportement géométrique de l'agent de finition (DE-PS 14 52 895). The finishing of short bent parts on machines for bending profiles with four rollers is not suitable due to the geometric behavior of the finishing agent (DE-PS 14 52 895).

Un autre procédé propose d'effectuer la flexion au moyen d'une forme négative, une pièce de profilé étant soumise en direction longitudinale à un moment de flexion, et se trouve laminée simultanément par action de cylindres sous pression élevée. Cette technique est mise en oeuvre essentiellement pour la finition grossière de pare-chocs et exige l'uti- lisation de sections de profilé avec une tolérance étroite de l'épaisseur de tôle. Another method proposes to effect bending by means of a negative form, a profile part being subjected in the longitudinal direction to a bending moment, and is rolled simultaneously by the action of cylinders under high pressure. This technique is mainly used for rough finishing of bumpers and requires the use of profile sections with a narrow tolerance of sheet thickness.

Il est regrettable en outre que la pièce soit obligatoirement soumise à une décape, par suite de l'écoulement de matériau lors du laminage. La dépense est élevée pour l'appareil accumulateur de forme dépendant des pièces, voir le brevet DE 21 45 367. It is also regrettable that the part is necessarily subjected to a pickling, due to the flow of material during rolling. The expense is high for the accumulator device of shape dependent on the parts, see patent DE 21 45 367.

On trouve également comme application, l'étirage tangentiel des profilés. Ce procédé est éliminé par suite des déchets importants aux extrémités de profilé lors de la finition de pièces cintrées. The tangential stretching of the profiles is also found as an application. This process is eliminated due to significant waste at the ends of the profile when finishing bent parts.

On peut également préparer des pièces courbées par profilage suivie de cintrage. Dans un procédé continu, la pièce est obtenue à partir de tronçons séparés du profilé courbé, des écarts de forme pouvant se produire par malfaçon dans les zones de courbure. Dans le procédé discontinu, le profilage des pièces conduit au formage des extrémités de profilé par suite de l'équilibre de pression perturbée. Les deux procédés se caractérisent par un coût élevé de l'outillage. It is also possible to prepare curved parts by profiling followed by bending. In a continuous process, the part is obtained from sections separated from the curved profile, deviations in shape which can occur by defect in the areas of curvature. In the discontinuous process, the profiling of the parts leads to the forming of the profile ends as a result of the disturbed pressure balance. Both processes are characterized by a high tool cost.

Enfin, on peut effectuer la finition de courtes pièces cintrées par flexion de refoulement axiale, une section rectiligne de tube ou de profilé étant pressée par une matrice à orifices arrondis. Par suite de la friction élevée de glissement, il faut compter avec une usure accélérée et un coût élevé de la matrice. Le nombre des formes de pièces est limitée par suite de la résistance pas toujours suffisante contre l'inflexion. Le procédé n'est réalisable qu'avec des sections de profilé à tolérance étroite. Finally, it is possible to finish short bent parts by axial delivery bending, a rectilinear section of tube or profile being pressed by a die with rounded orifices. Due to the high sliding friction, accelerated wear and high cost of the die are to be expected. The number of part shapes is limited due to the not always sufficient resistance against bending. The process can only be carried out with narrow tolerance profile sections.

On connait également un procédé selon le brevet DD 114 231, selon lequel la flexion des pièces s'effectue au moyen de matière explosive. Ceci n'est cependant valable que pour des corps creux fermés, une pièce étant formée à chaque détonation. There is also known a method according to patent DD 114 231, according to which the bending of the parts is carried out by means of explosive material. This is however only valid for closed hollow bodies, a part being formed on each detonation.

L'invention a pour but de réduire le temps de finition, le coût de l'outillage et les écarts de forme des pièces lors du cintrage. The object of the invention is to reduce the finishing time, the cost of tooling and the shape deviations of the parts during bending.

L'objet technique de l'invention consiste en ce que l'on élimine les défauts de procédés connus de formage en les combinant et les développant, et l'on propose un procédé et un dispositif pour le cintrage des pièces au moyen de matière explosive, la finition de plusieurs pièces étant possible au moyen d'une détonation et dans un outil. The technical object of the invention is that the defects of known forming processes are eliminated by combining and developing them, and a method and a device are proposed for bending parts using explosive material. , the finishing of several pieces being possible by means of a detonation and in a tool.

L'invention est caractérisée en ce que dans un procédé pour le cintrage de pièces par matière explosive, plusieurs formes de départ, comme de la tôle ou des pièces de profilé, sont assemblées en une structure creuse au moyen de jonctions facilement démontables, comme des broches, des bobines ou des assemblages nus. The invention is characterized in that in a process for bending parts by explosive material, several starting shapes, such as sheet metal or profile parts, are assembled into a hollow structure by means of easily removable junctions, such as bare pins, coils or assemblies.

A l'intérieur de cette structure remplie d'un agent de transmission de énergie, on dispose une charge explosive. Après mise en place et obturation de cette structure ainsi qu'ajustage et tension de celle-ci dans un outil accumulateur de formes, s'effectue l'allumage de la charge explosive. Inside this structure filled with an energy transmission agent, there is an explosive charge. After setting up and closing off this structure and adjusting and tensioning it in a shape accumulator tool, the explosive charge is ignited.

Avec le déroulement de la détonation et sa transmission, lassemblage facilement démontable se défait, les formes de départ se libèrent de la tension et il s'effectue un cintrage des pièces de départ, suivant le contour intérieur de ltoutil, en pièces cintrées finies. On prépare à la fois plusieurs pièces. L'invention se caractérise également en ce que le dispositif pour le cintrage de pièce par matière explosive, est constitué par une partie de matrice supérieure et-une inférieure, que l'on peut verrouiller pour former une matrice fermée. Les deux parties de la matrice sont munies de contours internes identiques ou différents. With the unfolding of the detonation and its transmission, the easily removable assembly is undone, the starting shapes are released from the tension and there is a bending of the starting pieces, along the inside contour of the tool, into finished bent pieces. We prepare several pieces at the same time. The invention is also characterized in that the device for bending a workpiece by explosive material, consists of an upper die part and a lower one, which can be locked to form a closed die. The two parts of the matrix are provided with identical or different internal contours.

A l'intérieur des demi-matrices, sont disposés des corps d'ajustage déplaçables axialement et que l'on peut stopper, qui servent à positionner les pièces de départ et assurent simultanément la tension des pièces de départ et l'équilibrage des pièces durant le formage. Inside the half-dies, there are axially displaceable and stopable adjustment bodies, which serve to position the starting pieces and simultaneously ensure the tension of the starting pieces and the balancing of the pieces during forming.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples décrits ci-dessous, et en regard des dessins annexés dans lesquels
Les figures 1 (la, lb, lc), 2 (2c', 2b', 2c') et 3 (3a", 3b", 3c") sont des schémas du procédé et du dispositif pour sa mise en oeuvre pour le formage de pièces par matière explosive.The invention will be better understood using the examples described below, and with reference to the accompanying drawings in which
Figures 1 (la, lb, lc), 2 (2c ', 2b', 2c ') and 3 (3a ", 3b", 3c ") are diagrams of the process and the device for its implementation for forming parts per explosive material.

Deux pièces de départ 1, par exemple des profilés en U ou demi-ronds, tronçonnés, sont finis de manière connue par laminage, profilage ou flexion par matrice, sont assemblées au moyen de broches 2 ou de bobines 3 en un profilé creux 4. Two starting pieces 1, for example U-shaped or half-round sections, sectioned, are finished in a known manner by rolling, profiling or bending by matrix, are assembled by means of pins 2 or coils 3 into a hollow section 4.

Dans ce profilé creux 4, on introduit l'agent de transfert d'énergie 5, avec la charge explosive 6 positionnée (figure la).  In this hollow section 4, the energy transfer agent 5 is introduced, with the explosive charge 6 positioned (FIG. 1a).

Le profilé creux 4 ainsi préparé est disposé dans la moitié de matrice inférieure 8 avec des contours intérieurs 9 identiques ou différents et il est positionné à l'aide du corps d'ajustage 7 déplaçable axialement et fixable. La moitié de matrice 8 se trouve dans le bloc de réception 10. Les broches-guides 11 effectuent de façon connue le positionnement de l'outil lors de la fermeture avec une fente correspondante établie entre les moitiés inférieure et supérieure 8 au moyen d'une pièce d'écartement, qui assure l'aération de l'espace intérieure de l'outil durant la détonation. Après celà, le dispositif de fermeture 12 est appliqué (figure lb).  The hollow profile 4 thus prepared is placed in the lower die half 8 with interior contours 9 identical or different and it is positioned using the adjustment body 7 axially displaceable and fixable. The half of die 8 is located in the receiving block 10. The guide pins 11 carry out in known manner the positioning of the tool during closing with a corresponding slot established between the lower and upper halves 8 by means of a spacer, which ensures ventilation of the interior space of the tool during detonation. After that, the closure device 12 is applied (Figure 1b).

Lors de la détonation subséquente, s'effectue le cintrage simultané des deux pièces de départ 1, qui s'appuient sur les contours de matrice 9, ainsi que la séparation prévue des assemblages par broches 2 ou par bobines 3. During the subsequent detonation, the two starting parts 1, which rest on the matrix contours 9, are bent simultaneously, as well as the planned separation of the assemblies by pins 2 or by coils 3.

La figure lc représente la moitié de matrice inférieure 8 après l'ouverture, avec le dispositif de fermeture 12 éloigné. Selon les pièces de départ 1 choisies et les contours de matrice 9 correspondants, on obtient les pièces cintrées 13 par explosif dans ltespace de travail du dispositif (figure id).  FIG. 1c represents the lower die half 8 after opening, with the closing device 12 distant. According to the selected starting parts 1 and the corresponding matrix contours 9, the curved parts 13 are obtained by explosive in the working space of the device (FIG. Id).

Un autre exemple est représenté sur la figure 2 Quatre pièces de départ 1s en particulier des tronçons plats en tôle ou des pièces plates préformées, avec épaisseurs de paroi identiques ou différentes, sont assemblées au moyen de broches 2 ou de bobine 3 en un profilé creux 4. Another example is shown in Figure 2 Four starting pieces 1s in particular flat sections of sheet metal or flat preformed pieces, with identical or different wall thicknesses, are assembled by means of pins 2 or coil 3 into a hollow profile 4.

Dans ce profilé 4, on dispose l'agent de transfert d'énergie 5 avec la charge explosive 6 positionnée (figure 2a')
Le profilé creux 4 ainsi préparé est disposé dans la moitié de matrice inférieure 8 avec contours de matrice 9 identiques ou différentes, et positionné au moyen du corps d'ajustage 7 déplaçable et fixable axialement. La moitié de matrice 8 se trouve disposée dans le bloc de réception 10.In this section 4, there is the energy transfer agent 5 with the explosive charge 6 positioned (FIG. 2a ')
The hollow profile 4 thus prepared is placed in the lower die half 8 with the same or different die contours 9, and positioned by means of the adjusting body 7 which can be moved and axially fixed. The half of matrix 8 is placed in the receiving block 10.

Les broches-guides 11 assurent de façon connue le positionnement de l'outil lors du rapprochement des moitiés de matrice inférieure et supérieure 8.The guide pins 11 ensure, in known manner, the positioning of the tool when the lower and upper die halves 8 are brought together.

Après celà on installe le dispositif de fermeture 12 (figure 2b'). After that we install the closure device 12 (Figure 2b ').

Lors de la détonation subséquente, s'effectue le cintrage simultané des quatre pièces de départ 1, qui s'appuient sur les quatre contours de matrice 9, et s'effectue la disloquation prévue des assemblages par broches 2 ou bobines 3. During the subsequent detonation, the four starting parts 1, which rest on the four matrix contours 9, are bent simultaneously and the planned dislocation of the assemblies by pins 2 or coils 3 takes place.

L'aération de l'espace intérieur de l'outil est assurée > tune part au moyen# i la fente instituée par une pièce d'écartemert entre les moitiés de matrice 8 inférieure et supérieure, et d'autre part, au moyen de perçages d'aération 14. Il est en outre possible de prévoir, à la place des perçages 14, des tiges éjectables (coupe A-A)
La figure 2c' représente la moitié de matrice inférieure 8 après ouverture, avec le dispositif de fermeture 12 éloigné Conformément aux pièces de départ choisies 1 et aux contours de matrice 9 correspondants, on obtient les pièces 12 cintrées par explosif, par exemple des palettes de ventilateur, dans l'espace de travail du dispositif (figure 2d').The ventilation of the interior space of the tool is ensured> on the one hand by means of the slot established by a piece of separation between the halves of the lower and upper matrix 8 and on the other hand by means of bores ventilation 14. It is also possible to provide, in place of the holes 14, ejectable rods (section AA)
FIG. 2c 'represents the lower half of the matrix 8 after opening, with the closing device 12 distant. ventilator, in the workspace of the device (figure 2d ').

Un autre exemple possible est repré- senté par la figure 3. Another possible example is shown in Figure 3.

Dans deux pièces de départ 1, par exemple des profilés en U ou demi-ronds tronçonnés, finies de manière connue par laminage, profilage ou flexion par matrice, on introduit un milieu de transfert d'énergie 5 sous la forme de sable de moulage ou d'une douille plastique formée, par exemple remplie d'eau, de sable ou d'autre milieu conducteur d'énergie, ce dernier contenant déjà l'espace pour la charge explosive 6 (figure 3a")
La pièce de départ 1 ainsi préparée est disposée dans la demi-matrice inférieure 8, la mise en place se faisant à l'aide du corps d'ajustage 7 déplaçable et fixable axialement. La moitié de matrice 8 se trouve dans le bloc de réception 10.In two starting parts 1, for example U-sections or half-round sections, finished in a known manner by rolling, profiling or bending by matrix, an energy transfer medium 5 is introduced in the form of molding sand or a plastic shell formed, for example filled with water, sand or other energy-conducting medium, the latter already containing space for the explosive charge 6 (FIG. 3a ")
The starting part 1 thus prepared is placed in the lower half-die 8, the positioning being effected by means of the adjusting body 7 which can be moved and fixed axially. Half of matrix 8 is located in reception block 10.

Après mise en phase de la deuxième pièce de départ 1, s'effectue le rapprochement des demi-matrices 8 et leur positionnement à l'aide des broches-guides 11. Après celà on applique le dispositif de fermeture 12 (figure 3b"). After phasing of the second starting part 1, the half-dies 8 are brought together and their positioning is carried out using guide pins 11. After this, the closing device 12 is applied (FIG. 3b ").

Au cours de la détonation subséquente, s'effectue le formage simultané des deux pièces de départ 1, par exemple cintrage et moulage-estampage combinés, les deux pièces s'appuyant sur les contours 9 ; ensuite on les enlève du corps d'ajustage 7 divisé et fermé. During the subsequent detonation, the two starting parts 1 are formed simultaneously, for example bending and molding-stamping combined, the two parts resting on the contours 9; then they are removed from the divided and closed adjustment body 7.

L'aération du volume de travail stef- fectue de manière connue par les orifices d'aération 14. Il est en outre possible, en fonction de la géométrie de la pièce 13, de remplacer les orifices d'ration 14 par des tiges éjectables. The ventilation of the working volume is effected in a known manner by the ventilation holes 14. It is also possible, depending on the geometry of the part 13, to replace the ventilation holes 14 with ejectable rods.

La coupe B-B représente les moitiés inférieure et supérieure 8 avec le dispositif de fermeture 12 éloigné (figure 3c"). Section B-B represents the upper and lower halves 8 with the closing device 12 remote (FIG. 3c ").

Conformément aux pièces 1 choisies et aux contours correspondants 9, qui peuvent être identiques ou différents, on obtient dans le volume de travail du dispositif les pièces 13 formées par explosif (figure 3d").  In accordance with the parts 1 chosen and the corresponding contours 9, which may be identical or different, the parts 13 formed by explosive are obtained in the working volume of the device (FIG. 3d ").

Claims (3)

REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le cintrage de pièces au moyen de matière explosive, caractérisé en ce que dans une matrice (8), plusieurs pièces de départ (1) sont assemblées en une structure en forme de profilé creux, remplie d'un milieu de transfert d'énergie (5), dans laquelle elles sont ajustées et tendues, une charge explosive (6) est positionnée dans la structure (4) en forme de profilé creux, et est amenée à exploser, les pièces de départ (1) étant alors libérées de leur assemblage et formées par la pression d'explosion suivant les contours de matrice (9)  1.- Method for bending parts by means of explosive material, characterized in that in a matrix (8), several starting parts (1) are assembled in a structure in the form of a hollow profile, filled with a medium of energy transfer (5), in which they are adjusted and tensioned, an explosive charge (6) is positioned in the structure (4) in the form of a hollow profile, and is caused to explode, the starting parts (1) being then released from their assembly and formed by the explosion pressure following the matrix contours (9) 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de départ (1), avant d'être disposées dans la matrice (8), sont assemblées de façon facilement séparable au moyen de jointures (2 ; 3). 2.- Method according to claim 1, characterized in that the starting parts (1), before being arranged in the matrix (8), are assembled in an easily separable manner by means of joints (2; 3). 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec deux moitiés de matrice que l'on peut verrouiller pour former une matrice, dispositif caractérisé en ce que dans les moitiés de matrice (8) se trouvent disposés plusieurs contours de matrice (9) de formes différentes, indépendantes de la division des moitiés de matrice (8) , ainsi qu'un corps d'ajustage (7) pouvant être réglé et fixé en position.  3.- Device for implementing the method according to claim 1, with two matrix halves which can be locked to form a matrix, device characterized in that in the matrix halves (8) are arranged several contours of matrix (9) of different shapes, independent of the division of the matrix halves (8), as well as an adjusting body (7) which can be adjusted and fixed in position.