FR2642341A1 - TOOL FOR BINDING A SHEET - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un outil d'emboutissage. Selon l'invention, il comporte un poinçon 1, une plaque de pression 2 et une matrice 3, dont chacun a la forme d'un corps creux 4, 16, 19 ayant une base 5, 17, 20 et une surface de travail 6, 18, 21; une armature 7 et une matière de remplissage 11 sont placées à l'intérieur de chaque corps 4, 16, 19; l'armature 7 est constituée d'une grille tridimensionnelle; la surface de travail 6, 18, 21 est constituée par une couche de matière polymère, armée d'éléments de renforcement 12; un espacement 15 est prévu entre la matière de remplissage 11 et chaque base 5, 17, 20. L'invention s'applique notamment à la fabrication de pièces de véhicules automobiles, de tracteurs et d'engins similaires à partir de plats laminés.The invention relates to a stamping tool. According to the invention, it comprises a punch 1, a pressure plate 2 and a die 3, each of which has the shape of a hollow body 4, 16, 19 having a base 5, 17, 20 and a working surface 6 , 18, 21; a frame 7 and a filling material 11 are placed inside each body 4, 16, 19; the frame 7 consists of a three-dimensional grid; the work surface 6, 18, 21 consists of a layer of polymeric material, armed with reinforcing elements 12; a spacing 15 is provided between the filling material 11 and each base 5, 17, 20. The invention applies in particular to the manufacture of parts for motor vehicles, tractors and similar machines from rolled plates.
Description
La présente invention concerne le travail des tôles par déformation et lesThe present invention relates to the work of plates by deformation and the
outils destinés à mettre en oeuvre ce procédé et a notamment pour objet les outils tools intended to implement this process and particularly relates to the tools
d'emboutissage des tôles.stamping plates.
Il est très efficace d'utiliser la présente inven- tion à la production de pièces de voitures de tourisme et de camions, de tracteurs ainsi que d'engins analogues, à It is very effective to use the present invention in the production of passenger car and truck parts, tractors and the like.
partir de plats laminés.from rolled dishes.
Les outils d'emboutissage réalisés selon les The stamping tools made according to the
conceptions actuellement en usage, utilisés pour l'embou- designs currently in use, used for stamping
tissage de petites séries de pièces à partir d'un plat weaving small series of pieces from a dish
laminé en vue de réduire le temps, les frais et la consom- rolled in order to reduce the time, expense and consumption
mation de matériaux, contiennent des matières polymères et d'autres matières en tant que matières de remplissage qui empêchent d'obtenir leur haute endurance par suite de la destruction éventuelle de la matière de remplissage en béton, provoquée par les hautes contraintes qui y sont engendrées,ce qui baisse la sécurité de travail lors de materials, contain polymeric materials and other materials as fillers which prevent their high endurance due to the possible destruction of the concrete filling material, caused by the high stresses which are generated therein , which lowers the safety of work when
l'utilisation de ces types d'outils. the use of these types of tools.
On connaît un outil d'emboutissage ("Matériel technologique en métalloplastie", par Ju. P. Kondratiev, 1963, Gosudarstvennoe Sojuznoe izdatelstvo sudostroitelnoi promyshlennosti (Leningrad), pages 144 à 146) comportant une matrice et un poinçon dont chacun se présente sous la forme d'un corps creux ayant une base et une surface de travail. Le corps est rempli d'une matière de remplissage A stamping tool ("Technological material in metalloplasty", by P. Kondratiev, 1963, pages 144 to 146) is known, having a die and a punch each of which is in the form of a stamping tool. shaped hollow body having a base and a work surface. The body is filled with a filling material
tandis que la surface de travail est constituée d'une cou- while the work surface consists of a
che de matière polymère.polymer material.
Pendant l'emboutissage, la charge de déformation During stamping, the deformation load
des pièces est entièrement encaissée par la matière de rem- parts is entirely encased by the
plissage' ce qui y provoque des contraintes trop élevées (ces contraintes sont particulièrement dures dans les cas de desaxages d'un poinçon par rapport à une matrice) ce qui conduit à la destruction de la matière de remplissage et, par conséquent, à une baisse de la tenue et de la sécurité pleating which causes too high stresses (these stresses are particularly severe in the case of punching a punch relative to a matrix) which leads to the destruction of the filling material and, consequently, to a decrease holding and security
de travail lors de l'utilisation de l'outil. when using the tool.
On connaît un outil d'emboutissage (Atlas des schémas "Emboutissage en feuilles" par V.T. Mescherin, 1975, Mashinostroenie (Moscou) figure 279) comportant un poinçon, une plaque de pression et une matrice dont chacun se présente, sous la forme d'un corps creux et ayant une base et une surface de travail. Une armature et une matière de remplissage sont placées à l'intérieur de A stamping tool is known (Atlas of the "Bottle Stamping" diagrams by VT Mescherin, 1975, Mashinostroenie (Moscow), figure 279) comprising a punch, a pressure plate and a die each of which is in the form of a hollow body and having a base and a work surface. An armature and a filling material are placed inside
chaque corps. La surface de travail est formée par une cou- every body. The work surface is formed by a cou-
che de matière polymère.polymer material.
Au cours de l'emboutissage d'une pièce, des con- During the stamping of a part,
traintes naissent à la suite de la compression et provo- are created as a result of the compression and provoke
quent la détérioration progressive ou instantanée de la matière de remplissage (dans le cas de désaxages éventuels par rapport à la matrice). En conséquence, la tenue de l'outil d'emboutissage diminue et la sécurité de travail à the progressive or instantaneous deterioration of the filling material (in the case of any misalignment with respect to the matrix). As a result, the holding of the stamping tool decreases and the work safety at
l'utilisation de l'outil baisse.the use of the tool drops.
On s'est donc proposé de mettre au point un outil d'emboutissage dans lequel la conception de la matrice, du poinçon et de la plaque de pression permettrait d'élever la tenue de l'outil d'emboutissage et d'assurer sa sécrutié de It was therefore proposed to develop a stamping tool in which the design of the die, the punch and the pressure plate would raise the holding of the stamping tool and ensure its secrutié of
travail lors de son utilisation.work when in use.
Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un outil d'emboutissage comportant un poinçon, une plaque de pression et une matrice, dont chacun se présente sous la forme d'un corps creux ayant une base et une surface de The problem thus posed is solved by means of a stamping tool comprising a punch, a pressure plate and a matrix, each of which is in the form of a hollow body having a base and a surface of
travail, constituée d'une couche de matière polymère, l'in- made of a layer of polymeric material, the
térieur de chacun desdits corps étant rempli d'une armature et d'une matière de remplissage, caractérisé en ce que l'armature est constituée d'une grille tridimensionnelle formée de tiges horizontales, interior of each of said bodies being filled with a frame and a filling material, characterized in that the frame consists of a three-dimensional grid formed of horizontal rods,
fixées dans chaque corps,et detiges verticales, fixées dans cha- in each body, and vertical stems fixed in each
que base,et en ce que la couche de matière polymère est armée d'éléments de renforcement rigidement liés aux tiges horizontales disposées dans la couche de matière polymère, et en ce qu'un espacement est prévu entre la matière de base, and in that the layer of polymeric material is reinforced with reinforcing elements rigidly connected to the horizontal rods disposed in the layer of polymeric material, and in that a spacing is provided between the
remplissage et chaque base.filling and each base.
Dans l'outil d'emboutissage réalisé selon cette conception, la charge engendrée lors de l'emboutissage est transmise, par l'intermédiaire de la couche-de polymère, In the embossing tool produced according to this design, the charge generated during stamping is transmitted, via the polymer layer,
des surfaces de travail du poinçon, de la plaque de pres- working surfaces of the punch, the pressure plate
sion et de la matrice, à la matière de remplissage et aux the matrix and the filling material and the
éléments de renforcement disposés dans la couche de la ma- reinforcing elements arranged in the layer of the
tière et, ensuite, par l'intermédiaire des éléments susmen- and then through the above-mentioned elements
tionnés, aux tiges horizontales et verticales, puis, aux horizontal and vertical rods, and then to the
corps et à leurs bases respectivement. body and their bases respectively.
Grâce à l'espacement prévu entre la matière de Due to the expected spacing between the material of
remplissage et chaque base, la charge encaissée immédia- filling and each base, the load collected immediately
tement par la matière de remplissage du côté de la couche by the filling material on the side of the diaper
de matière polymère est également transmise aux tiges hori- polymer material is also transmitted to the horizontal rods.
zontales et verticales et comme on l'a déjà mentionné,et par horizontal and vertical and as already mentioned, and by
l'intermédiaire de ces tiges,aux corps et à leurs bases. through these stems, to the bodies and their bases.
Ainsi, les surcharges agissant sur l'outil réalisé selon ce mode, ne provoquent plus,dans la matière de remplissage, de contraintes critiques qui détérioreraient l'intégrité Thus, the overloads acting on the tool made according to this mode, no longer cause, in the filling material, critical stresses that would deteriorate the integrity
de la construction.construction.
Il est avantageux que le diamètre des tiges verti- It is advantageous that the diameter of the vertical rods
cales de la grille tridimensionnelle soit supérieur à celui wedges of the three-dimensional grid is greater than
des tiges horizontales.horizontal rods.
Ce mode de réalisation des tiges susmentionnées This embodiment of the aforementioned rods
assure la transmission de l'effort principal de l'emboutis- ensures the transmission of the main effort of the stamping
sage directement, par l'intermédiaire des tiges verticales, wise directly, through the vertical rods,
à la base, la charge transmise unitaire étant réduite. at the base, the transmitted unit load being reduced.
Il est également avantageux que chaque élément de renforcement ait la forme d'une structure métallique en T, It is also advantageous that each reinforcing element has the shape of a T-shaped metal structure,
dont un montant est fixé au moins aux endroits de l'inter- an amount of which is fixed at least in the places
section des tiges horizontales, noyées dans la couche de matière polymère, et une aile est parallèle à la surface de travail de la couche de matière polymère et est disposée au section of the horizontal rods, embedded in the layer of polymeric material, and a wing is parallel to the working surface of the layer of polymeric material and is disposed at
voisinage de ladite surface.neighborhood of said surface.
Ce mode de réalisation assure l'augmentation de la surface de la partie métallique de-l'outil d'emboutissage, This embodiment ensures the increase of the surface of the metal part of the stamping tool,
partie qui encaisse la plus grande part de la charge immé- party who receives most of the immediate
diate de l'effort d'emboutissage, ce qui contribue à la baisse de laforce agissant sur la matière de remplissage diate of the stamping force, which contributes to the decrease of the force acting on the filling material
et augmente respectivement la tenue de l'outil d'emboutis- and increases respectively the resistance of the stamping tool
sage et la sécurité de travail lors de son utilisation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la wise and work safety when using it. The invention will be better understood and other purposes, details and advantages thereof will become more apparent in the
lumière de la description explicative qui va suivre d'un light of the following explanatory description of a
mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références à un dessin non limitatif annexé embodiment given solely by way of non-limiting example with references to an appended nonlimiting drawing
dans lequel est représenté un outil d'emboutissage, en cou- in which is represented a stamping tool, in
pe longitudinale.longitudinal pe.
Examinons maintenant le dessin dans lequel l'ou- Now let's look at the drawing in which the
til d'emboutissage comporte un poinçon 1, une plaque de pression 2 et une matrice 3. Le poinçon 1 se présente sous la forme d'un corps creux 4 ayant une base 5 et une surface The stamping die comprises a punch 1, a pressure plate 2 and a die 3. The punch 1 is in the form of a hollow body 4 having a base 5 and a surface
de travail 6, constituée par une couche de matière poly- 6, consisting of a layer of polyethylene
mère. Une armature 7 est logée à l'intérieur du corps 4 et est constituée d'une grille tridimensionnelle formée de tiges horizontales 8, fixées par soudage dans le corps 4, et de tiges verticales 9, fixées par des boulons 10 à la base 5. Le diamètre des tiges verticales 9 de la grille mother. An armature 7 is housed inside the body 4 and consists of a three-dimensional grid formed by horizontal rods 8, fixed by welding in the body 4, and vertical rods 9, fixed by bolts 10 to the base 5. The diameter of the vertical rods 9 of the grid
tridimensionnelle est supérieur au diamètre des tiges hori- three-dimensional is greater than the diameter of the horizontal rods
zontales 8 du fait que, dans ce cas, on diminue les charges because, in this case, the loads are reduced
unitaires qui agissent sur la base 5 au cours de l'emboutis- units acting on the base 5 during stamping
sage de pièces. La fixation rigide des tiges horizontales 8 au corps 4 crée des conditions optimales à la transmission des charges exercées de ces tiges 8 au corps 4. L'intérieur du corps 4 est rempli d'une matière de remplissage 11 pour laquelle on utilise, dans l'exemple donné de réalisation, un béton de haute résistance et une résine époxyde en tant wise of pieces. The rigid attachment of the horizontal rods 8 to the body 4 creates optimal conditions for the transmission of the loads exerted from these rods 8 to the body 4. The inside of the body 4 is filled with a filling material 11 for which it is used, in given example of embodiment, a high-strength concrete and an epoxy resin as a
que matière polymère.than polymeric material.
La couche de matière polymère de la surface de travail 6 du poinçon 1 est armée d'éléments de renforcement 12, pour lesquels il est possible d'utiliser n'importe quelle structure,par exemple,un tamis. Dans cet exemple de réalisation, l'élément de renforcement 12 est réalisé sous la forme d'une structure métallique en T, dont le montant 13 est fixé par soudage aux endroits de l'intersection des tiges horizontales 8, disposées dans la couche de matière polymère et l'aile 14 est parallèle à la surface de travail The polymeric material layer of the working surface 6 of the punch 1 is reinforced with reinforcing elements 12, for which it is possible to use any structure, for example a screen. In this exemplary embodiment, the reinforcing element 12 is made in the form of a T-shaped metal structure, the upright 13 of which is fixed by welding at the points of intersection of the horizontal rods 8, arranged in the layer of material polymer and wing 14 is parallel to the work surface
6 et se situe au voisinage de ladite surface 6. 6 and is in the vicinity of said surface 6.
En disposant les éléments de renforcement 12 dans une couche de matière polymère, on crée une carcasse solide By arranging the reinforcing elements 12 in a layer of polymeric material, a solid carcass is created
pour toute la couche. En outre, tous ces éléments 12 encais- for the whole layer. In addition, all these elements 12
sent la charge engendrée lors de l'emboutissage et permet- the load generated during stamping and
tent de décharger, ainsi,de ces forces, la matière de rem- attempt to unload, thus, from these forces, the
plissage 11. En fixant le montant 13 aux endroits de l'in- pleating 11. By fixing the amount 13 at the places of the in-
tersection des tiges horizontales 8, on assure des condi- tersection of the horizontal rods 8, conditions are
tions favorables pour la transmission de la charge exercée, favorable conditions for the transmission of the burden
lors de l'emboutissage, sur l'armature. when stamping, on the frame.
Le montant 13 peut être fixé aux tiges horizonta- The amount 13 can be attached to the horizontal rods
- les 8 non seulement aux endroits de leur intersection mais également entre deux points d'intersection dans le cas o - the 8 not only at the places of their intersection but also between two points of intersection in the case o
il faut obtenir la réduction maximale des charges engen- it is necessary to obtain the maximum reduction of
drées lors de l'emboutissage et agissant sur la matière de remplissage. Un espacement 15 est formé entre la matière during drawing and acting on the filling material. A spacing 15 is formed between the material
de remplissage 11 et la base 5.filling 11 and the base 5.
La plaque de pression 2 est réalisée selon une conception analogue à celle du poinçon 1. Elle comprend un corps creux 16 avec une base 17 et une surface de travail The pressure plate 2 is made according to a design similar to that of the punch 1. It comprises a hollow body 16 with a base 17 and a work surface
18, constituée par une couche de matière polymère. La sur- 18, consisting of a layer of polymeric material. The sur-
face de travail 18 de la plaque de pression 2 est identique working face 18 of the pressure plate 2 is identical
à celle du poinçon 1 et se présente sous la forme d'une sur- to that of punch 1 and is in the form of an over-
face unique. L'armature 7 et la matière de remplissage 11, comme pour le poinçon 1, sont placées à l'intérieur du single face. The armature 7 and the filling material 11, as for the punch 1, are placed inside the
corps 16.body 16.
La couche de matière polymère de la surface de The layer of polymeric material of the surface of
travail 18 de la plaque de pression 2 est armée d'une ma- work 18 of the pressure plate 2 is armed with a
nière analogue à la couche de la matière polymère de la similar to the layer of the polymeric material of the
surface de travail 6 du poinçon 1 par des éléments de ren- the work surface 6 of the punch 1 by means of elements
forcement 12, le montant 13 de chacun de ceux-ci étant fixé forcing 12, the amount 13 of each of these being fixed
par soudage aux endroits de.l'intersection des tiges hori- by welding at the points of the intersection of the horizontal rods
zontales 8 se trouvant dnas la couche de matière polymère de la plaque de pression 2, et l'aile 14 est parallèle à la surface de travail 18 et est disposée au voisinage de celle-ci. Un espacement 15 est formé entre la matière de The flanges 14 are located in the polymeric material layer of the pressure plate 2, and the flange 14 is parallel to the working surface 18 and is disposed adjacent thereto. A spacing 15 is formed between the material of
remplissage 11 de la plaque de pression 2 et sa base 17. filling 11 of the pressure plate 2 and its base 17.
La conception de la matrice 3 est analogue à celle du poinçon 1 et de la plaque de pression 2. La matrice 3 possède un corps creux 19, dont les cotes d'encombrement The design of the die 3 is similar to that of the punch 1 and the pressure plate 2. The die 3 has a hollow body 19, whose dimensions of size
correspondent à celles du poinçon let de la plaque de pres- corresponding to those of the let punch of the pressure plate
sion 2, une base 20 et une surface de travail 21, consti- 2, a base 20 and a work surface 21, constitute
tuée par une couche de matièrepolymère, d'une manière iden- killed by a layer of polymeric material, in a similar manner
tique à la surface de travail 18 de la plaque de pression 2. A l'intérieur du corps 19, sont placées l'armature 7 et la matière de remplissage 11 comme pour le poinçon 1 et la to the working surface 18 of the pressure plate 2. Inside the body 19, are placed the armature 7 and the filling material 11 as for the punch 1 and the
plaque de pression 2.pressure plate 2.
En fixant les tiges 9 de l'armature 7 aux bases 5, 17 et 20 du poinçon 1, de la plaque de pression 2 et de la matrice 3, on assure l'intégrité de construction de ces By fixing the rods 9 of the armature 7 to the bases 5, 17 and 20 of the punch 1, the pressure plate 2 and the matrix 3, the construction integrity of these elements is ensured.
derniers pendant leur assemblage.last during their assembly.
La couche de matière polymère de la surface de travail 21 de la matrice 3 est armée comme la couche de matière polymère de la surface de travail 6 du poinçon 1 et la surface de travail 18 de la plaque de pression 2 par des éléments de renforcement 12, le montant 13 de chacun de ceux-ci étant fixé par soudage aux endroit d'intersection des tiges horizontales 8 disposées dans'la couche de matière polymère de la matrice 3 tandis que l'aile 14 est parallèle - à la surface de travail 21 et est-disposée au voisinage de celle-ci. Un espacement 15 est formé entre la matière de The layer of polymeric material of the working surface 21 of the die 3 is reinforced as the layer of polymeric material of the working surface 6 of the punch 1 and the working surface 18 of the pressure plate 2 by reinforcing elements 12 , the upright 13 of each thereof being welded to the intersection points of the horizontal rods 8 disposed in the polymer material layer of the die 3 while the flange 14 is parallel to the work surface 21 and is disposed adjacent thereto. A spacing 15 is formed between the material of
remplissage 11 de la matrice 3 et sa base 20. filling 11 of the matrix 3 and its base 20.
L'outil d'emboutissage de pièces fonctionne de la The coin stamping tool works from the
manière suivante.following way.
Lorsque l'outil d'emboutissage est en position ouverte, on met une ébauche plate sur la matrice 3. Ceci fait, on descend la plaque de pression 2 jusqu'à ce qu'elle vienne, par sa surface de travail 18, en contact avec l'ébauche, puis on effectue la déformation 'de l'ébauche par le poinçon 1 jusqu'à formation d'une pièce finie 22. A ce moment, la charge, engendrée lors de l'emboutissage, est encaissée par les couches de matièrepolymère des surfaces de travail 6, 18 et 20 et est transmise de celles-ci aux When the stamping tool is in the open position, a flat blank is placed on the die 3. This causes the pressure plate 2 to be lowered until it comes into contact with its working surface 18 in contact with it. with the blank, then the deformation of the blank is carried out by the punch 1 until a finished part 22 is formed. At this moment, the charge generated during the stamping is taken up by the layers of polymer material from the working surfaces 6, 18 and 20 and is transmitted from them to
éléments de renforcement 12 et à la matière de remplis- reinforcement elements 12 and the subject of
sage 11.wise 11.
A partir des éléments de renforcement, les efforts sont transmis à l'armature 7 et, par l'intermédiaire de celle-ci, aux corps 4, 16 et 19 et à leurs bases 5, 17 et 20, respectivement, à l'aide des tiges verticales 9, dont From the reinforcing elements, the forces are transmitted to the armature 7 and, through it, to the bodies 4, 16 and 19 and their bases 5, 17 and 20, respectively, using vertical rods 9, of which
le diamètre est supérieur à celui des tiges horizontales 8. the diameter is greater than that of the horizontal rods 8.
Ainsi, en diminuant la charge sur la matière de remplissage 11, on diminue ses contraintes intérieures en Thus, by reducing the load on the filling material 11, its internal stresses are reduced by
supprimant, par cela même, l'éventualité de sa détériora- thereby removing the possibility of its deterioration
tion et, par conséquent, en élevant les caractéristiques tion and, consequently, by raising the characteristics
d' endurance de l'outil d'emboutissage. En outre, on aug- endurance of the stamping tool. In addition,
mente la sécurité de travail et par conséquent, on améliore the security of work and, consequently,
la sécurité lors de l'utilisation de l'outil. security when using the tool.
Claims (3)
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