FR2819204A1 - Metal stamping procedure and press uses lubricating fluid feed for enhanced sheet metal shaping and less deformation - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un outil d'emboutissage et une presse d'emboutissage comprenant un tel outil. The present invention relates to a stamping tool and a stamping press comprising such a tool.
De manière générale, elle concerne l'emboutissage de pièces de métal ou de tôle, permettant de déformer la pièce de métal pour lui donner une forme déterminée. In general, it relates to the stamping of pieces of metal or sheet metal, making it possible to deform the piece of metal to give it a determined shape.
De nombreuses pièces métalliques sont ainsi réalisées par emboutissage, et par exemple des bandeaux métalliques utilisés dans des appareils électroménagers. Many metal parts are thus produced by stamping, and for example metal strips used in household appliances.
Lors de l'emboutissage, les pièces de métal peuvent être, dans certaines portions, simplement pliées selon un axe de pliure. During stamping, the metal pieces can be, in certain portions, simply bent along a bending axis.
Elles peuvent également, dans d'autres portions, être embouties en forme de coin. They can also, in other portions, be stamped in the form of a wedge.
La pièce de métal est dans ces portions à la fois pliée et recourbée pour épouser la forme de coin d'un outil d'emboutissage, de rayon plus ou moins grand. The piece of metal is in these portions both folded and curved to match the wedge shape of a stamping tool, of greater or lesser radius.
Dans ces portions en coin, on observe un retraint et un allongement de la tôle. In these corner portions, there is a shrinkage and an elongation of the sheet.
Traditionnellement, afin de faciliter l'emboutissage du métal dans ces portions soumises à de fortes contraintes de déformation du métal, on utilise une huile d'emboutissage ou une graisse appliquée sur la pièce de métal à emboutir, par exemple au moyen d'un rouleau. Traditionally, in order to facilitate the drawing of the metal in these portions subjected to high stresses of deformation of the metal, a drawing oil or a grease applied to the piece of metal to be stamped is used, for example by means of a roller. .
La présence d'un fluide de graissage sur la tôle facilite la déformation de celle-ci. The presence of a lubricating fluid on the sheet facilitates the deformation of the latter.
Cependant, cette opération de graissage de la tôle est mal aisée et requiert une application manuelle de l'huile sur chaque pièce de métal. However, this lubrication of the sheet is difficult and requires manual application of the oil on each piece of metal.
En outre, la quantité d'huile d'emboutissage utilisée est très importante, de l'huile d'emboutissage étant fréquemment déposée sur des In addition, the amount of stamping oil used is very large, stamping oil being frequently deposited on
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parties de la pièce de métal qui ne sont pas directement concernées par l'emboutissage. parts of the metal part which are not directly affected by stamping.
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un outil d'emboutissage et une presse d'emboutissage facilitant le graissage des pièces de métal à emboutir. The present invention aims to solve the aforementioned drawbacks and to provide a stamping tool and a stamping press facilitating the lubrication of metal parts to be stamped.
A cet effet, la présente invention vise selon un premier aspect, un outil d'emboutissage pour déformer une pièce de métal. To this end, the present invention aims according to a first aspect, a stamping tool to deform a piece of metal.
Conformément à l'invention, cet outil d'emboutissage comprend au moins un orifice d'amenée d'un fluide de graissage débouchant sur une face adaptée à venir en contact avec la pièce de métal. According to the invention, this stamping tool comprises at least one orifice for supplying a lubricating fluid opening onto a face adapted to come into contact with the metal part.
L'huile ou la graisse peut ainsi être déposée sur la pièce de métal directement au moyen de l'outil d'emboutissage et ne requiert plus d'interventions manuelles. Oil or grease can thus be deposited on the metal part directly by means of the stamping tool and no longer requires manual intervention.
En outre, la Demanderesse a constaté que la présence d'un ou plusieurs orifices sur une face de l'outil d'emboutissage destinée à venir en contact avec la pièce de métal à emboutir ne modifiait pas les conditions d'emboutissage de cette pièce. In addition, the Applicant has found that the presence of one or more orifices on one face of the stamping tool intended to come into contact with the piece of metal to be stamped does not modify the conditions of stamping of this piece.
Le dépôt d'huile au niveau des orifices peut être ainsi relativement localisé sur la pièce de métal, ce qui limite considérablement la quantité d'huile utilisée et le ruissellement de celle-ci sur la pièce de métal après emboutissage. The deposit of oil at the level of the orifices can thus be relatively localized on the piece of metal, which considerably limits the quantity of oil used and the run-off of this on the piece of metal after stamping.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, cet orifice d'amenée d'un fluide de graissage débouche sur une face d'attaque de l'outil d'emboutissage. According to a preferred characteristic of the invention, this orifice for supplying a lubricating fluid opens onto a leading face of the stamping tool.
On appelle face d'attaque la face de l'outil destinée à venir la première en contact avec la pièce de métal lors de l'emboutissage. The face of the tool intended to come first into contact with the piece of metal during drawing is called the attack face.
Généralement, la pièce de métal est maintenue sensiblement sans déformation sur cette face d'attaque, la pièce de métal étant déformée contre les flancs de l'outil d'emboutissage adjacents à cette face d'attaque. Generally, the piece of metal is held substantially without deformation on this leading face, the piece of metal being deformed against the sides of the stamping tool adjacent to this leading face.
Cette disposition de l'orifice de graissage permet de déposer un fluide de graissage sur la pièce de métal avant même que la déformation de celle-ci soit commencée lors de l'emboutissage. This arrangement of the lubrication orifice makes it possible to deposit a lubricating fluid on the piece of metal even before the deformation of the latter is started during stamping.
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Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, cet orifice de graissage débouche au voisinage d'une portion génératrice de contraintes dans la pièce de métal emboutie. According to another preferred characteristic of the invention, this lubrication orifice opens in the vicinity of a stress-generating portion in the stamped metal part.
Le graissage de la pièce de métal peut ainsi être localisé de manière optimale dans les portions de la pièce de métal soumises à de fortes contraintes lors de l'emboutissage, et notamment à un retraint et un allongement du métal. The lubrication of the metal part can thus be located optimally in the portions of the metal part subjected to high stresses during stamping, and in particular to a shrinkage and an elongation of the metal.
Selon une caractéristique particulièrement pratique de l'invention, assurant un graissage uniforme de la pièce de métal, l'outil d'emboutissage comporte plusieurs orifices d'amenée d'un fluide de graissage, disposés de part et d'autre d'un plan médian d'une portion en forme de coin. According to a particularly practical characteristic of the invention, ensuring uniform lubrication of the metal part, the stamping tool has several orifices for supplying a lubricating fluid, arranged on either side of a plane median of a wedge-shaped portion.
Selon un second aspect de l'invention, une presse d'emboutissage comprend une matrice d'emboutissage portée par une semelle supérieure et un poinçon porté par une semelle inférieure. According to a second aspect of the invention, a stamping press comprises a stamping die carried by an upper sole and a punch carried by a lower sole.
Conformément à l'invention, la matrice d'emboutissage comporte un outil d'emboutissage conforme au premier aspect de l'invention. According to the invention, the stamping die comprises a stamping tool in accordance with the first aspect of the invention.
Le graissage de la pièce de métal est ainsi intégré dans la matrice d'emboutissage, autour de laquelle est déformée la pièce de métal. The lubrication of the metal part is thus integrated into the stamping die, around which the metal part is deformed.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, cette presse d'emboutissage comporte une pompe d'alimentation en fluide de graissage des orifices d'amenée de fluide de graissage de ladite matrice et des moyens de commande du fonctionnement de la pompe adaptés à mettre en marche la pompe lorsque la presse est fermée et à arrêter la pompe lorsque la presse est ouverte. According to a preferred characteristic of the invention, this stamping press comprises a pump for supplying lubrication fluid to the orifices for supplying lubrication fluid to said matrix and means for controlling the operation of the pump suitable for bringing into operation start the pump when the press is closed and stop the pump when the press is open.
Cette disposition permet de libérer de l'huile sur la pièce de métal juste avant l'emboutissage de la pièce. A contrario, l'huile ne se répand pas sur la matrice d'emboutissage dès lors que la presse est en position ouverte, notamment pour alimenter la presse en pièce de métal à emboutir. This arrangement makes it possible to release oil on the metal part just before the stamping of the part. Conversely, the oil does not spread on the stamping die when the press is in the open position, in particular for supplying the press with a piece of metal to be stamped.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Other features and advantages of the invention will appear in the description below.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : In the appended drawings, given by way of nonlimiting examples:
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- la figure 1 est une vue de dessous d'un outil d'emboutissage conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de l'outil d'emboutissage de la figure 1 ;
- ta figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III. III à la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de dessous d'un outil d'emboutissage monté dans une presse d'emboutissage conforme à l'invention ; et - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en élévation d'une presse d'emboutissage conforme à l'invention, respectivement en position fermée et ouverte. - Figure 1 is a bottom view of a stamping tool according to an embodiment of the invention; - Figure 2 is a perspective view of the stamping tool of Figure 1;
- Your Figure 3 is a sectional view along line III. III in Figure 2; - Figure 4 is a bottom view of a stamping tool mounted in a stamping press according to the invention; and - Figures 5 and 6 are schematic elevational views of a stamping press according to the invention, respectively in the closed and open position.
On va décrire tout d'abord en référence aux figures 1 à 3, un outil d'emboutissage 10 conforme à un premier aspect de l'invention. We will first describe with reference to Figures 1 to 3, a stamping tool 10 according to a first aspect of the invention.
Cet outil d'emboutissage 10 est utilisé de manière classique pour déformer une pièce de métal, et généralement une tôle. This stamping tool 10 is conventionally used to deform a piece of metal, and generally a sheet.
Comme illustré à la figure 1, cet outil d'emboutissage comporte une première face 10a, appelée dans la suite face d'attaque, destinée à venir en contact avec la pièce de tôle à déformer lors de l'emboutissage. As illustrated in FIG. 1, this stamping tool has a first face 10a, hereinafter called the leading face, intended to come into contact with the sheet metal part to be deformed during stamping.
Cet outil d'emboutissage 10 permet de conformer une pièce de
métal, cette dernière étant déformée contre les flancs de l'outil adjacents à la face d'attaque 1 pa. This stamping tool 10 allows a piece of
metal, the latter being deformed against the sides of the tool adjacent to the leading face 1 pa.
Comme bien illustré à la figure 1, au moins un orifice, et ici plusieurs orifices 11, débouchent sur la face d'attaque 10a. As illustrated in FIG. 1, at least one orifice, and here several orifices 11, open onto the leading face 10a.
Ces orifices 11 sont prévus pour amener un fluide de graissage, généralement une huile liquide, et déposer cette huile sur la pièce de métal en contact avec la face d'attaque 1 pa. These orifices 11 are provided for supplying a lubricating fluid, generally a liquid oil, and depositing this oil on the piece of metal in contact with the leading face 1 pa.
Ces orifices débouchent de préférence au voisinage d'une ou plusieurs portions qui, par leurs formes, génèrent des contraintes importantes dans la pièce de métal à emboutir. These orifices preferably open in the vicinity of one or more portions which, by their shapes, generate significant stresses in the piece of metal to be stamped.
Ici, deux portions génératrices de contraintes 12 sont présentes dans l'outil d'emboutissage. Here, two stress generating portions 12 are present in the stamping tool.
Ces portions 12 sont en forme de coin. Par conséquent, la pièce de métal à emboutir est à la fois pliée et déformée, selon deux axes These portions 12 are wedge-shaped. Consequently, the piece of metal to be stamped is both bent and deformed, along two axes
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perpendiculaires l'un à l'autre, de manière à épouser le forme en coin 12 de l'outil d'emboutissage. perpendicular to each other, so as to match the wedge shape 12 of the stamping tool.
En effet, dans ces portions en forme de coin 12, la tôle de métal est à la fois étirée et rétractée lors de son emboutissage. In fact, in these wedge-shaped portions 12, the metal sheet is both stretched and retracted during its stamping.
Afin d'uniformiser la répartition de l'huile sur la pièce de métal, plusieurs orifices 11 sont disposés de part et d'autre d'un plan médian A de chaque portion en forme de coin 12. In order to standardize the distribution of the oil on the piece of metal, several orifices 11 are arranged on either side of a median plane A of each wedge-shaped portion 12.
Ici, et de manière nullement limitative, quatre orifices sont disposés de part et d'autre du coin 12. Here, and in no way limiting, four orifices are arranged on either side of the corner 12.
Afin de réaliser l'alimentation en huile de chacun de ces orifices 11, ces derniers sont reliés respectivement par une canalisation 13, comme illustré à la figure 3, à des moyens d'alimentation en fluide de graissage. In order to supply the oil to each of these orifices 11, the latter are respectively connected by a pipe 13, as illustrated in FIG. 3, to means for supplying lubrication fluid.
Plus particulièrement, chaque canalisation 13 débouche dans une gorge d'alimentation en fluide de graissage 14 réalisée à la surface d'une seconde face 1 Ob de l'outil d'emboutissage 10. More particularly, each pipe 13 opens into a groove for supplying lubrication fluid 14 produced on the surface of a second face 1 Ob of the stamping tool 10.
Ici, cette seconde face 10b de l'outil d'emboutissage est la face opposée à la première face d'attaque 10a de l'outil. Here, this second face 10b of the stamping tool is the face opposite to the first leading face 10a of the tool.
Les canalisations 13 s'étendent ainsi dans l'épaisseur de l'outil d'emboutissage. The pipes 13 thus extend in the thickness of the stamping tool.
Comme bien illustré à la figure 2, la seconde face 10b de l'outil d'emboutissage 10 comporte un réseau de gorges 14 communiquant les unes avec les autres. As well illustrated in FIG. 2, the second face 10b of the stamping tool 10 comprises a network of grooves 14 communicating with each other.
Chaque canalisation 13 débouche dans une des gorges 14 de telle sorte qu'un fluide de graissage circulant dans ces gorges 14 peut alimenter les canalisations 13 reliées respectivement aux orifices 11. Each pipe 13 opens into one of the grooves 14 so that a lubricating fluid circulating in these grooves 14 can supply the pipes 13 connected respectively to the orifices 11.
Ici, comme illustré à la figure 3, ces gorges 14 ont une section transversale en forme de demi-cercle. Here, as illustrated in FIG. 3, these grooves 14 have a cross section in the shape of a semicircle.
A proximité de chaque portion en forme de coin 12, un réseau de gorges 14 est formé, adapté à alimenter les quatre orifices 11 situés à proximité de cette forme en coin 12. Near each wedge-shaped portion 12, a network of grooves 14 is formed, adapted to supply the four orifices 11 located near this wedge-shaped 12.
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Par exemple, deux gorges 14a sont disposées à angle droit, leur point de jonction P étant sensiblement disposé dans le plan médian de la portion en forme de coin 12. For example, two grooves 14a are arranged at right angles, their junction point P being substantially arranged in the median plane of the wedge-shaped portion 12.
Ces deux gorges 14a sont reliées à leur extrémité libre respectivement à deux gorges 14b dans lesquelles débouchent les canalisations 13 des orifices 11. These two grooves 14a are connected at their free end respectively to two grooves 14b into which the pipes 13 open out from the orifices 11.
Chaque gorge 14b est ainsi formée d'un segment de droite, une canalisation 13 débouchant à chacune des extrémités de la gorge 14b. Each groove 14b is thus formed of a straight segment, a pipe 13 opening at each end of the groove 14b.
A titre d'exemple, ces gorges 14 peuvent avoir une largeur, dans le plan de la seconde face 10b de l'outil 10, égale sensiblement à 4 mm, et une profondeur, dans une direction perpendiculaire à cette seconde face 10b, de l'ordre de 1,5 mm. By way of example, these grooves 14 may have a width, in the plane of the second face 10b of the tool 10, substantially equal to 4 mm, and a depth, in a direction perpendicular to this second face 10b, of l '' order of 1.5 mm.
Les canalisations 13 et les orifices 11 débouchant sur la face d'attaque 10a de l'outil ont un diamètre de l'ordre de 1 mm.
L'outil d'emboutissage 10 est lui-même réalisé en métal et les canalisations 13 et les gorges 14 peuvent être réalisées par un procédé classique d'électroérosion. The stamping tool 10 is itself made of metal and the pipes 13 and the grooves 14 can be produced by a conventional electroerosion process.
L'outil d'emboutissage tel que décrit précédemment est généralement conçu pour être intégré dans une presse d'emboutissage, et pour former généralement la matrice d'emboutissage contre laquelle est déformée en une seule passe la tôle de métal à emboutir. The stamping tool as described above is generally designed to be integrated in a stamping press, and to generally form the stamping die against which the sheet metal to be stamped is deformed in a single pass.
La pièce emboutie a des rayons de coins d'emboutissage inférieurs à 4 mm et une profondeur d'embouti comprise entre 30 et 80 mm. The stamped part has stamping corner radii less than 4 mm and a stamped depth between 30 and 80 mm.
Ici, cette matrice d'emboutissage comprend un outil d'emboutissage 10 tel que décrit précédemment, comprenant deux portions en forme de coin 12, et prolongé par deux lames 15. Here, this stamping matrix comprises a stamping tool 10 as described above, comprising two wedge-shaped portions 12, and extended by two blades 15.
Ces lames rectilignes 15 sont des matrices classiques, destinées seulement à plier la tôle de métal lors de son emboutissage et ne requérant pas d'apport de graisse pour l'emboutissage du métal. These rectilinear blades 15 are conventional dies, intended only to bend the metal sheet during its stamping and requiring no addition of grease for the stamping of the metal.
Bien que l'illustration de la figure 4 soit tronquée, on comprend aisément qu'un second outil d'emboutissage conforme à l'invention peut être Although the illustration of Figure 4 is truncated, it is easily understood that a second stamping tool according to the invention can be
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disposé en vis-à-vis du premier outil d'emboutissage 10 de telle sorte que la matrice d'emboutissage forme un contour fermé, sensiblement rectangulaire. arranged opposite the first stamping tool 10 so that the stamping matrix forms a closed contour, substantially rectangular.
Comme bien illustré à la figure 5, cette matrice 20 est fixée à une plaque porte-matrice 21, elle-même solidaire de la semelle supérieure 22 d'une presse d'emboutissage 23. As well illustrated in FIG. 5, this die 20 is fixed to a die-carrying plate 21, itself integral with the upper sole 22 of a stamping press 23.
En vis-à-vis de cette partie supérieure de la presse 23, une semelle inférieure 24 porte une semelle porte-poinçon 25 sur laquelle est montée le serre-flanc et le poinçon de la presse 23. Opposite this upper part of the press 23, a lower sole 24 carries a punch holder sole 25 on which is mounted the clamp and the punch of the press 23.
Classiquement, le serre-flanc coopère avec le contour externe de la matrice 20, alors que le poinçon coopère avec le contour interne de la matrice 20, et notamment avec les portions en forme de coin 12 de l'outil d'emboutissage 10. Conventionally, the sidewall clamp cooperates with the external contour of the matrix 20, while the punch cooperates with the internal contour of the matrix 20, and in particular with the wedge-shaped portions 12 of the stamping tool 10.
Cette presse d'emboutissage comporte une pompe d'alimentation 30 permettant d'alimenter en huile de graissage les orifices 11 de la matrice 20. This stamping press includes a supply pump 30 making it possible to supply the orifices 11 of the die 20 with lubricating oil.
Cette pompe d'alimentation 30 coopère avec un réservoir 31 d'huile de graissage.
Comme bien illustré à la figure 4, la sortie de la pompe 30 est reliée par un ensemble de canalisation 32,33 à la seconde face 10b de l'outil d'emboutissage 10 de la matrice 20. As well illustrated in FIG. 4, the outlet of the pump 30 is connected by a pipe assembly 32,33 to the second face 10b of the stamping tool 10 of the die 20.
Plus précisement, les canalisations 33 d'amenée du liquide de graissage débouchent au droit des points de jonction P des gorges 14 présentes sur la seconde face 10b de l'outil d'emboutissage. More precisely, the pipes 33 for supplying the lubrication liquid open at right angles to the junction points P of the grooves 14 present on the second face 10b of the stamping tool.
L'huile ainsi répartie dans les gorges 14 peut alimenter les canalisations 13 et les orifices 11 débouchant sur l'autre face 10a de l'outil d'emboutissage 10. The oil thus distributed in the grooves 14 can feed the pipes 13 and the orifices 11 opening onto the other face 10a of the stamping tool 10.
Ces canalisations 32,33, la pompe 30 et le réservoir 31 sont solidaires de la plaque porte-matrice 21 de la presse de telle sorte qu'ils se
déplacent avec celle-ci lors de l'ouverture et de la fermeture de la presse d'emboutissage 23. These pipes 32, 33, the pump 30 and the reservoir 31 are integral with the die-carrying plate 21 of the press so that they are
move with it when opening and closing the stamping press 23.
En outre, comme illustré aux figures 5 et 6, des moyens de commande 34,35 sont prévus pour commander le fonctionnement de la pompe 30. In addition, as illustrated in FIGS. 5 and 6, control means 34, 35 are provided for controlling the operation of the pump 30.
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Ici, ces moyens de commande sont constitués d'un bras de contact 34 solidaire de la semelle inférieure 24 de la presse d'emboutissage et d'un contacteur 35 coopérant avec la pompe 30. Here, these control means consist of a contact arm 34 secured to the bottom flange 24 of the stamping press and of a contactor 35 cooperating with the pump 30.
En position basse de l'outil d'emboutissage 10, c'est-à-dire lorsque la
presse est fermée tel qu'illustré à la figure 5, le bras de contact 34 actionne le contacteur 35 de pompe à huile 30 de telle sorte que quelques gouttes d'huiles sont libérées dans les gorges 14 et par conséquent, au niveau des orifices 11 débouchant de la face d'attaque 10a de l'outil d'emboutissage. In the low position of the stamping tool 10, that is to say when the
press is closed as illustrated in FIG. 5, the contact arm 34 actuates the oil pump contactor 35 so that a few drops of oils are released in the grooves 14 and therefore, at the orifices 11 emerging from the leading face 10a of the stamping tool.
En revanche, en position haute de l'outil, c'est-à-dire lorsque la presse est ouverte tel qu'illustré à la figure 6, la pompe 30 est arrêtée. On the other hand, in the high position of the tool, that is to say when the press is open as illustrated in FIG. 6, the pump 30 is stopped.
Ainsi, l'huile de graissage ne se répand pas sur la matrice 20 lorsque la presse est ouverte. Thus, the lubricating oil does not spread over the die 20 when the press is open.
On obtient ainsi une presse d'emboutissage pour laquelle le graissage des pièces de métal à emboutir est grandement facilité. A stamping press is thus obtained for which the lubrication of the pieces of metal to be stamped is greatly facilitated.
Outre le fait qu'il n'est plus réalisé manuellement, la quantité d'huile utilisée est très réduite par rapport au procédé traditionnel d'application d'une huile au rouleau, et est typiquement divisée par 100. Besides the fact that it is no longer done manually, the amount of oil used is very small compared to the traditional method of applying an oil with a roller, and is typically divided by 100.
Ce graissage intégré dans la matrice d'emboutissage permet ainsi de graisser la pièce de métal à chaque coup de la presse d'emboutissage. This lubrication integrated in the stamping matrix thus makes it possible to lubricate the metal part with each stroke of the stamping press.
On peut ainsi typiquement emboutir une pièce de métal en forme de bandeau, comportant une moins une portion en équerre dont le coin interne est courbe. It is thus typically possible to stamp a piece of metal in the form of a strip, comprising at least one square portion whose internal corner is curved.
Ici, on peut par exemple emboutir un bandeau rectangulaire comportant quatre coins internes courbes. Here, it is possible, for example, to stamp a rectangular strip comprising four curved internal corners.
A titre d'exemple, le rayon des coins peut être sensiblement égal à 4,5 mm. For example, the radius of the corners can be substantially equal to 4.5 mm.
La pièce de métal à emboutir peut avoir une épaisseur de l'ordre de 0,8 mm. The piece of metal to be stamped can have a thickness of the order of 0.8 mm.
Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple de réalisation décrit précédemment sans sortir du cadre de l'invention. Of course, many modifications can be made to the embodiment described above without departing from the scope of the invention.
Claims (11)
Priority Applications (4)
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