WO1996022168A1 - Procede et dispositif de formage a froid de fonds bombes - Google Patents
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- WO1996022168A1 WO1996022168A1 PCT/FR1996/000077 FR9600077W WO9622168A1 WO 1996022168 A1 WO1996022168 A1 WO 1996022168A1 FR 9600077 W FR9600077 W FR 9600077W WO 9622168 A1 WO9622168 A1 WO 9622168A1
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- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/28—Deep-drawing of cylindrical articles using consecutive dies
Definitions
- the method and the device according to the invention relate to the production by stamping of domed metal bottoms intended to equip tanks.
- Such tanks are used, in the most general way, to contain fluids under liquid or gaseous pressure, such as for example compressed air, nitrogen or combustible fluids, such as liquid propane, pressure may be higher or lower.
- domed bottoms are most often made from non-alloyed or low-alloyed steels with a limited carbon content.
- the following composition can be given in% by mass:
- non-alloy steel such as steel A-48 AP according to standard AFNOR A36-205.
- This steel contains in% by mass "C ⁇ to 0.20; Si ⁇ 0.35; Mn 0.8 to 1.5; P ⁇ 0.035 and S ⁇ 0.030.
- the domed bottoms used for these applications are generally obtained from blanks cut from hot-rolled sheets whose thickness which depends on the dimensions and the pressure of use is most often between approximately 3 and approximately 8 mm.
- hot stamping is essential if one wants to keep a some ductility in the raw stamping state.
- the current regulations provide, for curved bottoms intended for tanks of flammable fluids under pressure, a minimum elongation at break equal to at least 14% and a breaking load not exceeding 700 MPa.
- a minimum elongation at break equal to at least 14% and a breaking load not exceeding 700 MPa.
- Such characteristics are commonly obtained on domed bottoms of approximately 1 m in diameter and approximately 5 mm in thickness, in the raw state of hot stamping.
- hot stamping of blanks in unalloyed steel at a temperature of at least about 900 e C requires, in order to take into account variations in thickness, the use of an initial additional thickness and we also observe non-negligible dimensional variations resulting from the relative inaccuracy of the work hot.
- preheating requires the use of an oven of dimensions adapted to the size of the blanks and also to the working rate of the press.
- the method and the device according to the invention apply to the production of curved bottoms by cold stamping of metal blanks.
- the method and the device apply in particular to the production of curved bottoms from steel blanks having a thickness of the order of 3 to 8 mm or more with a drawing ratio D1 D2 of the order of 1 , 1 to 1.3 and even more, such domed bottoms being widely used in industry.
- the process and the device which are the subject of the invention make it possible, in particular, to produce by cold stamping a blank of unalloyed or low alloyed steel with a carbon content of up to about 0.26%, and having a thickness of at least 3 mm, a rounded bottom having a drawing ratio D1 / D2 of about 1 1 to 1.3 and having the hardened state a relatively high ductility.
- This method and this device according to the invention apply in particular to non-alloy steels whose content limits of C, Si, Mn, P and S are given above, by way of indication, in the case of curved bottoms produced according to state of the art.
- This method and this device according to the invention apply in particular to the cold stamping of curved bottoms of A-48 AP steel or equivalent.
- this process and this device make it possible to obtain, by cold stamping, in the raw stamping state, a ductility much higher in any zone of the curved bottoms obtained than that obtained by the usual stamping techniques at cold of these domed bottoms.
- A-48 AP steel blanks having a thickness of approximately 3 to 8 mm, blanks can be obtained in the raw state. breaking elongation is greater than or equal to 14% and the breaking load of which is less than 700 MPa.
- the cold stamping method according to the invention and the device for its implementation provide for carrying out at least one operation of preforming the starting blank which consists of cold forming a frustoconical annular zone. , adjacent to the edge of the blank, the slope of which is inclined inward at an angle to the initial plane of the blank. This angle is preferably between approximately 25 and 45 °.
- This preforming operation is carried out by means of a press equipped with an annular matrix and a first deformation means such as a blank holder capable of sliding along the axis of the matrix.
- a second deformation means such as a cylindrical punch, able to move along the axis of the die, is surrounded by the first deformation means, the first deformation means such as a blank holder being in this case suitable for slide around the second deformation means with little play.
- the first means of deformation is moved such as a blank holder whose clamping surface is frustoconical, and of the same slope as that of the matrix which is also frustoconical, towards the latter, until the first means of deformation is brought into support against the blank and deform it by pressing it against the frustoconical wall of the matrix in the external zone of this wall.
- a complementary deformation of the blank is always carried out in the zone extending from the inner edge of the blank holder, by moving the second deformation means such as the punch described above along of its axis so that its annular edge of suitable profile deforms the wall of the blank by applying it against the annular frustoconical wall of the matrix in the interior zone of this wall comprised between the interior edge of the blank holder and the interior edge of this frustoconical wall.
- the thrust thus exerted on the blank causes a limited sliding of it towards the axis of the matrix along the frustoconical wall accompanied by a weak retreinl which combines with the stretching action exerted by the tool such than a punch.
- the profile of the outer edge of this tool is preferably given in its annular zone of diameter equal to or greater than that of the inner edge of the frustoconical wall of the matrix, an inclination substantially parallel to that of that frustoconical wall, over part of its width.
- the preforming thus carried out then makes it possible to carry out, under favorable conditions, the actual stamping of the curved bottom, avoiding the excessive deformations carried out in the vicinity of its annular wall when the forming range currently used is used in the state of the technique by bending at right angles followed by unfolding during stamping.
- This stamping itself is reheated by means of a cylindrical punch whose front end has the desired diameter and profile to allow the curved wall of the blank to be produced.
- the diameter of the punch used is very advantageously greater than the diameter of the inner edge of the pre-formed frustoconical wall of the blank.
- a matrix is used, the frustoconical edge of which has a slope corresponding to the slope of the frustoconical wall of the preformed blank and an internal diameter such that it allows the penetration of the blank pushed by the punch.
- An annular blank holder whose clamping edge has a suitable slope, ensures the regular sliding of the frustoconical wall of the blank towards the axis of the matrix, before penetration into the annular space between punch and matrix.
- such ductility and such resistance are obtained by carrying out two successive preforming operations before stamping.
- the slope of the frustoconical area of the matrix is preferably limited for the first preforming operation described above to a value between 25 and 40 e .
- the second preforming operation is then carried out by transferring the blank preformed by the first preforming onto a second annular matrix whose frustoconical wall has a slope greater than that of the first preforming operation chosen in the range of 35 to 50 °.
- a deformation tool such as a blank holder with the same slope as the die is used, by means of which the already frustoconical wall of the blank is applied in its annular zone against the corresponding outer zone of the frustoconical wall of the matrix.
- a push is then carried out by means of a second deformation tool such as a punch whose annular outer edge has the desired profile to press the already frustoconical wall of the blank, by deforming it again, against the inner frustoconical zone of the matrix to the vicinity of its inner edge.
- a second deformation tool such as a punch whose annular outer edge has the desired profile to press the already frustoconical wall of the blank, by deforming it again, against the inner frustoconical zone of the matrix to the vicinity of its inner edge.
- the final stamping phase is carried out in the same way as described above.
- This two-stage preforming method which allows the addition of successive plastic deformations, each having a smaller amplitude than the deformations carried out with a single preforming operation, very clearly shows its superiority when one seeks to obtain a product having a high ductility in the stamped end state.
- this is not a limit and that, in the case of deeper stampings, it is possible to consider carrying out three or more successive preforming operations in order to increase the drawing ratio or the thickness of the starting blank.
- these preforming operations will be carried out very advantageously so that the diameter of the punch used for the final drawing of the bottom is greater than the diameter of the inner edge of the frustoconical wall blank preformed as it results from the preforming operation which immediately precedes the final drawing.
- preforming of the blank it is possible to use, for at least one preforming operation, as a second means of deformation of the blank, in the place of a punch having an annular edge of profile adapted to apply the blank against the interior zone of the frustoconical wall. of the matrix, a second blank holder, annular like the first and which slides inside of it.
- the annular edge of this blank holder has a profile similar to that of the annular edge of the punch already described and comprises, like it, an annular zone of suitable width comprising a substantially frustoconical section.
- This annular edge has the same function as that of the punch, that is to say to deform the wall of the blank between the inner edge of the first blank holder and the inner edge of the frustoconical wall of the matrix, by applying in this annular zone the wall of the blank against this frustoconical wall.
- this action of deformation of the blank by this annular edge of the second blank holder is carried out after the tightening of the blank by the first deformation means such as a blank holder against the outer annular zone of the wall frustoconical of the matrix.
- the successive movement of the first and then the second deformation means can be controlled by automatic control devices acting on mechanical or hydraulic or pneumatic or other means such as jacks. It is also possible to find the first means of deformation by compression springs at the mobile structure with which the second means of deformation is secured, structure which is driven by displacement means, the springs being arranged so that during advancement means of deformation and pressing of the blank in the direction of the matrix, the first means of deformation is first brought into contact with the blank and first reassesses the tightening of the latter against the wall of the die before the start deformation of the blank by the second deformation means.
- the compression springs are given the desired clamping force to correctly control the sliding of the wall of the blank inwards during the plating of this blank, downstream of the first means of deformation against the internal zone of the frustoconical wall of the matrix.
- stamping of the blank phase after completion of at least one preforming operation can améhorer control of the dished end of the surface condition in the actual bulged area, giving the bottom of the matrix 'stamping the desired profile so that eUe cooperates with the punch to control under optimal conditions the profile of this curved area.
- annular die with cylindrical inner wall, bottomless which allows, at the end of stamping to extract the domed bottom thus stamped through the lower orifice of the die.
- the blank holder can be pushed by compression springs bearing on the mobile structure to which the stamping punch is fixed.
- the invention also relates to the device allowing the implementation of the process which has just been described and the rehsation by cold stamping, starting from a blank in sheet steel not alloyed or weakly alloyed of thickness generally higher 3 mm from a curved bottom for a pressurized fluid tank having a high ductility in the raw stamping state.
- This device comprises at least one set of preforming tools comprising an advantageously annular die with frustoconical upper wall, a blank holder able to clamp an annular area of the blank adjacent to its outer edge against an outer area of the die and a second means deformation of the same axis as the first whose outer wall runs along the inner wall of the blank holder and has at its lower end an annular end edge capable of clamping the blank against an annular area of the frustoconical wall of the matrix, after tightening of the blank holder, downstream thereof, up to the vicinity of the inner edge of this frustoconical wall of the matrix in the case where this matrix is annular.
- This second means of deformation can have the shape of a punch with a flattened front wall or the annular shape of a second blank holder sliding inside the first.
- a set of stamping tools comprises an annular matrix, the frustoconical upper wall of which receives the preformed blank and has substantially the same slope.
- the internal diameter of the frustoconical wall of this matrix is advantageously greater than the internal diameter of the frustoconical wall of the preformed blank obtained in the preforming operation which precedes the final drawing and substantially equal to the external diameter of the curved bottom that it is to get.
- a blank holder makes it possible to clamp the frustoconical outer wall of the blank against that of the matrix and a cylindrical punch with rounded front wall, of profile corresponding to that of the curved bottom to be re-used, makes it possible to re-use this curved bottom from the blank thus preformed .
- the stamping die may have a bottom profile corresponding to that of the front wall of the punch.
- the diameter of the cylindrical inner wall of the drawing die is advantageously greater than the inside diameter of the wall frustoconical of the annular matrix used for the preforming operation which precedes the final drawing.
- This stamping die can also include, in its axial zone, a bottomless cylindrical inner wall.
- the stamping die and also the preforming die (s) may comprise removable annular parts comprising a frustoconical upper wall and fixed to the part constituting the base of the matrix.
- the use of removable parts having frustoconical walls of various inclinations allows the execution of different types of preforming or stamping from a common base.
- the device according to the invention most often comprises two sets of preforming tools used successively to give the wall of the blank the frustoconical slope making it possible to obtain, after stamping, the high degree of duct ⁇ ity required.
- each set of preforming tools may include a set of compression springs mounted around sleeping rods which receive the outside blank holder with the punch or inside blank holder, these springs pushing the outside blank holder so that 'it clamps the blank against the frustoconical wall of the matrix in its outer zone before the deformation of the blank begins by the annular edge of the second deformation means, when the latter is displaced along the axis of the matrix in the direction of the blank.
- the axial displacement of the second deformation means and also that of the stamping punch can be achieved by any known means such as hydraulic or pneumatic cylinders or by mechanical means or other means.
- the stamping blank holder and also the external preforming blank holders can also be driven, in a known manner by any type of jack or any other means.
- the clamping pressures can be adjustable by any known means in order to determine with precision the clamping forces of the external pre-forming or stamping blank holder to allow the blank to rise in optimal conditions from upstream to downstream and also for allow, at the level of the second deformation means, a satisfactory tightening to grip the wall of the blank under the frustoconical wall of the matrix under optimal conditions.
- programming means associated with control means make it possible to re-use the operating cycles corresponding to the preforming and then to the final drawing of the blank.
- Figure 1 is a schematic sectional view of a first set of preforming tools for performing a first controlled deformation of a blank by the method and by means of the device according to the invention.
- Figure 2 is a schematic view of the start of the preforming of the blank of Figure 1, only the right part of Figure 1 limited by the axis Xl-Xl being shown.
- Figure 3 is a schematic view of the end of the preforming of the blank of Figure 1 only the right part limited by the axis Xl-Xl being shown.
- Figure 4 is a schematic sectional view of the second set of preforming tools for performing a second blank preforming by the method and by means of the device according to the invention.
- Figure 5 is a schematic view of the start of the second preforming of the blank of Figure 4 only the right part of Figure 4 limited by the axis X2-X2 being shown.
- Figure 6 is a schematic view of the end of the second preforming of the blank of Figure 4 only the right part of Figure 4 limited by the axis X2-X2 being shown.
- Figure 7 is a schematic sectional view of the set of stamping tools for stamping a curved bottom by the method and by means of the device according to the invention.
- Figure 8 is a schematic view of the stamping punch of Figure 7 at the end of the stamping stroke of the blank inside the die.
- Figure 9 is a schematic view of the stamping punch of Figure 7 in the raised position, before extraction of the domed bottom of the die after stamping.
- a first set of preforming tools shown in these three figures which comprises a press structure 2 consisting of an annular matrix 3 of axis Xl-Xl whose upper wall 4 has a frustoconical shape inclined inward at an angle of 30 ° relative to a plane 5. pe ⁇ endicular to Xl-Xl.
- a cylindrical punch 5 surrounded by a blank holder 6 is able to move along the axis Xl-Xl driven by hydraulic means not shown.
- the blank holder 6 which can slide around the punch 5 is pushed towards the die by springs 7 mounted around sliding rods 7A, the springs bearing on the movable structure 8 to which the punch is fixed, movable structure driven by the means 10 hydraulics along the Xl-Xl axis.
- the punch 5 which has a flat front wall 14 and an annular edge 15 of rounded profile, continues its advance. During this, it moves the wall of the blank 1 until the edge 15, the outside diameter of which is greater than the diameter of the 0. inner edge 17 of the frustoconical wall, applies the annular zone 11 of the blank against the inner zone 16 of the frustoconical wall of the matrix to the immediate vicinity of its inner edge 17. In this zone the rounded edge 15 has a slight curvature, the tangent of which has an inclination close to the slope of the frustoconical wall 16. This additional deformation of the blank 1 is again accompanied by a slight sliding downstream of
- FIGS. 4 to 6 of the blank 1 A second preforming shown in FIGS. 4 to 6 of the blank 1 is then carried out.
- a second set of preforming tools By means of a second set of preforming tools, a new deformation of the frustoconical area of the blank 1 is thus carried out in order to increase its slope.
- Figures 4 to 6 show a structure similar to that of Figures 1 to 3.
- the annular matrix 21 which receives the blank 1 as it results from the first preforming has a frustoconical upper wall 22 inclined inwards at an angle of 45 ° relative to to a plane perpendicular to its axis X2-X2.
- a cylindrical punch 23, of the same axis X2-X2 as the matrix 21, is surrounded by a blank holder 24 pushed towards the matrix by springs 25 bearing on the movable structure 26 driven by hydraulic means not shown.
- frustoconical elastics threaded on retaining rods 25A.
- the frusto-conical wall 27 of the blank holder 24 has the same slope as the frusto-conical wall of the matrix 21, that is to say 45 °.
- the diameter of the cylindrical punch 23 is greater than the diameter of the inner edge 31 of the frustoconical wall 22 of the die 21 and the rounded annular edge 32 of this punch has an inclined profile which includes a section 34
- the cylindrical punch 41 of axis X3-X3 ( Figure 7) has a front wall 42 whose curved profile corresponds to that of the curved bottom to be produced.
- the bottom of the matrix 43 of the same axis X3-X3 has a profile of revolution 44 corresponding to that of the punch which makes it possible to give the blank 1, by clamping between punch and matrix, the desired profile.
- the matrix 43 has at its upper part a removable annular part 47 whose upper wall 48 has a frustoconical shape with an axis X3-X3, inclined at 45 ° inwards relative to a plane perpendicular to its axis.
- the lower wall 49 of the blank holder 53 is also frustoconical with the same slope and has the dimensions required to cover the entire useful area of the frustoconical wall 48 by enclosing the annular wall 50 of the outer edge of the blank 1. It can be seen that the inside diameter of the blank holder 53 is substantially equal to the inlet diameter of the matrix 43 and much greater than the diameter of the inner end 50A of the frustoconical wall of the blank 1.
- the convex front wall 42 of the punch 41 begins to deform the median area of the blank 1. Then the penetration of the blank inside the die causes a gradual increase downstream of its annular edge 50. The latter at the end of stamping completely escapes the grip of the blank holder 53 and forms the cylindrical edge 51 of the convex bottom 52 (FIGS. 8, 9). As shown in Figure 9, after raising the punch, we can extract the domed bottom.
- the outside diameter D2 of the curved bottom obtained, in its cylindrical zone is 500 mm, which represents a drawing ratio Dl / D2 of 1.18.
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Abstract
Le procédé et le dispositif suivant l'invention concernent la réalisation, par emboutissage à froid, de fonds bombés en acier, pour réservoirs de fluides sous pression, ayant une ductilité élevée à l'état brut d'emboutissage. Selon ce procédé on effectue, avant emboutissage, au moins un préformage en appliquant d'abord au moyen d'un premier moyen de déformation tel qu'un serre-flan (6), le bord extérieur (11) d'un flan circulaire (1) contre la paroi tronconique (13) d'une matrice (3), puis un deuxième moyen de déformation (5) applique la paroi du flan (1), dans une zone annulaire adjacente à la première, contre la paroi tronconique de la matrice (3). Application à des réservoirs sous pression de fluides, tels que des fluides inflammables.
Description
wo 96/22168 pR0ŒDE ET DISposrπF DE FORMAGE pcτ™6/00077
A FROID DE FONDS BOMBES.
Le procédé et le dispositif suivant l'invention concernent la réalisation par emboutissage de fonds bombés métalliques destinés à équiper des réservoirs. De tels réservoirs sont utilisés, de la façon la plus générale, pour contenir des fluides sous pression liquide ou gazeuse, tels que par exemple de l'air comprimé, de l'azote ou des fluides combustibles, tels que du propane liquide, la pression pouvant être plus ou moins élevée.
On réalise le plus souvent ces fonds bombés en des aciers non alliés ou faiblement alliés à teneur limitée en carbone. A titre d'exemple des aciers utilisés pour la fabrication des fonds bombés on peut donner la composition suivante en % en masse:
C < 0,26 ; Si < 0,50 ; Mn < 1,60 ; P < 0,050 ; S < 0,050.
Dans le cas des fluides combustibles sous pression, tels que précisément le propane, la norme française actuellement en vigueur prévoit l'utilisation d'un acier non allié, tel que l'acier A-48 AP suivant norme AFNOR A36-205. Cet acier contient en % en masse "C < à 0,20 ; Si < 0,35 ; Mn 0,8 à 1,5 ; P < 0,035 et S < 0,030.
Les fonds bombés utilisés pour ces applications sont en général obtenus à partir de flans découpés dans des tôles laminées à chaud dont l'épaisseur qui dépend des dimensions et de la pression d'utilisation est le plus souvent comprise entre environ 3 et environ 8 mm. Malgré un rapport d'emboutissage relativement faible entre le diamètre Dl du flan découpé et le diamètre maximal D2 du fond embouti, le plus souvent compris entre 1,1 et 1,3, l'emboutissage à chaud s'impose si on veut conserver une certaine ductilité à l'état brut d'emboutissage. On constate de plus que si on veut recuire un fond embouti à froid pour récupérer une ductilité suffisante des déformations importantes se produisent, telles qu'une ovalisation qui rendent ensuite très difficile ou impossible l'assemblage avec un réservoir cylindrique sans un dressage faisant suite au recuit. La réglementation actuelle prévoit, pour les fonds bombés destinés aux réservoirs de fluides inflammables sous pression, un allongement de rupture m imal au moins égal à 14 % et une charge de rupture pas supérieure à 700 MPa. Actuellement, on obtient couramment de telles caractéristiques sur des fonds bombés d'environ 1 m de diamètre, et environ 5 mm d'épaisseur, à l'état brut d'emboutissage à chaud. Cependant, l'emboutissage à chaud de flans en
acier non allié à une température d'au moins environ 900e C nécessite, pour tenir compte des variations d'épaisseur, l'utilisation d'une surépaisseur initiale et on observe de plus des variations dimensionnelles non négligeables résultant de la relative imprécision du travail à chaud.
Enfin, le préchauffage nécessite la mise en oeuvre d'un four de dimensions adaptées à la dimension des flans et aussi à la cadence de travail de la presse.
Pour toutes ces raisons, on a cherché à mettre au point un procédé et un dispositif d'emboutissage à froid permettant d'obtenir avec une précision considérablement accrue les fonds bombés désirés. On a cherché en particulier à pouvoir atteindre le degré de ductilité voulu, à l'état brut d'emboutissage à froid afin de satisfaire aux différentes conditions de ductilité imposées par les utilisateurs ou par la réglementation et plus spécialement dans le cas des fonds bombés utilisés pour les réservoirs de fluides inflammables sous pression.
De la façon la plus générale le procédé et le dispositif suivant l'invention s'appliquent à la réalisation de fonds bombés par emboutissage à froid de flans métalliques.
Le procédé et le dispositif s'appliquent en particulier à la réalisation de fonds bombés à partir de flans en acier ayant une épaisseur de l'ordre de 3 à 8 mm ou davantage avec un rapport d'emboutissage D1 D2 de l'ordre de 1 ,1 à 1,3 et même davantage, de tels fonds bombés étant très utilisés dans l'industrie.
Le procédé et le dispositif qui font l'objet de l'invention permettent, en particulier, de réaliser par emboutissage à froid d'un flan en acier non allié ou faiblement allié à teneur en carbone pouvant atteindre environ 0,26 %, et ayant une épaisseur d'au moins 3 mm, un fond bombé ayant un rapport d'emboutissage D1/D2, d'environ 1 ,1 à 1,3 et présentant à l'état écroui une ductilité relativement élevée. Ce procédé et ce dispositif selon l'invention s'appliquent notamment aux aciers non alliés dont les limites de teneur en C, Si, Mn, P et S sont données plus haut, à titre indicatif, dans le cas des fonds bombés réalisés suivant l'état de la technique actuelle. Ce procédé et ce dispositif selon l'invention s'appliquent en particulier à l'emboutissage à froid de fonds bombés en acier A-48 AP ou équivalent. Dans tous ces cas, ce procédé et ce dispositif permettent d'obtenir par emboutissage à froid, à l'état brut d'emboutissage, une ductilité bien supérieure en toute zone des fonds bombés obtenus à celle obtenue par les techniques habituelles d'emboutissage à froid de ces fonds bombés.
De plus, en effectuant selon l'invention l'emboutissage à froid de flans en acier A-48 AP, ayant une épaisseur d'environ 3 à 8 mm, on peut obtenir à l'état brut d'emboutissage des flans dont l'allongement de rupture est supérieur ou égal à 14 % et dont la charge de rupture est inférieure à 700 MPa.
Afin d'atteindre ces résultats, le procédé d'emboutissage à froid suivant l'invention et le dispositif pour sa mise en oeuvre prévoient d'effectuer au moins une opération de préformage du flan de départ qui consiste à réaliser à froid une zone annulaire tronconique, adjacente au bord du flan dont la pente est inclinée vers l'intérieur d'un angle par rapport au plan initial du flan. Cet angle est de préférence compris entre environ 25 et 45°.
Cette opération de préformage est réalisée au moyen d'une presse équipée d'une matrice annulaire et d'un premier moyen de déformation tel qu'un serre-flan apte à coulisser selon l'axe de la matrice.
Un deuxième moyen de déformation tel qu'un poinçon cylindrique, apte à se déplacer suivant l'axe de la matrice, est entouré du premier moyen de déformation, le premier moyen de déformation tel qu'un serre-flan étant dans ce cas apte à coulisser autour du deuxième moyen de déformation avec un faible jeu.
On déplace le premier moyen de déformation tel qu'un serre-flan dont la surface de serrage est tronconique, et de même pente que celle de la matrice elle aussi tronconique, vers celle-ci, jusqu'à mettre le premier moyen de déformation en appui contre le flan et déformer celui-ci en le plaquant contre la paroi tronconique de la matrice dans la zone extérieure de cette paroi.
On effectue ensuite toujours dans le cadre de l'opération de préformage une déformation complémentaire du flan dans la zone s'étendant à partir du bord intérieur du serre-flan, en déplaçant le deuxième moyen de déformation tel que le poinçon décrit plus haut le long de son axe de façon que son bord annulaire de profil adapté déforme la paroi du flan en l'appliquant contre la paroi tronconique annulaire de la matrice dans la zone intérieure de cette paroi comprise entre le bord intérieur du serre-flan et le bord intérieur de cette paroi tronconique. La poussée ainsi exercée sur le flan entraîne un gUssement limité de celui-ci vers l'axe de la matrice le long de la paroi tronconique accompagné d'un faible rétreinl qui se combine avec l'action d'étirage exercée par l'outil tel qu'un poinçon. On donne de préférence au profil du bord extérieur de cet outil, dans sa zone annulaire de diamètre égal ou supérieur à
celui du bord intérieur de la paroi tronconique de la matrice, une inclinaison sensiblement parallèle à celle de celle paroi tronconique, sur une partie de sa largeur.
Le préformage ainsi réalisé permet ensuite d'effectuer dans des conditions favorables l'emboutissage proprement dit du fond bombé en évitant les déformations excessives réalisées au voisinage de sa paroi annulaire lorsqu'on met en oeuvre la gamme de formage actuellement utilisée dans l'état de la technique par le pliage à angle droit suivi d'un dépliage effectué pendant l'emboutissage.
On réahse cet emboutissage proprement dit au moyen d'un poinçon cylindrique dont l'extrémité frontale a le diamètre et le profil voulus pour permettre la réalisation de la paroi bombée du flan. Le diamètre du poinçon utilisé est très avantageusement supérieur au diamètre du bord intérieur de la paroi tronconique préformée du flan. On utilise une matrice dont le bord tronconique a une pente correspondant à la pente de la paroi tronconique du flan prédéformé et un diamètre intérieur tel qu'il permette la pénétration du flan poussé par le poinçon. Un serre-flan annulaire dont le bord de serrage a une pente adaptée, assure le glissement régulier de la paroi tronconique du flan vers l'axe de la matrice, avant pénétration dans l'espace annulaire entre poinçon et matrice.
Bien que l'opération de préformage décrite plus haut confère au fond bombé, obtenu par emboutissage à froid, une ductilité accrue à l'état brut d'emboutissage par rapport au procédé traditionnel, cette ductilité reste cependant insuffisante pour un certain nombre d'applications par rapport au procédé traditionnel. C'est le cas en particulier des fonds bombés utihsés pour les réservoirs de fluides inflammables sous pression pour lesquels, comme indiqué plus haut, la réglementation française prévoit l'utilisation d'un acier A48 AP (norme AFNOR A36-205) et une ductilité du fond bombé obtenu telle qu'on ait un allongement de rupture > 14 % avec une résistance de rupture < 700 MP.
Suivant l'invention, on obtient une telle ductilité et une telle résistance en effectuant deux opérations successives de préformage avant l'emboutissage.
Pour cela, on limite de préférence la pente de la zone tronconique de la matrice pour la première opération de préformage décrite précédemment à une valeur comprise entre 25 et 40e. La deuxième opération de préformage est effectuée ensuite en transférant le flan préformé par le premier préformage sur une deuxième matrice annulaire dont la paroi tronconique a une pente supérieure à celle de la première
opération de préformage choisie dans l'intervalle de 35 à 50°. On utilise comme pour la première opération de préformage un outil de déformation tel qu'un serre-flan de même pente que la matrice, au moyen duquel on applique, en la déformant, la paroi déjà tronconique du flan, dans sa zone annulaire extérieure contre la zone extérieure correspondante de la paroi tronconique de la matrice. On effectue ensuite une poussée au moyen d'un deuxième outil de déformation tel qu'un poinçon dont le bord extérieur annulaire a le profil voulu pour venir plaquer la paroi déjà tronconique du flan, en la déformant à nouveau, contre la zone tronconique intérieure de la matrice jusqu'au voisinage de son bord intérieur.
Après cette deuxième opération de préformage on effectue la phase finale d'emboutissage de la même façon que décrit plus haut.
On constate alors que, pour une même qualité d'acier, par exemple un acier A48 AP, constituant le flan de départ et pour une même épaisseur de ce flan, on obtient un fond bombé de mêmes dimensions ayant une ductilité bien supérieure, l'allongement de rupture minimal obtenu, à l'état brut d'emboutissage, passant d'environ 9 à 10 %, pour la gamme de l'état de la technique à plus de 14 % pour la gamme de la présente invention.
Cette méthode de préformage en deux étapes qui permet d'additionner des déformations plastiques successives, chacune ayant une moindre amplitude que les déformations effectuées avec une seule opération de préformage, montre très clairement sa supériorité quand on recherche l'obtention d'un produit ayant une ductihté élevée à l'état final embouti. Bien qu'on se limite dans le cas présent à deux opérations de préformage on comprend que dans le contexte général de l'invention il ne s'agit pas là d'une limite et que, dans le cas d'emboutissages plus profonds on peut envisager d'effectuer trois opérations successives de préformage, ou davantage, afin d'accroître le rapport d'emboutissage ou l'épaisseur du flan de départ.
Dans le cas où le formage du fond est effectué avec plusieurs opérations de préformage, on effectuera ces opérations de préformage très avantageusement de façon que le diamètre du poinçon utilisé pour l'emboutissage final du fond soit supérieur au diamètre du bord intérieur de la paroi tronconique préformée du flan telle qu'il résulte de l'opération de préformage qui précède immédiatement l'emboutissage final.
Pour le préformage du flan, on peut utiliser pour au moins une opération de préformage, comme deuxième moyen de déformation du flan, au heu d'un poinçon ayant un bord annulaire de profil adapté pour appliquer le flan contre la zone intérieure de la paroi tronconique de la matrice, un deuxième serre-flan, annulaire comme le premier et qui coulisse à l'intérieur de celui-ci. Le bord annulaire de ce serre-flan a un profil analogue à celui du bord annulaire du poinçon déjà décrit et comporte, comme lui une zone annulaire de largeur adaptée comportant un tronçon sensiblement tronconique. Ce bord annulaire a la même fonction que celui du poinçon, c'est-à-dire de déformer la paroi du flan entre le bord intérieur du premier serre-flan et le bord intérieur de la paroi tronconique de la matrice, en venant appliquer dans cette zone annulaire la paroi du flan contre cette paroi tronconique. Comme dans le cas du poinçon, cette action de déformation du flan par ce bord annulaire du deuxième serre-flan est effectuée après le serrage du flan par le premier moyen de déformation tel qu'un serre-flan contre la zone annulaire extérieure de la paroi tronconique de la matrice.
On peut commander le déplacement successif du premier puis du deuxième moyen de déformation par des dispositifs de commande automatique agissant sur des moyens mécaniques ou hydrauliques ou pneumatiques ou autres tels que des vérins. On peut aussi reher le premier moyen de déformation par des ressorts de compression à la structure mobile avec laquelle est solidarisé le deuxième moyen de déformation, structure qui est entraînée par des moyens de déplacement, les ressorts étant disposés de façon que lors de l'avance des moyens de déformation et de plaquage du flan en direction de la matrice, le premier moyen de déformation soit d'abord mis en contact avec le flan et réahse d'abord le serrage de celui-ci contre la paroi de la malrice avant le début de déformation du flan par le deuxième moyen de déformation. On donne aux ressorts de compression la force de serrage voulue pour contrôler correctement le gUssement de la paroi du flan vers l'intérieur au cours du plaquage de ce flan, en aval du premier moyen de déformation contre la zone intérieure de la paroi tronconique de la matrice.
Au cours de la phase d'emboutissage du flan, après achèvement d'au moins une opération de préformage on peut améhorer le contrôle de l'état de surface du fond bombé dans la zone bombée proprement dite, en donnant au fond de la matrice d'emboutissage le profil voulu pour qu'eUe coopère avec le poinçon pour contrôler dans les conditions optimales le profil de cette zone bombée.
On peut aussi utiliser au cours de cette phase d'emboutissage une matrice annulaire, à paroi intérieure cylindrique, sans fond qui permet, en fin d'emboutissage d'extraire le fond bombé ainsi embouti à travers l'orifice inférieur de la matrice.
Pour l'emboutissage, comme pour le préformage le serre-flan peut être poussé par des ressorts de compression prenant appui sur la structure mobile à laquelle est fixé le poinçon d'emboutissage.
L'invention concerne également le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit et la réahsation par emboutissage à froid, à partir d'un flan en tôle d'acier non allié ou faiblement allié d'épaisseur en général supérieure à 3 mm d'un fond bombé pour réservoir de fluide sous pression présentant à l'état brut d'emboutissage une grande ductilité.
Ce dispositif comporte au moins un jeu d'outils de préformage comprenant une matrice avantageusement annulaire à paroi supérieure tronconique, un serre-flan apte à serrer une zone annulaire du flan adjacente à son bord extérieur contre une zone extérieure de la matrice et un deuxième moyen de déformation de même axe que le premier dont la paroi extérieure couUsse le long de la paroi intérieure du serre-flan et comporte à son extrémité inférieure un bord d'extrémité annulaire apte à serrer le flan contre une zone annulaire de la paroi tronconique de la matrice, après serrage du serre-flan, en aval de celui-ci, jusqu'au voisinage du bord intérieur de cette paroi tronconique de la matrice dans le cas où cette matrice est annulaire.
Ce deuxième moyen de dé ormation peut avoir la forme d'un poinçon à paroi frontale aplatie ou la forme annulaire d'un deuxième serre-flan coulissant à l'intérieur du premier. Un jeu d'outils d'emboutissage comprend une matrice annulaire dont la paroi supérieure tronconique reçoit le flan préformé et a sensiblement la même pente. Le diamètre intérieur de la paroi tronconique de cette matrice est avantageusement supérieur au diamètre intérieur de la paroi tronconique du flan préformé obtenu dans l'opération de préformage qui précède l'emboutissage final et sensiblement égal au diamètre extérieur du fond bombé qu'il s'agit d'obtenir. Un serre-flan permet de serrer la paroi extérieure tronconique du flan contre celle de la matrice et un poinçon cylindrique à paroi frontale bombée, de profil correspondant à celui du fond bombé à réaUser, permet de réaUser ce fond bombé à partir du flan ainsi préformé. La matrice d'emboutissage peut comporter un fond de profil correspondant à celui de la paroi frontale du poinçon. Le diamètre de la paroi intérieure cylindrique de la matrice d'emboutissage est avantageusement supérieur au diamètre intérieur de la paroi
tronconique de la matrice annulaire utihsée pour l'opération de préformage qui précède l'emboutissage final. Cette matrice d'emboutissage peut aussi comporter, dans sa zone axiale, une paroi intérieure cylindrique sans fond.
La matrice d'emboutissage et aussi la ou les matrices de préformage peuvent comporter des pièces annulaires amovibles comportant une paroi supérieure tronconique et fixées à la partie constituant l'embase de la matrice. L'utilisation de pièces amovibles ayant des parois tronconiques d'inclinaisons variées permet l'exécution de différents types de préformage ou d'emboutissage à partir d'une embase commune.
Le dispositif suivant l'invention comprend le plus souvent deux jeux d'outils de préformage utilisés successivement pour conférer à la paroi du flan la pente tronconique permettant d'obtenir après emboutissage le haut degré de ductϋité exigé.
Comme indiqué plus haut, chaque jeu d'outils de préformage peut comporter un ensemble de ressorts de compression montés autour de tiges couhssantes qui reUent le serre-flan extérieur au poinçon ou serre-flan intérieur, ces ressorts poussant le serre-flan extérieur pour qu'il serre le flan contre la paroi tronconique de la matrice dans sa zone extérieure avant début de déformation du flan par le bord annulaire du deuxième moyen de déformation, lorsqu'on déplace ce dernier suivant l'axe de la matrice en direction du flan. Le déplacement axial du deuxième moyen de déformation et aussi celui du poinçon d'emboutissage peuvent être réalisés par tous moyens connus tels que des vérins hydrauhques ou pneumatiques ou par des moyens mécaniques ou d'autres moyens.
Le serre-flan d'emboutissage et aussi les serre-flans extérieurs de préformage peuvent aussi être entraînés, de façon connue par tout type de vérin ou tout autre moyen. Les pressions de serrage peuvent être ajustables grâce à tout moyen connu afin de déterminer avec précision les forces de serrage du serre-flan extérieur de préformage ou d'emboutissage pour permettre un gUssement du flan dans des conditions optimales d'amont en aval et aussi pour permettre, au niveau du deuxième moyen de déformation un serrage satisfaisant pour apphquer dans les conditions optimales la paroi du flan sur la paroi tronconique de la matrice. Enfin, de façon connue, des moyens de programmation associés à des moyens de commande permettent de réaUser les cycles opératoires correspondant au préformage puis à l'emboutissage définitif du flan.
L'exemple et les figures ci-après décrivent, de façon non limitative, un mode de réahsation du procédé suivant l'invention et du dispositif pour sa mise en oeuvre.
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier jeu d'outils de préformage permettant d'effectuer une première déformation contrôlée d'un flan par le procédé et au moyen du dispositif suivant l'invention.
La figure 2 est une vue schématique du début du préformage du flan de la figure 1 , seule la partie droite de la figure 1 limitée par l'axe Xl-Xl étant représentée.
La figure 3 est une vue schématique de la fin du préformage du flan de la figure 1 seule la partie droite limitée par l'axe Xl-Xl étant représentée.
La figure 4 est une vue schématique en coupe du deuxième jeu d'outils de préformage permettant d'effectuer un deuxième préformage du flan par le procédé et au moyen du dispositif suivant l'invention.
La figure 5 est une vue schématique du début du deuxième préformage du flan de la figure 4 seule la partie droite de la figure 4 limitée par l'axe X2-X2 étant représentée.
La figure 6 est une vue schématique de la fin du deuxième préformage du flan de la figure 4 seule la partie droite de la figure 4 limitée par l'axe X2-X2 étant représentée.
La figure 7 est une vue schématique en coupe du jeu d'outils d'emboutissage permettant d'effectuer l'emboutissage d'un fond bombé par le procédé et au moyen du dispositif suivant l'invention.
La figure 8 est une vue schématique du poinçon d'emboutissage de la figure 7 en fin de course d'emboutissage du flan à l'intérieur de la matrice.
La figure 9 est une vue schématique du poinçon d'emboutissage de la figure 7 en position relevée, avant extraction du fond bombé de la matrice après emboutissage.
On apphque le procédé de formage et le dispositif pour sa mise en oeuvre suivant l'invention au formage d'un flan 1 de forme circulaire en un acier A48 AP (suivant norme AFNOR 36-205) ayant la composition suivante en % en masse : C = 0,20 ; Si < 0,35 ; Mn = 1,0 ; P < 0,035 ; S < 0,030. Ce flan de diamètre Dl = 590 mm et d'épaisseur 5 mm est découpé dans une bande laminée à chaud.
On utilise pour effectuer un premier préformage représenté aux figures 1 à 3 un premier jeu d'outils de préformage représenté sur ces trois figures qui comprend une structure de presse 2 constituée d'une matrice 3 annulaire d'axe Xl-Xl dont la paroi supérieure 4 a une forme tronconique inclinée vers l'intérieur d'un angle de 30° par rapport à un plan 5. peφendiculaire à Xl-Xl. Un poinçon cylindrique 5 entouré d'un serre-flan 6 est apte à se déplacer suivant l'axe Xl-Xl entraîné par des moyens hydrauliques non représentés. Le serre-flan 6 qui peut coulisser autour du poinçon 5 est poussé vers la matrice par des ressorts 7 montés autour de tiges coulissantes 7A, les ressorts prenant appui sur la structure mobile 8 à laquelle est fixé le poinçon, structure mobile entraînée par les moyens 10 hydrauliques suivant l'axe Xl-Xl.
En déplaçant la structure mobile 8 vers le bas comme le montre la figure 2, l'extrémité 12 du serre-flan 6 qui était initialement en contact avec le flan 1 , positionné centré sur la paroi 4 de la matrice 3, dans sa zone annulaire 11, déforme cette zone 11 et vient l'appliquer
15. contre la zone extérieure 13 de la paroi tronconique 4 de la matrice. Ce premier formage s'accompagne d'un très faible glissement vers l'aval de cette zone annulaire le long de la paroi de la matrice. Le poinçon 5 qui comporte une paroi frontale 14 plane et un bord annulaire 15 de profil arrondi, continue son avance. Au cours de celle-ci il déplace la paroi du flan 1 jusqu'à ce que le bord 15, dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre du 0. bord intérieur 17 de la paroi tronconique, applique la zone annulaire 11 du flan contre la zone intérieure 16 de la paroi tronconique de la matrice jusqu'au voisinage immédiat de son bord intérieur 17. Dans cette zone le bord arrondi 15 a une faible courbure, dont la tangente a une inclinaison proche de la pente de la paroi tronconique 16. Cette déformation supplémentaire du flan 1 s'accompagne à nouveau d'un faible glissement vers l'aval de
25. celui-ci lequel entraîne un rétreint limité.
On effectue ensuite un deuxième préformage représenté aux figures 4 à 6 du flan 1. Au moyen d'un deuxième jeu d'outils de préformage, on opère ainsi une nouvelle déformation de la zone tronconique du flan 1 afin d'accroître sa pente. Les figures 4 à 6 montrent une 30. structure analogue à celle des figures 1 à 3.
La matrice annulaire 21 qui accueille le flan 1 tel qu'il résulte du premier préformage, c'est-à-dire tel que représenté figure 3 a une paroi supérieure tronconique 22 inclinée vers l'intérieur d'un angle de 45° par rapport à un plan peφendiculaire à son axe X2-X2.
Un poinçon cylindrique 23, de même axe X2-X2 que la matrice 21 , est entouré d'un serre-flan 24 poussé en direction de la matrice par des ressorts 25 prenant appui sur la structure mobile 26 entraînée par des moyens hydrauliques non représentés. Les ressorts 25, comme les ressorts 7 de la figure 1 sont constitués par un empilement de rondelles
5. élastiques tronconiques enfilées sur des tiges de maintien 25A. La paroi tronconique 27 du serre-flan 24 a la même pente que la paroi tronconique de la matrice 21 , c'est-à-dire 45°. Après mise en place du flan 1 dont la paroi annulaire a été préformée à 30°, sur la paroi supérieure de la matrice, on met en contact le bord intérieur 28 du serre-flan 24 avec ce flan (figure 4) puis on fait descendre le serre-flan 24 poussé par les ressorts 25
10. jusqu'à ce que la paroi tronconique 27 de ce serre-flan applique la zone annulaire 29 du flan 1 contre la zone extérieure 30 de la paroi tronconique 22 de la matrice 21. Comme dans le cas des figures 1 à 3 le diamètre du poinçon cylindrique 23 est supérieur au diamètre du bord intérieur 31 de la paroi tronconique 22 de la matrice 21 et le bord annulaire arrondi 32 de ce poinçon a un profil incliné qui comporte un tronçon 34
15. sensiblement rectiligne, de pente sensiblement égale à celle de la paroi tronconique 22. On pousse le poinçon grâce aux moyens hydrauliques non représentés de façon que le tronçon 34 et le bord arrondi 32 déforment le flan 1 dans sa zone annulaire 33 puis l'appliquent contre la zone intérieure 35 de la paroi tronconique 22 de la matrice 21 en aval du serre-flan 24 et jusqu'à son bord intérieur 31.
20.
Comme dans le cas du premier préformage celui-ci s'accompagne d'un faible glissement vers l'aval qui entraîne un rétreint limité.
On effectue ensuite la phase d'emboutissage proprement dite, comme le montrent les 25. figures 7 à 9.
Le poinçon cylindrique 41 d'axe X3-X3 (figure 7) a une paroi frontale 42 dont le profil bombé correspond à celui du fond bombé à réaliser.
30. Le fond de la matrice 43 de même axe X3-X3 a un profil de révolution 44 correspondant à celui du poinçon qui permet de donner au flan 1, par serrage entre poinçon et matrice, le profil voulu. Comme dans le cas du préformage le serre-flan 53 est poussé par des ressorts 45 prenant appui sur la structure mobile 46 déplaçable suivant X3-X3 par des moyens hydrauliques non représentés.
La matrice 43 comporte à sa partie supérieure une pièce annulaire démontable 47 dont la paroi supérieure 48 a une forme tronconique d'axe X3-X3, inclinée à 45° vers l'intérieur par rapport à un plan perpendiculaire à son axe.
La paroi inférieure 49 du serre-flan 53 est également tronconique avec une même pente et a les dimensions voulues pour venir recouvrir toute la zone utile de la paroi tronconique 48 en enserrant la paroi annulaire 50 du bord extérieur du flan 1. On voit que le diamètre intérieur du serre-flan 53 est sensiblement égal au diamètre d'entrée de la matrice 43 et bien supérieur au diamètre de l'extrémité intérieure 50A de la paroi tronconique du flan 1.
En continuant son déplacement en direction de la matrice, la paroi frontale bombée 42 du poinçon 41 commence à déformer la zone médiane du flan 1. Ensuite la pénétration du flan à l'intérieur de la matrice entraîne un gUssement progressif vers l'aval de son bord annulaire 50. Celui-ci en fin d'emboutissage échappe complètement à l'emprise du serre-flan 53 et vient constituer le bord cylindrique 51 du fond bombé 52 (figures 8, 9). Comme le montre la figure 9, après remontée du poinçon, on peut extraire le fond bombé.
Dans le cas du présent exemple le diamètre extérieur D2 du fond bombé obtenu, dans sa zone cylindrique est de 500 mm ce qui représente un rapport d'emboutissage Dl/D2 de l,18.
Les essais de tractions effectués sur le fond bombé en acier non allié A48 ainsi réaUsé, à l'état brut d'emboutissage montrent qu'en tous points on obtient un allongement de rupture au moins égal à 14 % et une charge de rupture inférieure à 700 MPa.
Ces résultats sont dûs à la double opération de préformage effectuée par le procédé suivant l'invention et grâce au dispositif pour sa mise en oeuvre également suivant l'invention.
Pour les apphcations n'exigeant pas une ductihté aussi élevée on peut n'effectuer qu'un seul préformage en utiUsanl une matrice et un serre-flan dont on détermine de préférence la pente de la paroi tronconique par quelques essais préalables qui sont fonction du rapport d'emboutissage D1 D2 à réaUser et des caractéristiques mécaniques du flan mis en oeuvre.
On peut aussi pour des apphcations nécessitant des rapports d'emboutissage supérieurs à 1,3 utiliser le procédé de préformage suivant l'invention en réaUsant un seul ou plusieurs préformages afin d'obtenir à l'état brut d'emboutissage un fond bombé ayant une ductilité relativement élevée.
Claims
REVENDICATIONS
1) Procédé d'emboutissage à froid d'un flan métallique pour la réalisation d'un fond bombé caractérisé en ce qu'on effectue au moins une opération de préformage en utilisant un premier moyen de déformation (6) grâce auquel on applique le flan (1), dans une zone annulaire (11) adjacente à son bord extérieur contre la paroi tronconique (13)
5. d'une matrice (3), puis en utilisant un deuxième moyen de déformation (5) grâce auquel on applique le flan (1) dans une zone annulaire adjacente à la première contre la zone intérieure (16) de la paroi tronconique (4) de la matrice puis en ce qu'on effectue l'emboutissage de ce flan prédéformé, placé sur une matrice (43) à paroi annulaire tronconique (48) dont l'angle correspond à l'angle de prédéformation du flan et dont le
10. diamètre de la paroi intérieure cylindrique est égal au diamètre (D2) du fond bombé, un serre-flan (53) permettant de contrôler le glissement de la paroi annulaire (50) du bord extérieur du flan (1) sur la paroi tronconique (48) de la matrice pendant qu'un poinçon cylindrique (41), ayant un diamètre et un profil adaptés (42), entraîne le flan (1) à l'intérieur pour réaliser le fond bombé (52).
15.
2) Procédé suivant revendication 1 caractérisé en ce que le premier moyen de déformation est un serre-flan annulaire (6) dont l'axe (Xl-Xl) correspond à celui de la matrice (3) et dont la paroi de serrage a une pente égale à celle de la paroi tronconique (4) de la matrice, serre-flan qu'on déplace selon son axe pour appliquer le flan (1), dans
20. une zone annulaire (1 1) adjacente à son bord extérieur contre une zone extérieure (13) de la paroi tronconique de la matrice, et en ce que le deuxième moyen de déformation est un outil de formage (5) comportant un bord annulaire (15) ayant même axe (Xl-Xl) de déplacement que le serre-flan (6) qu'on fait coulisser à l'intérieur de celui-ci avec un faible jeu jusqu'à application de la surface en regard du flan (1) contre la paroi
25. tronconique de la matrice dans une zone (16) adjacente à la paroi intérieure du serre-flan (6).
3) Procédé suivant revendication 2 caractérisé en ce que le bord annulaire (15) du deuxième moyen de déformation fait partie d'un poinçon (5) dont la paroi frontale
30. aplatie (14) se raccorde à l'extrémité intérieure de ce bord annulaire (15).
4) Procédé suivant revendication 2 caractérisé en ce que le bord annulaire du deuxième moyen de déformation constitue la paroi de serrage d'un deuxième serre-flan annulaire qui coulisse à l'intérieur du premier serre-flan (6). 5) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que lorsqu'on effectue une seule opération de préformage on donne à la paroi tronconique annulaire (4) de la matrice (3) une pente inclinée vers l'intérieur d'un angle de 25 à 45° par rapport à un plan peφendiculaire à son axe (Xl-Xl).
5.
6) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que on effectue deux opérations successives de préformage du flan en donnant à la paroi tronconique (4) de la matrice au cours de la première opération une pente inclinée vers l'intérieur d'un angle de 25 à 40° puis, au cours de la deuxième opération, une pente de 35 à 50°, ces angles
10 • étant mesurés par rapport à un plan peφendiculaire à l'axe des matrices, la pente de la deuxième opération étant supérieure à la pente de la première opération.
7) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le flan (1) mis en oeuvre est en un acier contenant : C % < 0,26 ; Si < 0,50 ; Mn % < 1,60 ; P % < 0,050 ; 5 • S % ≤ 0,050, et en ce que son épaisseur est supérieure ou égale à 3 mm.
8) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en de que le diamètre du poinçon d'emboutissage est supérieur au diamètre du bord intérieur de la paroi tronconique préformée du flan tel qu'il résulte de l'opération de préformage qui précède
2° • immédiatement l'emboutissage final.
9) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le rapport d'emboutissage D1/D2 est > 1,1.
25- 10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la ou les matrices utilisées pour la ou les opérations de préformage sont des matrices annulaires.
11) Dispositif pour la réalisation par emboutissage à froid à partir d'un flan (1) métallique d'un fond bombé caractérisé en ce qu'il comporte au moins un jeu d'outils de
30 • préformage comprenant une matrice (3) ayant une paroi supérieure tronconique (4) inclinée vers l'intérieur, un premier moyen de déformation constitué par un serre-flan (6) apte à serrer une zone annulaire (11) du flan adjacente à son bord extérieur contre une zone extérieure (13) de la paroi tronconique de la matrice, un deuxième moyen de déformation de même axe que le premier ayant une paroi extérieure apte à coulisser le
35. ιong fje ιa paroi intérieure de ce serre-flan, cette paroi extérieure se raccordant à son extrémité inférieure à un bord d'extrémité annulaire (15) apte à venir en contact avec le flan (1) puis, après serrage de ce flan par le serre-flan (6) dans sa zone adjacente à son bord extérieur, apte à le serrer à son tour contre la paroi tronconique de la matrice en aval du bord intérieur du serre-flan, et en ce que le dispositif comporte de plus un jeu d'outils d'emboutissage comprenant une matrice annulaire (43) à paroi supérieure tronconique (48), apte à recevoir le flan préformé, un serre-flan (53) apte à serrer le bord 5. de ce flan sur la paroi tronconique (48) de la matrice (43), laquelle a une paroi intérieure cylindrique de diamètre égal à celui du fond bombé (52) à réaliser et un poinçon cylindrique (41) à paroi frontale bombée (42) apte à former par emboutissage un fond bombé (52) à partir du flan ainsi préformé.
10. 12) Dispositif suivant revendication 11 caractérisé en ce que le deuxième moyen de déformation est un deuxième serre-flan annulaire coulissant à l'intérieur du premier dont le bord d'extrémité annulaire constitue la paroi de serrage.
13) Dispositif suivant revendication 1 1 caractérisé en ce que le deuxième moyen de 15. déformation est un poinçon (5) cylindrique dont la paroi frontale de forme aplatie se raccorde à l'extrémité intérieure du bord d'extrémité annulaire (15).
14) Dispositif suivant l'une des revendications 1 1 à 13 caractérisé en ce que le serre-flan (6) constituant le premier moyen de déformation est relié à son extrémité supérieure par
20. un ensemble de tiges coulissantes entourées de ressorts (7) travaillant en compression, ces ressorts prenant appui sur une structure mobile, avec laquelle est solidarisé le deuxième moyen de déformation (5), structure mobile reliée à des moyens de déplacement suivant l'axe de la matrice.
25. 15) Dispositif suivant l'une des revendications 1 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comporte un seul jeu d'outils de préformage, jeu qui comprend une matrice (3) dont la paroi tronconique (4) a une pente inclinée vers l'intérieur d'un angle de 25 à 45° par rapport à un plan peφendiculaire à son axe.
30« 16) Dispositif suivant l'une des revendications 1 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comporte deux jeux d'outils de préformage, la matrice du premier jeu ayant une paroi tronconique dont la pente est inclinée vers l'intérieur d'un angle de 25 à 40° par rapport à un plan peφendiculaire à l'axe (Xl-Xl) de la matrice, la matrice du deuxième jeu ayant une paroi tronconique dont la pente est inclinée vers l'intérieur d'un angle de 35 à 50° par
35. rapport à un plan peφendiculaire à l'axe (X2-X2) de la matrice. 17) Dispositif suivant l'une des revendications 1 1 à 16 caractérisé en ce qu'au moins une des matrices mises en oeuvre pour le préformage ou l'emboutissage d'un flan comporte à sa partie supérieure une pièce annulaire amovible (47) dont la paroi supérieure (48) est tronconique avec une pente inclinée vers l'intérieur d'un angle de 25 à 50° par rapport à un plan peφendiculaire à l'axe (X3-X3) de la matrice.
18) Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 17 caractérisé en ce que le profil (44) du fond de la matrice d'emboutissage correspond en creux au profil bombé (42) du poinçon (41) d'emboutissage.
10.
19) Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 18 caractérisé en ce que la ou les matrices de préformage sont des matrices annulaires.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR95/00794 | 1995-01-19 | ||
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE174365C (fr) * | ||||
| CH344981A (fr) * | 1957-04-12 | 1960-03-15 | Huet Andre | Presse à forger |
| DE2345656A1 (de) * | 1972-09-22 | 1974-03-28 | Verzinkerei Zug Ag | Tiefziehverfahren und tiefziehwerkzeug zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE2450624A1 (de) * | 1973-10-30 | 1975-05-07 | Raciborska Fabryka Kotlow Rafa | Vorrichtung zum pressen von tiefen, duennwandigen behaelterboeden mit grossen durchmessern |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0819482A1 (fr) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | Dehon Service | Procédé de formation d'un récipient concave à partir d'un flan de tole |
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