EP0100271B1

EP0100271B1 - Construction simplifiée des outillages, permettant d'étendre l'utilisation des outils à la bande, dans la fabrication en petite et moyenne série des articles métalliques

Info

Publication number: EP0100271B1
Application number: EP19830401470
Authority: EP
Inventors: Michel Lefils
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1983-07-18
Publication date: 1986-10-08
Also published as: FR2530507A1; DE3366670D1; EP0100271A1; US4733552A; FR2530507B1

Description

La présente invention a pour objet un ensemble pour la mise en ceuvre d'opérations, telles que découpage, cambrage, etc. d'une bande de matériau en feuille, par exemple d'une bande de feuille métallique, avançant par pas successifs d'une longueur particulière à la pièce fabriquée, ledit ensemble comprenant autant de poinçons que d'opérations à effectuer, chaque poinçon étant monté dans un porte-poinçon en vis-à-vis d'une matrice pour former un poste de travail et les différents porte-poinçons et matrices étant montables respectivement dans une même semelle solidarisable de la mâchoîre supérieure d'une presse et dans un même bâti solidarisable de la mâchoire inférieure de ladite presse.
Jusqu'à présent, voir par exemple le document FR-A-2 263 836, lorsque l'on désire fabriquer des séries répétitives de pièce à la bande, on fabrique un ensemble spécifique à la pièce en question dans lequel l'écartement entre les postes de travail correspond au pas particulier à cette pièce. Ces ensembles sont coûteux et leur réalisation n'est envisageable que si la série de pièces à fabriquer est suffisamment importante pour permettre l'amortissement du prix des outils.
Par conséquent, il n'est pas possible de fabriquer à la bande des séries moyennes (de l'ordre de 6000 pièces par mois) ou petites (de l'ordre de 500 pièces par mois).
Dans le cas de telles séries, on utilise autant d'outils qu'il y a d'opérations à faire, chaque outil comprenant, en plus du poinçon, du porte-poinçon et de la matrice particuliers à l'opération, une carcasse spécifique de montage sur la presse et au moins une paire de colonnes de guidage.
Outre que la fabrication de ces outils individuels est d'un prix de revient élevé, leur utilisation demande du temps et de la main d'oeuvre, la pièce en cours de réalisation devant être présentée successivement à chacun des outils.
La présente invention a pour but de réduire le prix de l'outillage utilisé pour la fabrication à la bande en ne le rendant plus spécifique à la pièce fabriquée mais adaptable à la réalisation de pièces différentes, et de permettre ainsi, d'une part, une économie substantielle lors de la fabrication de grandes séries de pièces et, d'autre part, une fabrication à la bande de petites et moyennes séries.
Pour ce faire, elle propose un ensemble selon le préambule de la revendication 1 dans lequel les porte-poinçons sont immobilisables dans la semelle commune par pénétration dans des ouvertures appropriées prévues dans ladite semelle et blocage au moyen de couvre-poinçon, tandis que les matrices sont immobilisables dans des découpes appropriées prévues dans le bâti commun, les porte-poinçons, les ouvertures, les couvre-poinçons, les matrices et les découpes étant tous de dimensions standard, grâce à quoi l'écartement des poinçons des postes de travail peut être adapté au pas d'avancement particulier à la pièce fabriquée.
Autrement dit, selon la pièce fabriquée, le point d'attaque du flan travaillé pourra varier vers la gauche ou vers la droite par rapport au centre du poste de travail, ou il pourra y avoir plusieurs poinçons par poste de travail.
On réduit ainsi considérablement le coût de l'investissement, en particulier du fait que, pour une pièce donnée, on n'a à fabriquer que les éléments d'outils venant directement en contact avec la pièce à réaliser, c'est-à-dire les porte-poinçons, les poinçons et les matrices, le reste de la structure étant construit une fois pour toute en fonction de la presse à équiper.
Par suite de l'abaissement du coût de l'outillage, il devient économiquement possible de travailler à la bande sur de petites ou moyennes séries.
Grâce à cette standardisation, il est possible de remplacer un porte-poinçon par un autre et une matrice par une autre pour modifier la succession d'opérations effectuées selon l'invention, en conservant inchangés les autres éléments de l'ensemble.
Ainsi, l'ensemble selon l'invention comporte deux catégories d'éléments constitutifs, à savoir des éléments de standardisation invariables comprenant la semelle supérieure, les couvre-poinçons, les porte-matrices et le bâti, et des éléments standardisés interchangeables comprenant les porte-poinçons et les matrices.
L'invention est également applicable aux outils de reprise, par exemple, à des fins de cambrage de pièces préparées par ailleurs.
Dans ce cas, l'outil comprend une semelle à ouverture standardisée pour la mise en place et le blocage d'un poinçon particulier et un bâti à découpe standardisée pour la mise en place et le blocage d'une matrice particulière correspondante.
Le seul remplacement, dans la structure standard, du poinçon et de la matrice permet de modifier à faible coût l'opération mise en oeuvre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:

- les figures 1 a et 1 b sont des vues en coupe respectivement d'un outil de flan et d'un outil de cambrage, tels qu'utilisés selon l'art antérieur pour la fabrication d'une première pièce en petite ou moyenne serie,
- les figures 2a et 2b sont des vues de dessus du flan tel que travaillé par les outils des figures 1 a et 1 b,
- les figures 3a et 3b sont des vues en coupe respectivement d'un outil de flan et d'un outil de cambrage tels qu'utilisés selon l'art antérieur pour la fabrication d'une deuxième pièce en petite ou moyenne série,
- les figures 4a et 4b sont des vues de dessus du flan tel que travaillé par les outils des figures 3a et 3b,
- la figure 5a montre, en vue de dessus, la transformation d'un flan pour la fabrication, selon l'invention, de la première pièce des figures 1 a et 1 b,
- la figure 5b montre, en coupe, l'ensemble se-
Ion l'invention permettant d'effectuer la succession d'opérations illustrées à la figure 5a,
- la figure 6a montre, en vue de dessus, la transformation d'un flan pour la fabrication, selon l'invention, de la deuxième pièce des figures 3a et 3b, cette fabrication ayant encore à être achevée par un cambrage,
- la figure 6b montre, en coupe, l'ensemble selon l'invention permettant d'effectuer la succession d'opérations illustrées à la figure 6a, et
- la figure 7 montre, en coupe, un outil standardisé pour opération de reprise.

Si l'on se reporte aux figures 1 a, 1 b, 2a et 2b, on voit la réalisation, selon l'art antérieur, d'une pièce trapézoïdale 5 cambrée par découpage dans un flan (figures 1 a et 2a) et cambrage (figures 1 b et 2b). Il est prévu deux outils indépendants pour la mise en oeuvre de la fabrication, chacun desdits outils comprenant son propre couvre-poinçon 1 et son propre bâti 2. L'alignement relatif entre les poinçons 3a et 3b et les matrices 4a et 4b est assuré, dans chaque outil, par des colonnes à billes non représentées. L'outil de la figure 1 a découpe la pièce trapézoïdale 5 dans un flan 6 et l'outil de la figure 1 b lui donne la cambrure voulue.
Les figures 3a, 3b, 4a et 4b montrent la réalisation, également selon l'art antérieur, d'une pièce sensiblement rectangulaire prolongée par deux languettes et cambrée. Là encore, il est prévu un outil de découpage de flan (figure 3a) et un outil de cambrage (figure 4b) totalement distincts l'un de l'autre et comprenant chacun leur propre couvre-poinçon 1, leur propre bâti 2 et leurs propres colonnes à billes (non représentées).
L'outil de la figure 3a découpe la pièce sensiblement rectangulaire 7 dans un flan 6 et l'outil de la figure 3b lui donne la cambrure voulue.
Les figures 5 et 6 qui illustrent un mode de réalisation de l'invention montrent qu'à la différence de l'art antérieur, on n'utilise pas, pour la fabrication de petites et moyennes séries, une succession d'outils complets et isolés, mais, comme dans la technique classique de fabrication à la bande, une succession de postes de travail ne comportant, dans une structure commune, que les parties d'outils assurant la fonction attendue.
Contrairement à la technique classique, cependant, la structure commune n'est pas spécifique à une pièce à fabriquer donnée mais utilisable pour des pièces quelconques demandant des pas d'avancement différents.
Si l'on se reporte en particulier aux figures 5b et 6b, on voit que l'ensemble selon le mode de réalisation de l'invention comprend un bâti inférieur 8, sur lequel est monté un porte-matrice 9 présentant plusieurs découpes 10 circulaires de même diamètre. Ces découpes 10 reçoivent chacune une matrice 11 circulaire en deux parties 11 a et 11 b. La partie 11 a de matrice vient prendre appui sur un épaulement 12 défini par la découpe 10 dans le porte-matrice 9 et la partie 11 b de matrice, qui s'encastre dans une découpe 13 prévue dans un presse-flan élastique 14, repose sur la partie 11 a de matrice, avec interposition de flan 6 à travailler. On comprendra que la partie 11 b joue donc un rôle de sere-flan. L'ensemble comprend, en outre, une semelle supérieure 15 présentant autant d'ouvertures circulaires 16 de même diamètre que le porte-matrice 9 comporte de découpes 10, lesquelles ouvertures sont adaptées à recevoir des porte-poinçons 17 en vis-à-vis des matrices 11. Chaque porte-poinçon 17 est monté sur un couvre-poinçon 18 qui vient se bloquer dans la semelle supérieure 15 au niveau d'un épaulement 19 prévu dans l'ouverture 16.
Comme il ressort clairement de la figure 5b, le bâti 8, le presse-flan élastique 14, la semelle supérieure 15 et les couvre-poinçons 18 sont des éléments invariables de la structure tandis que les porte-poinçons 17 et les matrices 11 sont interchangeables. Les dimensions des éléments interchangeables et des éléments invariables sont standardisées de sorte qu'il est possible de monter les éléments interchangeables en n'importe quel poste de l'ensemble.
Dans le cas particulier de la figure 5b, il est prévu trois postes de travail qui sont, de gauche à droite, un poste de perçage, un poste de pré-détournage et un poste de cambrage et de séparation.
Plus précisément, le premier poste comporte deux poinçons cylindriques 20, le deuxième poste un poinçon de pré-détournage 21 et le troisième poste un poinçon de cambrage 22 et un poinçon de séparation 23. Il est prévu, d'une manière connue en soi, des pilotes 24 pour ajuster l'avance du flan 6.
Il y a en fait un couple de poinçons de chaque type précité par poste de travail pour que chaque opération prépare deux pièces 5 tête bêche, comme cela ressort clairement de la figure 5a. On ne décrira toutefois que la fabrication des pièces 5 dont la grande base est dirigée vers le bas de la figure. Au premier pas du flan 6, les poinçons 20 percent les trous 25 et au pas suivant les trous 26. Après un certain nombre de pas, le flan 6 atteint le poste de pré-détournage où le poinçon 21 taille les découpes 27 et 28. Après un nouveau nombre de pas, le flan 6 atteint le poste de cambrage et de séparation où le poinçon 22 cambre la pièce 5 selon la ligne 29, après quoi le poinçon de séparation 23 termine le découpage de la pièce en 30. Il est donné aux pièces standardisées interchangeables, et en particulier aux porte-poinçons 17 et aux matrices 11, des dimensions suffisantes pour que l'on puisse faire varier l'écartement entre les poinçons 20, 21, 22, 23 des postes de travail successifs et adapter cet écartement au pas d'avancement du flan.
Le mode de fixation des poinçons dans les porte-poinçons n'a pas été représenté. Il peut être réalisé de toute manière appropriée, notamment par vis et goupilles.
Comme il ressort de la figure 5a, il n'est besoin que de quatre colonnes de guidage à billes 31 pour tout l'ensemble.
L'ensemble représenté aux figures 6a et 6b comporte la même structure de base que celle représentée aux figures 5a et 5b, et les pièces analogues sont désignées par les mêmes références. On prépare cette fois une pièce 7 par perçage (1 er poste) et découpage (2ème poste), le 3ème poste étant laissé vacant. La figure 6 montre, au niveau de ce 3ème poste, le mode de fixation du presse-flan 14 et de la matrice 11. Il ressort clairement de la comparaison entre les figures 5b et 6b que, dans le 2ème poste de travail, le poinçon 21 n'occupe pas la même position que le poinçon 23, ce, pour adapter le point d'attaque au pas d'avancement du flan et, donc, à la pièce particulière.
La figure 7 montre un outil de reprise qui peut être utilisé pour le cambrage de la pièce 7 telle qu'issue de l'ensemble de la figure 6b. L'outil est conçu selon le même principe que les ensembles des figures 5b et 6b et, là encore, les pièces analogues sont désignées par les mêmes références. La comparaison avec l'outil de cambrage isolé de la figure 3b montre clairement la différence de conception entre l'outil connu et le nouvel outil.
I ressort de la présente description que l'invention permet de réduire considérablement le coût de l'outillage utilisé pour la fabrication des grandes séries de pièces à la bande et qu'elle permet d'utiliser cette technique de travail à la bande pour de petites et moyennes séries, le prix de l'outillage n'ayant plus besoin d'être justifié par le nombre important de pièces à fabriquer. Enfin, elle réduit les risques d'accidents de travail puisqu'elle remplace, pour la modification des fonctions d'une chaîne de fabrication, le déplacement d'outils pesants par celui de petites pièces interchangeables.

Claims

1. Ensemble pour la mise en oeuvre d'opérations, telles que découpage, cambrage, etc. d'une bande de matériau en feuille, par exemple d'une bande de feuille métallique (6) avançant par pas successifs d'une longueur particulière à la pièce fabriquée, comprenant autant de poinçons (20, 21, 22 et 23) que d'opérations à effectuer et dans lequel chaque poinçon (20, 21, 22 et 23) est monté en vis-à-vis d'une matrice (11) pour former un poste de travail, les différents porte-poinçons (17) et matrices (11) étant montables respectivement dans une même semelle (15) solidarisable de la mâchoire supérieure d'une presse et dans un même bâti (8) solidarisable de la mâchoire inférieure de ladite presse, caractérisé en ce que les porte-poinçons (17) sont immobilisables dans la semelle commune (15) par pénétration dans des ouvertures appropriées (16) prévues dans ladite semelle (15) et blocage au moyens de couvre-poinçons (18), tandis que les matrices (11) sont immobilisables dans des découpes appropriées (10) prévues dans le bâti commun (8), les porte-poinçons (17), les ouvertures (16), les couvre-poinçons (18), les matrices (11) et les découpes (10) étant tous de dimensions standard, grâce à quoi l'écartement des poinçons (20, 21, 22 et 23) des postes de travail peut être adapté au pas d'avancement particulier à la pièce fabriquée.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une succession de postes de travail ne comportant, dans une structure commune de standardisation invariables (15), (18), (9) et (8), que des parties d'outils standardisés interchangeables (11) et (17) assurant le fonction (découpage, cambrage, etc.) attendue.

3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de standardisation invariables comprennent la semelle supérieure (15), les couvre-poinçons (18), les porte-matrice (9) et le bâti (8) et en ce que les éléments standardisés interchangeables comprennent les porte-poinçons (17) et les matrices (11).

4. Poste de travail convenant à la réalisation d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, et comprenant un poinçon bloqué dans un porte-poinçon en vis-à-vis d'une matrice, ledit porte-poinçon et ladite matrice étant montés respectivement sur une semelle supérieure et un bâti inférieur dépendant respectivement des deux mâchoires d'une presse, caractérisé en ce qu'il comporte une semelle (15) à ouverture standardisée (16) pour la mise en place et le blocage d'un poinçon particulier (20, 21, 22, 23) et un bâti (8) à découpe standardisée (10) pour la mise en place et le blocage d'une matrice particulière (11 ) correspondante.