Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La présente invention a pour objet un
procédé d'ela~oration d'une pièce de forme non
développable a partir d'un flan de tôle notamment
pour réaliser des zones d'angle de bords tombés.
L'invention a également pour objet une pièce
de forme non développable obtenue par ce procédé.
Dans un procédé classique connu de formage
de t~le, on tient le flan de t~le à la p~rtie péri-
phéri~ue et on agit sur la par~ie centrAIe de ce
dernier sous l'action de descente ou de montée d'un
poinçon qui déforme progressivement le flan en
tombant le bord périphérique.
Dans ce procédé, la partie périphérique
subit un rétreint compte-tenu de la diminution du
périmètre en partant de l'extérieur. On est donc
conduit pour éviter la formation de plis, notamment
dans les zones d'angle, à accroître la pression sous
serre-flan ce qui conduit à accroître la force de
traction exercée par la partie centrale.
Ce procédé est réalisable avec un flan de
tôle constitué d'un matériau maléable.
Mais, ce procédé connu est inapplicable pour
certaines mises en forme de matériaux ne présentant
pas de bonnes caractéristiques en allongement, en
particulier dans le cas de tôles extraminces
constituées de matériau ayant un faible coefficient
d'allongement ou encore dans le-cas où la géométrie
ne permet pas la formation de plis.
Pour éviter la formation de plis, on peut
compenser l'augmentation de longueur d'un bord tombé
d'une forme non développable, situé par exemple
. entre des zones d'angle, en réalisant une série de
: nervures ou encoches sur le bord tombé de façon que
le nombre, la répartition, la dimension et la forme
.... ~ - : : .
: : . - .. , .: ,, . .-
-................ . - - : - ~ . .. : -,
-.:: . . : . ~ , . .
: : : .:. - - : : . : ;:. .
-. . - ~ . : - . . . .. .
.: - - . .. . . .
~3v2~4
des nervures ou encoches soient déterminés de façon
à absorber l'excès de longueur du bord lors du
tombage.
Un autre procédé connu de formage d'un flan
de tôle consiste à chauffer le flan de tôle pour le
rendre plus ductile et donc favoriser la déformation
sous moindre effort. ~lais le chauffage a toutefois
pour inconvénient de provoquer l'oxydation des
pièces obtenues et de nécessiter un décapage.
L'ensemble de ces procédés ne répond pas de
fa~on satisfaisante et particuli~rement lorsqu'il
s'agit de former des métaux de haute résistance, de
plus les nervures ou encoches pratiquées cassent la
rigidité de la pièce obtenue.
L'invention a pour but de fournir un proc~dé
à froid d'élaboration d'une pièce de forme non dé-
veloppable, à partir d'un flan de tôle de faible
épaisseur en évitant les inconvénients pr~cités
comme, par exemple, la déformation à chaud, ou
encore en remédiant au problème de mise en forme de
tôle mince peu ductile.
L'invention a ainsi pour objet un Procédé
d'élaboration d'une pièce de forme non développable
à partir d'un flan de tôle notamment pour réaliser
des bords tombés, caractérisé en ce que :
- on détermine pour chaque élément de sur-
face à mettre en forme du flan de tôle, et pour une
épaisseur considérée une variation de volume -
élémentaire de tôle, la variation de volume étant
déterminée par une différence entre le volume
élémentaire de la tôle plane et le volume
élémentaire modifié par la déformation du flan de
tôle pour l'obtention de la pièce de forme non
développable finale,
~, .. . . .: : : .
, - .~ , .- , .
-- 2 ~ 3 ~
- on définit au moins un réseau de perfo-
rations de facon à retirer une quantité de matière
correspondant à la variation de volume due à la
modification de la forme d'origine du flan de tôle
pour l'obtention de la pièce de forme non
développable finale,
- on choisit le nombre, la répartition, la
dimension, la forme des perforations,
- on effectue sur le flan de tôle ledit ré-
seau de perforations dans les zones en rétreint,
- on déforme sous p.resse le flan de tôle
pour l'obtention de la pièce de forme non
développable finale.
Selon une autre caractéristique de
l'invention, on effectue las perforations sur le
flan de tôle dans des zones d'angle des bords
tombés.
Selon encore une autre caractéristique de
l'invention, on effectue des perforations sur le
flan de tôle entre les zones d'angle en lieux et en
places déterminés où le tombage du bord génère un
excès de longueur dudit bord.
L'invention a également pour objet une pièce
de forme non développable réalisée selon le procédé
mentionné précédemment.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de
la description qui va suivre, donnée uniquement à
titre d'exemple, faite en référence aux dessins
annéxés sur lesquels : -
- la Fig. 1 est une vue partielle en
-: perspective d'une pièce de forme non développable
. réalisée à partir d'un flan de tôle selon un procédé
d'élaboration connu de l'art antérieur,
- la Fig. 2 est une vue partielle en plan
.. . .
.,
: ............................. . ; - :
.,~ ~, ! ' " , ' . .
2~2~
d'un flan de tôle pour la mise en oeuvre du procédé
selon l~invention, muni dans une zone d'angle, de
perforations, et sur un bor`d tombé une autre zone de
perforations.
- la Fig. 3 es1t une vue partielle en pers-
pective d'un angle de pièce avec un bord tombé de
forme non développable montrant le déplacement d'un
élément de volume déterminé,
la Fig. 4 est une vue en perspective d'une
pièce de forme non développable ohtenue par le
procédé selon l'invention.
- la Fig. 5 est une vue partielle en plan
d'un flan de tôle comportant une zone d'angle à deux
arêtes munie de perforations pour la mise en oeuvre
du procédé selon l'invention.
- la Fig. 6 est une vue partielle en pers-
pective d'un angle du flan de tôle selon la fig. 5
avec un bord tombé de forme non développable.
La Fig. 1 représente une pièce de forme non
développable réalisée à partir d'un flan de tôle 1
extramince selon un procédé d'élaboration connu.
On voit sur cette figure que la forme
envisagée est sensiblement celle d'un trièdre obtenu
par le rabattement des bords 2 et 3.
Le rabattement des bords 2 et 3 crée, dan~
les zones à rétreint et notamment dans la zone
d'angle 4, un excès de matière croissant du coin 5
vers le bord 6 si bien que la tôle formant le bord
tombé est soumise à compression. Cette compression
engendre des plis 7 qui résultent du flambage de
l'excès de matière cré~ par la mise en forme de la
pièce. -
Ce procédé connu n'est pas satisfaisant
lorsque l'on veut éviter de transmettre au centre de
. ,; .. . -. . . , .. : :- ~ -~ .. -,
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la pièce les résultantes des contraintes de
compression qui s~exercent sur le bord tombé et en
particulier dans le cas de tôles extraminces ou
encore dans le cas où la géométrie ne permet pas la
formation de plis.
Pour éviter la formation de ces plis, on
réalise, comme réprésenté ~ la Fig. 2, dans les
zones en rétreint (40, 40a) et notamment dans la
zone d'angle 40 des bords tombés 20 et 30 du flan de
tôle 10, des perforations (60, 70) de forme
variable.
Ainsi pour obtenir une forme non dévelop-
pable à partir du flan de tôle 10, on calcule, comme
représenté à la Fig. 3, sur chaque élément défini de
surface ( ~ ~ J ~ h), et pour une épaisseur de tôle
considérée le volume élémentaire ~1.
En siMulant le rabattement du flan de tôle
contenant le volume 21 et en calculant le volume
correspondant 22 après modification de la forme
initiale en la forme finale, on détermine par dif-
férence l'excédent de volume du à cette déformation
simulée.
Afin d'éviter les plis 7 dus à l'excès de
matière dans les zones en rétreint, on définit des
réseaux de perforations (60, 70) pour retirer avant
de déformer une quantité de matière correspondant à
- l'exc~dent de volume ainsi déterminé (Fig. 4).
Comme représenté sur la Fig.2, le réseau de
`perforations 60 comporte une zone centrale 50 cor-
respondant à l'angle droit o~ déterminant la zoned'angle 40 et, de chaque côté de cette zone centrale
50, une zone de tran-~ition respectivement 51a et 51b
assurant la liaison entre la zone centrale perforée
50 et :Les bords tombés 20 et 30 non perforés.
.
:. - . : ~ .: .
:
-- 203~J~
Les per~orations 60 sont réparties en
fonction de leur nombre, dimension et forme
géométrique.
Sur la Fig. 2 est aussi représenté un réseau
de perforations 70, les réseaux de perforations 70
sont répartis de façon à absorber un excès de lon-
gueur du bord tombé, par exemple aux emplacements où
pourraient ~tre placées des nervuxes ou des enco-
ches.
Au cours de la mise en forme du flan de tôle
10, par exemple sous presse, les forces de compres-
sion développées par exemple sous presse déforment
ledit flan de tôle.
Les vides constitués par les perforations
(60, 70) s'effacent lors du rapprochement des bords
des perforations, ce qui permet d'éviter les défor-
mations incontrôlées tout en conservant une épais-
seur sensiblement constante dudit flan de tôle, et
en réalisant une continuité relative de la matière.
Les perforations (60,70) réalisées dans les
zones en rétreint ont une forme géométrique adaptée
comme par exemple oblongue ou polygonale et sont
réparties en nombre ou en surface croissant à partir
de la base vers l'extré~ité du bord tombé.
Dans le cas où la zone d'angle 40 comporte
deux arêtes déterminant entre elles un pan coupé 41
(Fig. 5 et 6), ladite zone d'angle 40 comprend deux
réseaux de perforations 60 de part et d'autre du pan
coupé 41, c'est à dire dans les zones en rétreint.
Chaque réseau de perforations 60 a une forme
identique ~ celle définie à la Fig.2 pour une zone
. d'angle à une arête et les perforations 60 son~
réparties en fonction de leur nombre, dimension et
forme g~ométrique.
',' .. ' ', '.. ,." " .', ' ' ', - . ' ', , ' :
,.. , ! ~ .. ... . ' .. , . ' . - , .. , : : . .
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Ainsi, on définit des réseaux de perfora-
tions (60, 70) pour retirer avant déformation une
quantité de matière c~rrespondant à l'excéden~ de
volume ainsi détermin~.
Dans ce cas également, les vides constitués
par les perforations ~60, 70) s~effacent au cours de
la mise en forme du flan de tôle 10, ce qui permet
d'éviter les déformations incontrôlées tout en
conservant une épaisseur sensiblemer.t constante
dudit flan de tôle.
- Le procédé selon l'invention permet, entre
autre :
- d'éviter les plis lors de la mise en
forme,
- de réduire les efforts de déformation au
moment de la mise en forme en particulier lorsque le
matériau dont est constitu~ le flan de tôle est de
haute dureté,
- d'éviter ou de réduire les tensions
internes provoquées par la mise en forme,
- d'éviter l'encochage du flan de tôle et
am~liorer la rigidité par l'obtention d'un bord
; tombé continu,
- et d'obtenir une forme géométrique d~ter-
minée d'épaisseur sensiblement constante.
. .
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