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EP0524098B1 - Procédé et poinçon d'emboutissage pour la fabrication de récipients à paroi régulière - Google Patents

Procédé et poinçon d'emboutissage pour la fabrication de récipients à paroi régulière Download PDF

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Publication number
EP0524098B1
EP0524098B1 EP92402056A EP92402056A EP0524098B1 EP 0524098 B1 EP0524098 B1 EP 0524098B1 EP 92402056 A EP92402056 A EP 92402056A EP 92402056 A EP92402056 A EP 92402056A EP 0524098 B1 EP0524098 B1 EP 0524098B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
deep
radius
punch
coefficient
zones
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP92402056A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0524098A1 (fr
Inventor
Gérard Heurteboust
André Leplomb
Jean-François Seconde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sollac SA
Original Assignee
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sollac SA, Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC filed Critical Sollac SA
Publication of EP0524098A1 publication Critical patent/EP0524098A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0524098B1 publication Critical patent/EP0524098B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing

Definitions

  • the present invention relates to a method of stamping blanks for the manufacture of containers which may have a flange corresponding to the non-stamped part of the blank.
  • the blanks are generally made of a metal which has undergone a drawing or rolling operation so that this metal has an anisotropy as regards the resistance to thinning.
  • the irregularity In the case of a stamped without collar, the irregularity is located at the end of the wall. This irregularity creates significant obstacles during subsequent operations (case of re-stamping or ironing).
  • a minimum reserve is generally used under a blank holder, that is to say that one works at the minimum blank holder pressure, at the limit of the appearance of folds. on the collar.
  • the stamping operation swallows a larger quantity of metal into the matrix and in order to always obtain the same dimension of flange, it is necessary to increase the dimensions of the starting blank.
  • the present invention therefore proposes to provide a method which makes it possible to reduce the formation effect. horns without increasing the amount of material used.
  • the subject of the invention is a process for stamping blanks of flat metal products having undergone a drawing or rolling operation, with a view to carrying out subsequent operations of deep drawing or ironing or with a view to manufacturing flanged containers in particular for cylindrical containers, characterized in that a punch is used whose nose has a variable connection radius which is determined according to the anisotropic characteristics of the blank material, the low value connection radii being located in the area where the LANDFORD coefficient is low and the connecting radii of high value being located in the zone where the LANDFORD coefficient is high, the LANDFORD coefficient being defined by the following formula: in which ⁇ 2 is the deformation in width and ⁇ 3 the deformation in thickness.
  • the punch therefore has a variable or evolving connection radius which is determined so as to compensate for the anisotropic nature of the material used.
  • the connection radius is determined as a function of the resistance to thinning of the material considered or LANDFORD coefficient. It is thus possible to determine for each base material and each container to be produced the ideal profile of the punch nose which makes it possible to obtain a practically regular flange.
  • This rectification operation makes the shape of the bottom of the container obtained more regular.
  • this rectification operation is only carried out in certain areas of the bottom of the container. This is done in particular in the case where the difference between the minimum and maximum radii of connection of the stamping punch is significant.
  • This rectification operation can be used so as to create bosses in the bottom of the container; advantageously these bosses are four in number. They serve as a support zone for the container obtained, the bottom of which is not in contact with its support. This avoids damaging, for example by scratching, an illustration carried by the outer wall of the bottom of the container.
  • the subject of the invention is also a stamping machine punch for implementing the aforementioned method, characterized in that its nose comprises zones having a maximum connection radius and separated by zones with minimum connection radius.
  • the nose of the punch comprises four zones distributed at right angles, having a maximum connection radius and separated by zones with minimum connection radius.
  • the maximum radius of connection of the nose of the punch is equal to five times its minimum radius.
  • Figure 1 shows an exploded perspective view of the container obtained by a stamping process of known type using a punch whose nose has a constant radius of connection; in the example shown which relates to the manufacture of metal cups from thin iron blanks of 0.18 mm thick which has undergone a significant skin-pass operation, the connection radius of the nose of the punch is 2 mm for a cup with a diameter of 65 mm and a height of 45 mm.
  • the collar 1 has an irregular shape and has horns 2 separated by horn recesses 3.
  • the radius of connection of the punch nose is found at the bottom of the container and the radius of connection of this bottom 4 with wall 5, R1 or R2, is constant and equal to 2 mm.
  • the associated curve 4 represents the thickness of the wall of the container at different points designated A, B, C, D and E; the curve in solid line corresponds to a direction of formation of hollow of horn and the curve in broken line to a direction corresponding to the formation of horns.
  • horns and hollow corns correspond to different values of the coefficient of resistance to thinning of the material used or LANDFORD coefficient which is defined by the following formula: in which ⁇ 2 is the deformation in width and ⁇ 3 the deformation in thickness.
  • the horn formation directions correspond to a LANDFORD coefficient high and the troughs of horn formation at a low LANDFORD coefficient.
  • Figures 2 and 5 correspond to Figures 1 and 4 and show the product obtained in a rolling radius drawing process according to the invention. It can be seen that the collar 11 is very regular and that there is no longer any horn or hollow of the horn. Furthermore, it appears from FIG. 5 that the distribution of the thickness of the wall is much more regular than in the stamping method of known type, the thickness differences between the directions with low LANDFORD coefficient and the directions with a high LANDFORD coefficient are more reduced.
  • the profile of the cup obtained corresponds to the profile of the punch used.
  • the radius R11 of connection in a zone normally corresponding to a formation of recess, that is to say to a coefficient of low LANDFORD is of small value for example 1 mm while the radius of connection R12 corresponding to a direction of horn formation, i.e. at a high LANDFORD coefficient, is higher, for example 5 mm. It can be seen that the modulation of the radius of connection of the nose of the punch as a function of the LANDFORD coefficient makes it possible to eliminate the formation of horns and hollows while using the same starting blank, that is to say the same amount of material. In addition, a normal hold down pressure is used.
  • Figures 3 and 6 correspond to the case where the stamping method according to the invention was used by carrying out an additional operation of rectification of the bottom of the container using a punch with a regular profile.
  • This treatment practically only concerns the bottom of the container, without stretching the wall.
  • the shape of the collar 21 remains unchanged, but the large connecting radii are "caught up" corresponding to a high LANDFORD coefficient (formation of horns).
  • the radius R12 in FIG. 2 is reduced from 5 mm to a value R22 of 2 mm, the radius R21 corresponding to the low LANDFORD coefficient remaining unchanged.
  • This rectification operation cannot generally be pushed until a regular profile is obtained for the bottom of the box when materials having a significant anisotropy are used such as steels having undergone a significant skin-pass operation.
  • This rectification operation is carried out so as to create slight bosses 26 projecting from the bottom of the container in the rectified zones; these bosses, which are four in number, constitute bearing surfaces of the container on its support, which makes it possible to preserve the external face of the bottom from contact with its support. In this way, it is possible to avoid degradation, for example by scratching, of a decorative motif affixed or produced on the external face of the base 24.
  • Figures 7 to 9 are curves representative of the thickness of the wall of the container obtained according to a known type process (solid lines curves) and according to a process according to the present invention (dashed lines) in a perpendicular direction in the direction of rolling (Figure 7), parallel to the direction of rolling ( Figure 8) and in a 45 ° direction relative to the first two ( Figure 9).
  • the curve in solid lines corresponds to a connection radius equal to 2 mm and the curve in broken lines to a radius of 1 mm, that is to say according to a direction where the LANDFORD coefficient is high;
  • FIG. 8 corresponds to the same conditions and in these two cases, the connection radius for the known type drawing process (curves in solid line) is 2 mm and the connection radius for the known type process (curves in broken line) is 1 mm.
  • FIG. 9 corresponds to the oblique directions which form an angle of 45 ° with respect to the rolling direction and which are not preferred orientations such as the regions perpendicular or parallel to the rolling direction ( Figures 6 and 7).
  • the radius of connection of the curve in solid lines is 2 mm and the radius of connection of the curve in broken lines corresponds to radius R11 of FIG. 2 and is equal to 5 mm.
  • the values of this coefficient ⁇ for a known type process and the process according to the invention respectively are 1.035 and 0.997 in the direction perpendicular to the rolling direction (FIG. 7), 1.006 and 0.971 for the direction parallel to the rolling direction ( Figure 8) and 0.969 and 0.972 for 45 ° steering ( Figure 9).
  • the method according to the invention makes it possible to obtain a better circumferential distribution of the thickness, the coefficient ⁇ passing from the value 0.025 for the known method to the value 0.006 for the method according to the invention, and a greater stretch over the height of the box, the coefficient ⁇ passing from the value 0.995 to the value 0.978 for the method according to the invention.
  • FIG. 10 partially shows in perspective a stamping machine punch intended for implementing the method which has just been described.
  • This punch 41 the working face of which has essentially been represented, has a connection nose with an evolving connection radius. It has four zones 43 where the connection radius is high. These zones 43 correspond to directions making an angle of 45 ° with the rolling axis 44 and the transverse axis 45; the zones corresponding to the axial direction 44 and the transverse direction 45 are zones where the radius of connection is minimal.
  • the minimum radius is for example 1 mm and the maximum radius 5 mm.
  • the Applicant has manufactured metal cups having the dimensions indicated above in thin iron blanks 0.18 mm thick having undergone a significant skin-pass operation. She found that you get a 20% gain on the surface additional residual of the collar, a gain of 5% on the hollow diameter of the horn which can result in a reduction of more than 3% of the surface of the initial blank. In addition, it was possible to reduce the holding forces under blank holder by 50%.
  • the amplitude of the horns was reduced by 42% on the collar. This is particularly important in the case where cups having patterns are produced from preprinted blanks. Indeed, in this case, the illustration of the cups is much more regular.
  • connection radius In the directions with low LANDFORD coefficient, the connection radius has been halved compared to the usual connection radius and multiplied by two in the directions with high coefficient. This comparison was made with respect to stamping methods considered to be the most efficient according to the prior art.
  • the invention allows both to obtain a gain in material and better regularity of the thickness of the collar and the walls of the container obtained, which increases the mechanical strength of the latter.
  • the drawing area of a material in terms of holding force under blank holder is increased.
  • This invention also applies to cups which require, for their obtaining, several stamping and re-stamping sequences, in these cases where the horns and hollow of the horn are an obstacle during re-stamping operations, the intermediate cups do not have flange.
  • the regularity of the thickness of the walls of the stampings is a success factor during subsequent operations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un procédé d'emboutissage de flans en vue de la fabrication de récipients qui peuvent présenter une collerette correspondant à la partie non emboutie du flan.
  • Les flans sont généralement constitués en un métal qui a subi une opération d'étirage ou de laminage si bien que ce métal présente une anisotropie en ce qui concerne la résistance à l'amincissement. De ce fait, lorsque l'on réalise des récipients à collerettes de section cylindrique dans des flans circulaires, par exemple en acier ayant subi des opérations de skin-pass importantes, lors de l'emboutissage, il se crée des amincissements et des épaississements différents sur le corps des objets emboutis et la collerette obtenue est irrégulière ; elle présente un profil sinueux comportant des "cornes" et des "creux de corne".
  • Dans le cas d'un embouti sans collerette, l'irrégularité se situe au niveau de l'extrémité de la paroi. Cette irrégularité crée des obstacles non négligeables lors d'opérations ultérieures (cas du réemboutissage ou du repassage).
  • Il en résulte que la collerette irrégulière qui, lors d'une opération supplémentaire de découpe, crée des pertes en matériau de base importantes.
  • Pour diminuer cet effet de formation de cornes, on utilise généralement une retenue minimale sous serre-flan, c'est-à-dire que l'on travaille à la pression minimale de serre-flan, à la limite de l'apparition de plissements sur la collerette. Dans cette solution, l'opération d'emboutissage avale dans la matrice une quantité plus importante de métal et pour obtenir toujours la même dimension de collerette, on est amené à augmenter les dimensions du flan de départ.
  • La présente invention se propose donc de fournir un procédé qui permette de réduire l'effet de formation des cornes sans augmenter la quantité de matériau utilisée.
  • L'invention a pour objet un procédé d'emboutissage de flans de produits métalliques plats ayant subi une opération d'étirage ou de laminage, en vue de réaliser des opérations ultérieures de réemboutissage ou de repassage ou en vue de fabriquer des récipients à collerette en particulier des récipients cylindriques, caractérisé en ce que l'on utilise un poinçon dont le nez présente un rayon de raccordement variable qui est déterminé en fonction des caractéristiques anisotropiques du matériau du flan, les rayons de raccordement de faible valeur étant situés dans la zone où le coefficient de LANDFORD est faible et les rayons de raccordement de valeur élevée étant situés dans la zone où le coefficient de LANDFORD est élevé, le coefficient de LANDFORD étant défini par la formule suivante :
    Figure imgb0001
       dans laquelle ε₂ est la déformation en largeur et ε₃ la déformation en épaisseur.
  • Le poinçon présente donc un rayon de raccordement variable ou évolutif qui est déterminé de manière à compenser le caractère anisotropique du matériau utilisé. Le rayon de raccordement est déterminé en fonction de la résistance à l'amincissement du matériau considéré ou coefficient de LANDFORD. On peut ainsi déterminer pour chaque matériau de base et chaque récipient à fabriquer le profil idéal du nez de poinçon qui permet d'obtenir une collerette pratiquement régulière.
  • Avantageusement, on peut réaliser ensuite une opération supplémentaire de rectification du fond du récipient obtenu en utilisant un poinçon à rayon de raccordement constant.
  • Cette opération de rectification permet de rendre plus régulière la forme du fond du récipient obtenu.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, cette opération de rectification n'est réalisée que dans certaines zones du fond du récipient. Ceci est réalisé en particulier dans le cas où la différence entre les rayons minimal et maximal de raccordement du poinçon d'emboutissage est importante.
  • Cette opération de rectification peut être utilisée de manière à créer des bossages dans le fond du récipient ; avantageusement ces bossages sont au nombre de quatre. Ils servent de zone d'appui pour le récipient obtenu dont le fond n'est pas en contact avec son support. Ceci permet d'éviter d'endommager, par exemple par rayure, une illustration portée par la paroi extérieure du fond du récipient.
  • L'invention a également pour objet un poinçon d'emboutisseuse pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce que son nez comporte des zones présentant un rayon de raccordement maximal et séparées par des zones à rayon de raccordement minimal.
  • Avantageusement, le nez du poinçon comporte quatre zones réparties à angle droit, présentant un rayon de raccordement maximal et séparées par des zones à rayon de raccordement minimal.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le rayon de raccordement maximal du nez du poinçon est égal à cinq fois son rayon minimal.
  • D'autres avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
    • les figures 1 à 3 représentent respectivement les récipients obtenus dans un procédé d'emboutissage de type connu, dans un procédé d'emboutissage selon l'invention et dans un procédé d'emboutissage selon l'invention dans lequel on a effectué ensuite une opération de rectification ;
    • les figures 4 à 6 sont des courbes correspondant respectivement aux figures 1 à 3 et représentant l'épaisseur du matériau en différents points A,B,C,D et E de la paroi latérale du récipient obtenu ;
    • les figures 7 à 9 sont des courbes représentant l'épaisseur de la paroi latérale du récipient obtenu dans un procédé d'emboutissage de type connu et dans un procédé d'emboutissage selon la présente invention, respectivement pour une direction transversale, longitudinale et oblique par rapport à la direction d'étirage ou de laminage ; et
    • la figure 10 est une vue partielle en perspective d'un poinçon d'emboutisseuse conforme à une forme de l'invention.
  • La figure 1 représente en vue éclatée en perspective le récipient obtenu par un procédé d'emboutissage de type connu utilisant un poinçon dont le nez présente un rayon de raccordement constant ; dans l'exemple représenté qui concerne la fabrication de gobelets métalliques à partir de flans en fer mince de 0,18 mm d'épaisseur qui a subi une opération de skin-pass importante, le rayon de raccordement du nez du poinçon est de 2 mm pour un gobelet dont le diamètre est de 65 mm et la hauteur de 45 mm.
  • Dans ce cas, on voit que la collerette 1 a une forme irrégulière et présente des cornes 2 séparées par des creux de corne 3. Le rayon de raccordement du nez de poinçon se retrouve au fond du récipient et le rayon de raccordement de ce fond 4 avec la paroi 5, R1 ou R2, est constant et égal à 2 mm.
  • La courbe associée 4 représente l'épaisseur de la paroi du récipient en différents points reprérés A,B,C,D et E ; la courbe en trait continu correspond à une direction de formation de creux de corne et la courbe en trait interrompu à une direction correspondant à la formation de cornes.
  • Ces cornes et creux de corne correspondent à des valeurs différentes du coefficient de résistance à l'amincissement du matériau utilisé ou coefficient LANDFORD qui est défini par la formule suivante :
    Figure imgb0002
       dans laquelle ε₂ est la déformation en largeur et ε₃ la déformation en épaisseur. Les directions de formation de cornes correspondent à un coefficient de LANDFORD élevé et les directions de formation de creux de corne à un coefficient de LANDFORD faible.
  • Les figures 2 et 5 correspondent aux figures 1 et 4 et représentent le produit obtenu dans un procédé d'emboutissage à rayon évolutif selon l'invention. On voit que la collerette 11 est très régulière et qu'il n'y a plus de corne ni de creux de corne. Par ailleurs, il ressort de la figure 5 que la répartition de l'épaisseur de la paroi est beaucoup plus régulière que dans le procédé d'emboutissage de type connu, les différences d'épaisseurs entre les directions à faible coefficient de LANDFORD et les directions à fort coefficient de LANDFORD sont plus réduites.
  • Le profil du gobelet obtenu correspond au profil du poinçon utilisé. Le rayon R11 de raccordement dans une zone correspondant normalement à une formation de creux, c'est-à-dire à un coefficient de LANDFORD faible, est de faible valeur par exemple 1 mm alors que le rayon de raccordement R12 correspondant à une direction de formation de cornes, c'est-à-dire à un coefficient de LANDFORD élevé, est plus élevé, par exemple 5 mm. On voit que la modulation du rayon de raccordement du nez du poinçon en fonction du coefficient de LANDFORD permet d'éliminer la formation de cornes et de creux tout en utilisant le même flan de départ, c'est-à-dire la même quantité de matériau. En outre, on utilise une pression de serre-flan normale.
  • Les figures 3 et 6 correspondent au cas où l'on a utilisé le procédé d'emboutissage selon l'invention en effectuant une opération supplémentaire de rectification du fond du récipient en utilisant un poinçon à profil régulier. Ce traitement ne concerne pratiquement que le fond du récipient, sans étirage de la paroi. Lors de ce traitement, la forme de la collerette 21 reste inchangée, mais on "rattrape" les rayons de raccordement importants correspondant à un coefficient de LANDFORD élevé (formation de cornes). Par exemple, le rayon R12 de la figure 2 est ramené de 5 mm à une valeur R22 de 2 mm, le rayon R21 correspondant au coefficient de LANDFORD faible restant inchangé.
  • Sur la figure 6, on voit que la courbe en trait interrompu qui correspond aux directions à coefficient fort, c'est-à-dire pour lesquelles on effectue l'opération de rectification, est légèrement modifiée en particulier dans la zone de raccordement A.
  • Cette opération de rectification ne peut généralement pas être poussée jusqu'à obtenir un profil régulier pour le fond de la boîte lorsque l'on utilise des matériaux présentant une anisotropie importante tels que les aciers ayant subi une opération de skin-pass importante. Cette opération de rectification est réalisée de manière à créer des légers bossages 26 faisant saillie sur le fond du récipient dans les zones rectifiées ; ces bossages, qui sont au nombre de quatre, constituent des surfaces d'appui du récipient sur son support, ce qui permet de préserver la face extérieure du fond du contact avec son support. De cette manière, on peut éviter la dégradation, par exemple par rayure, d'un motif décoratif apposé ou réalisé sur la face extérieure du fond 24.
  • Les figures 7 à 9 sont des courbes représentatives de l'épaisseur de la paroi du récipient obtenu selon un procédé de type connu (courbes en trait plein) et selon un procédé conforme à la présente invention (courbes en trait interrompu) selon une direction perpendiculaire au sens de laminage (figure 7), parallèle au sens du laminage (figure 8) et selon une direction à 45° par rapport aux deux premières (figure 9).
  • Sur la figure 7 la courbe en trait plein correspond à un rayon de raccordement égal à 2 mm et la courbe en trait interrompu à un rayon de 1 mm c'est-à-dire selon une direction où le coefficient de LANDFORD est élevé ; la figure 8 correspond aux mêmes conditions et dans ces deux cas, le rayon de raccordement pour le procédé d'emboutissage de type connu (courbes en trait plein) est de 2 mm et le rayon de raccordement pour le procédé de type connu (courbes en trait interrompu) est de 1 mm.
  • La figure 9 correspond aux directions obliques qui forment un angle de 45° par rapport au sens de laminage et qui ne sont pas des orientations privilégiées comme les régions perpendiculaires ou parallèles au sens de laminage (figures 6 et 7). Dans le cas de la figure 6, le rayon de raccordement de la courbe en trait plein est de 2 mm et le rayon de raccordement de la courbe en trait interrompu correspond au rayon R11 de la figure 2 et est égal à 5 mm.
  • De l'examen de ces figures 7 à 9, on s'aperçoit que le procédé selon l'invention permet d'obtenir une répartition plus régulière de l'épaisseur des parois du récipient dans toutes les directions.
  • En effet l'invention permet de réduire le coefficient d'amincissement α qui est défini par :

    α = e1 e0
    Figure imgb0003

       e0 étant l'épaisseur d'origine et e1 l'épaisseur moyenne après emboutissage. Les valeurs de ce coefficient α pour un procédé de type connu et le procédé selon l'invention respectivement sont de 1,035 et 0,997 selon la direction perpendiculaire au sens de laminage (figure 7), 1,006 et 0,971 pour la direction parallèle au sens de laminage (figure 8) et 0,969 et 0,972 pour la direction à 45° (figure 9).
  • On peut en déduire que le procédé selon l'invention permet d'obtenir une meilleure répartition circonférentielle de l'épaisseur, le coefficient Δα passant de la valeur 0,025 pour le procédé connu à la valeur 0,006 pour le procédé selon l'invention, et un plus grand étirement sur la hauteur de la boite, le coefficient α passant de la valeur 0,995 à la valeur 0,978 pour le procédé selon l'invention.
  • Ces deux coefficients Δα et α, qui sont bien connus dans la technique de l'emboutissage, sont définis de la manière suivante :
    Figure imgb0004
    α = e1 e0
    Figure imgb0005

       α(L), α(T) et α(45°) étant les valeurs des coefficients d'amincissement α dans les directions longitudinale, transversale et oblique à 45°.
  • La figure 10 représente partiellement en perspective un poinçon d'emboutisseuse destiné à la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit. Ce poinçon 41, dont on a représenté essentiellement la face de travail, présente un nez de raccordement à rayon de raccordement évolutif. Il comporte quatre zones 43 où le rayon de raccordement est élevé. Ces zones 43 correspondent à des directions faisant un angle de 45° avec l'axe de laminage 44 et l'axe transversal 45 ; les zones correspondant à la direction axiale 44 et la direction transversale 45 sont des zones où le rayon de raccordement est minimal. Comme indiqué plus haut, le rayon minimal est égal par exemple à 1 mm et le rayon maximal à 5 mm.
  • La demanderesse a fabriqué des gobelets métalliques présentant les dimensions indiquées ci-dessus dans des flans de fers minces de 0,18 mm d'épaisseur ayant subi une opération de skin-pass importante. Elle a constaté que l'on obtient un gain de 20% sur la surface résiduelle supplémentaire de la collerette, un gain de 5% sur le diamètre en creux de corne qui peut se traduire par une réduction de plus de 3% de la surface du flan initial. Par ailleurs, on a pu diminuer les forces de retenue sous serre-flan de 50%.
  • L'amplitude des cornes a été réduite de 42% sur la collerette. Ceci est particulièrement important dans le cas où l'on réalise des gobelets présentant des motifs à partir de flans préimprimés. En effet, dans ce cas, l'illustration des gobelets est beaucoup plus régulière.
  • Dans les directions à coefficient de LANDFORD faible, le rayon de raccordement a été divisé par deux par rapport au rayon de raccordement usuel et multiplié par deux dans les directions à coefficient fort. Cette comparaison a été faite par rapport à des procédés d'emboutissage considérés comme les plus performants selon la technique antérieure.
  • On voit que l'invention permet à la fois d'obtenir un gain en matière et une meilleure régularité de l'épaisseur de la collerette et des parois du récipient obtenu, ce qui augmente la tenue mécanique de ce dernier.
  • Le domaine d'emboutissage d'un matériau en termes de force de retenue sous serre-flan est augmenté.
  • Cette invention s'applique aussi à des gobelets qui nécessitent, pour leur obtention, plusieurs séquences d'emboutissage et de réemboutissage, dans ces cas où les cornes et creux de corne sont un obstacle lors des reprises de réemboutissage, les gobelets intermédiaires ne présentent pas de collerette. La régularité en épaisseur des parois des emboutis est un facteur de réussite lors des opérations ultérieures.

Claims (8)

  1. Procédé d'emboutissage de flans de produits métalliques plats ayant subi une opération d'étirage ou de laminage, en vue de réaliser des opérations ultérieures de réemboutissage ou de repassage ou en vue de fabriquer des récipients à collerette, en particulier des récipients cylindriques, caractérisé en ce que l'on utilise un poinçon (41) dont le nez présente un rayon de raccordement variable qui est déterminé en fonction des caractéristiques anisotropiques du matériau du flan, les rayons de raccordement de faible valeur (R11) étant situés dans la zone où le coefficient de LANDFORD est faible et les rayons de raccordement de valeur élevée (R12) étant situés dans la zone où le coefficient de LANDFORD est élevé, le coefficient de LANDFORD étant défini par la formule suivante :
    Figure imgb0006
        dans laquelle ε₂ est la déformation en largeur et ε₃ la déformation en épaisseur.
  2. Procédé d'emboutissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède ensuite à une opération de rectification du fond du récipient en utilisant un poinçon à rayon de raccordement constant.
  3. Procédé d'emboutissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'opération de rectification du fond du récipient n'est réalisé que dans certaines zones de ce dernier.
  4. Procédé d'emboutissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'opération de rectification est telle qu'elle crée des bossages dans le fond du récipient.
  5. Procédé d'emboutissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'opération de rectification crée quatre bossages.
  6. Procédé d'emboutissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon de raccordement maximal du nez du poinçon est égal à environ cinq fois son rayon minimal.
  7. Poinçon d'emboutisseuse pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que son nez (41) comporte des zones (43) présentant un rayon de raccordement (R12) maximal et séparées par des zones (44, 45) à rayon de racordement (R11) minimal.
  8. Poinçon d'emboutisseuse selon la revendication 7, caractérisé en ce que son nez (41) comporte quatre zones (43) réparties à angle droit, présentant un rayon de raccordement (R12) maximal et séparées par des zones (44,45) à rayon de raccordement (R11) minimal.
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