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Dispositif do mesure de l'aptitude des tôles à l'enboutissage.
La présente inventif; est relative a un dispositif de mesure de l'aptitude des tôles à l'anboutissage.
Les mesures d'aptitude des tales à l'emboutissage par le moyen d'un essai de traction sont boudes sur la correspon- dance entre la qualité intrinsèque d'une tôle à l'emboutissa-
Se$ et certaine/ caractéristiques mécaniques ou physiques ré- sultant de cet essai de traction,
Il a été constata que l'anisotropie de la déformation plastique caractérisé* par le coefficient d'anisotropie normale, c'est-à-dire le rapport entre la contraction en largeur et la contraction en épaisseur d'une éprouvette de section rectan-
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gulaire soumise à traction, était bien représentative d'une telle aptitude à l'emboutissage, Ainsi par exemple,
une voleur élevée de ce coefficient indique une résistance mar- qués de la tôle 3 l'amincissement et par conséquent une moin- dre tendance à la formation de la striction localisée qui li- mite généralement la profondeur d'emboutissage* Du point de vue pratique.il est très difficile de mesurer avec une précision suffisante.
la variation d'épais* seur d'une éprouvette soumise à tractiond'autant plus que dans le cas des éprouvettes prélevées dans les tales, la contrac- tion en épaisseur n'est pas uniforme sur toute la largeur de 1* éprouvette* On a donc remplacé la mesure de la contraction en épaisseur, par la mesure de l'allongement en se basant sur l'hypothèse do la constance du volume,
L'essai de traction consistant à permettre la mesure de l'allongement et de la contraction en largeur d'une 'prou- vette prélevée dans une tôle, peut normalement être réalisé par l'application d'une force relativement faible ne nécessi- tant aucun appareillage spécial.
Cet essai pourrait donc être men6 à bonne fin avec une petite machine de traction peu coûteuse, légère, d'encombrement réduit, simple et de mani- pulation aisée 1 or, les machines de traction actuelles sont construites dans le but de permettre la réalisation d'une grande vari6té de conditions opératoires et présentent l'incon- vénient d'un matériel coûteux, complexe et encombrant. De telles machines ne sont évidemment pas bien adaptées aux conditions nécessaires à la d6termination du coefficient d'anisotropie mentionné ci-dessus.
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Cet inconvénient est encore renforce par le fait que dans un but de simplification et de standardisation des mesu- res du dit coéfficient d'anisotropie, il a été jugé Intéressant de choisir un taux d'allongement opératoire constant. Dans ce cas, la contraction de la largeur de la section droite de l'éprou- vette devient l'unique variable & mesurer pour obtenir la va- leur du coefficient d'anisotropie de la tôle ayant fourni cet- :
te éprouvette, Bien entendu, le choix du taux d'allongement doit être bien adéquat car on a constata que les variations du coefficient d'anisotropie en fonction du taux d'allongement étaient plus faibles pour certaines valeurs du taux d'allonge- ment, par exemple entre vingt et vingt cinq pour cent.
De plue, le choix du taux d'allongement doit permettra d'éviter l'influ- once néfaste de la striction localisée dans la bâte de mesure *
Les mesures de la largeur d'une éprouvette prélevée dans une tôle sont généralement effectuées manuellement ou par voie électronique, photographique, optique, Les mesures manuelles présentent les inconvénients inhérents à toute opé- ration de ce genre, tandis que dans les autres types de mou- re, la complexité des appareils constitue généralement un lourd handicap.
Par ailleurs, la plupart des méthodes actuelles con- @ sistent à mesurer la largeur de l'éprouvette avant et après l'essai de traction en plusieurs endroits différents et de faire la moyenne do ces différentes mesures. Cette façon d'agir présente les inconvénients d'exiger un prend nombre de mesures délicates et d'allonger la durée des essais,
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De telles méthodes ne permettent pas non plus de suivre l'évo- lution des déformations de l'éprouvette au cours de l'essai, car elles ne prévoient pas la possibilité de faire des mesures d'une façon continue pendant toute la durée de l'essai, Com- me déjà dit ci-dessus,
il est important de pouvoir faire des mesures continues car ainsi on peut suivre les variations du coefficient d'anisotropie et choisir en conséquence les meil- leures conditions opératoires,
La présente invention a pour objet un dispositif per- mettant de remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire une machi- ne de traction peu coûteuse, simple, légère, peu encombrante, de manipulation aisée et permettant de réaliser rapidement et continuellement des mesures de largeur d'une éprouvette pen- dant toute la durée de l'essai.
Les dessins annexés sont donnée! titre indicatif et non limitatif, pour bien faire comprendre l'objet de la présen- te invention. Sur ces dessins, les mêmes repères numériques représentent les m8mes pièces.
La figure 1 représente une vue en plan des dispositifs de réglage de l'allongement et de détermination des variations de largeur en position de mesure sur une éprouvette soumise à u effort de traction,
La figura 2 représente une vue de profil du dispositif de [détermination des variations de largeur,
La figure 3 représente une vue en perspective du dis- positif de réglage de l'allongement seul,
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Sur la figure 1, la Machine de traction n'est repr6- sentie que par la RSchoire fixe 1 et la m,3choira mobile 2 diapo- sées de telle façon que 1' éprouve tt* 3 occupe une position son- 8ibl.ent horizontale et soit soualse 2 un effort de traction exercé dans le sono de le flèche 4.
Le dispositif de réglage
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de l'allongement est cpoG6 de deux via pointeaux â et 6 pou- vant ce déplacer sur un axe 7 en fonction des déformations subies par ,1 rauvatto 3 grgco au serrage des dite* via point toaux sur la dite éprouvette. La vit pointeau 6 est munie d'un bras 8 porteur de deux butées 9 et 10 se déplaçant ainsi avec la vis pointeau S et venant encadrer la via pointeau S dont
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allés limitent le déplacement sur l'axe 7, La prttoiêrt butée 9 sort à déterminer la longueur avant traction de la base de mesure qui est représentée par la distance comprise entre les deux vis pointeaux 5 et 6 lorsque la deuxième vis pointeau @ est en contact avec la première butée 9.
Cette butée 9 est évidemment prévue mobile sur le bras 8 pour permettre de faire varier la longueur de la base de accuse en cas de nécessité**
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En général on se fixe une telle longueur par exemple z0 ma, et la butée 9 est calée en position adéquate sur le bras it La deuxième but6# 10 sort 3 d6truinor le taux dqallongoment que l'on veut Imposer à la base de assure soumise à la trac- tient La position de cette butée 10 est réglage et daterai*
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râe de talle façon que quand la deuxième vit pointeau 6 vient en contact avec la butée 10,
la dietance séparant 1 ce zonent les deux vis pointeaux 5 et 8 représente une déformation de la base de mesure correspondant au taux d'allongeaent choisi*
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Lors de ca contact, un appareillage 22 appropria, par exemple) un microcwitch relié aux commandes de la machine, permet de mettre fin à l'essai. En d'autres mots, la distance séparant les deux vis pointeaux S et 6 représente constamment la Ion- gueur de la base de Mesure : quand la vis pointeau 6 est en contact avec la butée 9, il s'agit de la longueur initiale, c'est-à-dire avant traction, et quand cette vis pointeau 6 est en contact avec la butée 10, il s'agit de la longueur finale, c'est-à-dire en fin de traction.
Il y a lieu de remarquer que les déplacements de la vis pointeau 5 ne sont pas les mêmes que ceux de la vis pointeau 6. En conséquence, pour que la position de la butée 10 soit correcte, il est essentiel que cette butée 10 so déplace d'une façon identique à celle de la vis pointeau 5 et donc lui soit solidaire,
Le dispositif de mesure de la variation de la largeur, représente sur la figure 2, se compose d'un plateau de mesure relié à un équipage mobile par des lames de ressort 13.
L'équi- page mobile est constitué par une cornière 12 munie d'un galet 15 et de deux buselurea 16 destinas à permettre son déplacement le Ions des axes 7 et 14, Le plateau de mesure est constitué par une cornière 11 supportant un comparateur 17 muni d'un res- sort, et une butée micrométrique 18, les pointeaux 19 et 20 de ces deux appareils étant mis en contact avec les bords de la section droite à mesurer.
L'ensemble du dispositif suit le déplacement de la section droite à mesurer qui est soumise à l'effort de traction, grâce à la-pression exercée sur l'é-
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prouvette par les pointeaux 19 et 20, cette pression étant maintenue au moyen des lames de ressort 13 servant de lei- son entre le plateau de mesure et l'équipage Mobile,
Sur la figure 3, on peut voir la disposition des différentes pièces constituant le dispositif de réglage de l'allongement les vis pointeaux 5 et 6, le bras @ porteur des butées 9 et 10, ainsi que les axes 7 et le et le micros- witch 22 relié au tableau électrique de commande de la ma- chine,
La mise en place de ces dispositifs et leur tonc.
tionnement ont lieu de la façon suivantes on veille d'abord à ce que les pointeaux 19 et 20 n'empiètent pas sur l'empla- cornent réservé à l'éprouvette 3, On introduit alors l'éprou- vette 3 en enfilade dans la mâchoire fixe 1, on l'amène à butée dans le fond de la mâchoire mobile 2 et on bloque éner- giquement la dite éprouvette dans les dites mâchoires pour éviter tout déplacement intempestif lors de l'application de la force de traction. Le dispositif de réglage de l'al- lonpement est centra approximativement par déplacement le long de l'axe 7, et on fixe la première vis pointeau @ sur l'é- prouvette 3, On amène ensuite la seconde vis pointeau 6 en contact avec la butée 9 et on fixe également cette vis poin- teau 6 sur l'éprouvette 3.
Le dispositif de réglage de l'al- longeront, c'est-A-dire de détermination du taux d'allonge* ment choisi est ainsi en place, Pour mettre le dispositif de détermination de la variation de largeur en position de mesure il suffit de mettre les pointeaux 19 et 20 en contact
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avec les bords de l1 éprouve t te 3 au moyen de la vie 21 de La butée micrométrique 18, On amené alors l'aiguille du compara* teur 17 au zéro et on fait la lecture précisa de la largeur de l'éprouvette sur la butée micrométrique 18.
Pour éviter que les pointeaux ne se désolidarisent de l'éprouvette lors de la contraction de la section soumise à l'effort de traction, on 'introduit sur l'éprouvette une pression correspondant à un déplacement de 2 mm sur le comparateur 17, et on fait la cor- rection du zéro du comparateur 17 à l'aide de la vis 21 de la butée micrométrique 18. De cette façon, les ressorts sont mis sous tension et maintiennent le contact des pointeaux 19 et 20 sur l'éprouvette.
On applique ensuite la force de traction dans le sens de la flèche 4, et l'éprouvette se déforme en entraînant avec elle les.dispositif s décrits ci-dessus, La vis pointeau 6 quitte la butée 9 et se rapproche au fur et à mesure de la butée 10 en coulissant sur l'axe 7, Lorsque cette vis pointeau 6 entra en contact avec la butée 10, le taux d'allongement choisi par exemple vingt pour cent, est atteint et le microswitch 22 permet de mettre fin à l'essai. De son côte, le dispositif de mesure de la variation de la largeur se déplace de la même fa- çon que la section droite dont on veut précisément @ la largeur, et le comparateur de mesure 17 donne les indications voulues.
Ce comparateur 17 peut évidemment être remplacé par un autre appareil adéquat, par exemple une montre potentiométrique per- mettant d'obtenir un enregistrement continu des variations de la largeur sous la meilleure forme désirée, sans pour cela sor- tir du cadre de la présente invention.
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La machine de traction objet de la prêtent* Invention au moyen de laquelle on mesure l'aptitude des tôles à l'embou- tissage, est donc essentiellement caractérisée en ce qu'elle Comporte :
1) un dispositif de réglage de l'ellongement d'une éprouvette
3, composé de deux repères mobiles 5 et 8 fixés sur l'éprou- vette et dont les déplacements sont dut t la déformation de l'éprouvette soumise à traction la distance comprise entre ces deux repères 5 et 8 représentant à chaque instant la longueur de la base de mesure,
la pramiéré repère 5 étant
Muni d'un bras8 porteur de deux butées 9 et 10 situées de part et d'autre du repère 6 et dont les positions réglables sur le bras 8 limitent la distance séparant les repères et 6 à un minimum correspondant 1 la longueur de la bébé de mesure avant traction et 1 un maximum. correspondant à la longueur de la base de meture ayant subi un taux d'allonge* ment déterminé.
2) un dispositif de détermination de la déformation en largeur d'une même section droite de l'éprouvette soumise à trac- tion, composa d'un équipage mobile le long des axes 7 et
14 et d'un plateau de mesure constitué par une cornière 11 supportant l'appareillage de Meure 17-18 muni d'un ressort et de deux pointeaux 19 et 20 destinés à établir le contact avec les bard* de l'éprouvette, ce contact étant maintenu également au moyen de lames de ressort 13 servant de liai*' son entre le dit plateau de moeurs et le dit équipai sobile.
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Suivant l'invention,la machine de traction est avan- tageusement munie d'un système hydraulique de mise en charge et de deux mâchoires par l'intermédiaire desquelles un effort de traction sensiblement horizontal est appliqua à l'éprouvette.
Egalement suivant l'invention, le* deux repère 6 et 6 du dispo/sitif de raclage de l'allongement de l'éprouvette sont avantageusement des vis pointeaux réglables,pouvant se dépla- cer sur un axe 7 dispose dans la même direction que celle de l'effort de la traction exercé, la via pointeau 8 étant munie d'un microewitch 22 dont la liaison avec les commandes de la machine de traction permet de supprimer la force de traction quand la dite vis pointeau 6 vient en contact avec la butée de fin de course 10.
Encore suivant l'invention,l'appareillage de mesure 17-18 de détermination de la déformation en largeur de l'éprou- vette est avantageusement constitue d'un comparateur 17 et d'une butée micromdtrique 18,
Dans le but de permettre un enregistrent continu des variations de largeur d'une même section droite pendant toute la durée de l'essai, le comparateur 17 cet avantageusement remplace par une montre potentiométrique reliée à un circuit appropria,
Toujours suivant l'invention,
l'équipage mobile du dispositif de détermination de la déformation en largeur de l'éprouvette est avantageusement constituad'une cornière 12 munie d'un galet 15 et de deux buselures 16 destinées à permettre le déplacement du dit équipage mobile le long des axes 7 et 14.
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Grâce à l'objet de la présente invention, 1'utilisa- teur dispose d'une machine simple et pou coûteuse lui permet- tant de contrôler rapidement sur place sa fabrication au point de vue aptitude à l'emboutissage.
Un autre avantage réside dans le fait que cette machina simple et de manipulation sisée, ne nécessite pas pour son utilisation un personnel spécialisa, En outre, 1d maniabilité de cotto machine permet d'en disposer à proximité des lieux de fabrication,
L'essai lui-même, bénéficie vis-à-vis des essais oimulatifs qui sont toujours très lents, des avantages suivants! 1) il n'est pas influencé par l'outillage, la rugosité due tô- lacs l'état de surface d'un poinçon ou d'une matrice, 2) il est indépendant de la lubrification, 3) très bonne reproductibilités 4) excellente corrélation avec les essais de presse,
On notera également au point de vue théorique,
que le fait de disposer d'une machine permettent de faire des mesures d'une façon continua pendant toute la durée d'un essai de traction, donnera la possibilité d'étendre les recherches actuelles et notamment d'approfondir l'étude de la valeur du coefficient d'anisotropie normale comme critère des proprié- tés d'une tôle à 1 'emboutissage.