Procédé de fabrication d'un élément d'outil présentant une multiplicité d'arêtes tranchantes et élément d'outil obtenu par ce procédé Le présent brevet comprend un procédé de fabri cation d'un élément d'outil présentant une multipli cité d'arêtes tranchantes, qui est caractérisé en ce qu'on fait avancer une tôle pas à pas dans un poste de poinçonnage et qu'à chaque arrêt de la tôle on agit sur celle-ci audit poste au moyen d'au moins un jeu d'outils comprenant un poinçon et une matrice présentant des faces de travail en regard formant entre elles un angle aigu, de façon à écraser une partie de la tôle entre lesdites faces de travail et pro duire ainsi une arête tranchante ayant un angle au sommet égal audit angle aigu, le métal immédiate ment devant ladite arête étant enlevé.
Le brevet comprend également l'élément d'outil obtenu au moyen de ce procédé.
Le dessin schématique annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en ouvre particulière du pro cédé selon l'invention et une variante de celle-ci.
Les fig. 1 et 2 sont des coupes montrant les phases successives de cette mise en ouvre.
Les fig. 3 et 4 sont une vue en plan partielle et une coupe partielle de l'élément obtenu au moyen de cette mise en ouvre.
Les fig. 5 et 6 sont des coupes correspondant aux fig. 1 et 2 illustrant la variante, et la fig. 7 est une coupe partielle de l'élément ob tenu par cette variante.
L'élément d'outil représenté sur les fig. 3 et 4 est fait à partir d'une bande 1 de tôle d'acier, dont l'épaisseur peut être de l'ordre de 0,5 à 0,75 mm. Dans une première opération de poinçonnage (fig. 1), qui est en fait une opération d'estampage, un poin çon 2, animé d'un mouvement de va-et-vient verti- cal, et affûté en biseau suivant un angle de 60 pé nètre dans la bande 1 perpendiculairement à sa sur face, la bande étant supportée par une surface plane horizontale 3. Une cavité de profondeur graduelle ment croissante se forme dans la bande, le refoule ment du métal amenant la bande à se soulever de la surface 3 de chaque côté du poinçon 2, comme indi qué en 4. Des butées 5 sont disposées pour limiter ce soulèvement à une valeur insignifiante.
La fig. 1 montre la fin de la première opération de poinçonnage quand la partie 7 de la bande 1, restant sous le poinçon, est très mince, de l'ordre d'un dixième ou moins de l'épaisseur de la bande avant poinçonnage. L'écrasement auquel la partie 7 a été soumise et l'amincissement qui en résulte font que le métal, dans cette partie, a été considérable ment durci. Le poinçonnage préliminaire cesse ce pendant avant que la partie 7 soit fracturée.
Ensuite, la bande 1 est avancée pour amener la partie amincie 7 dans un poste de poinçonnage (fig. 2) présentant un poinçon 8 animé d'un mouvement de va-et-vient vertical; ce poinçon 8 présente une face 9 parallèle à la direction de son mouvement, une face frontale plane 10 rencontrant la face 9 à angle droit et une face inclinée 11, disposée à l'arrière de la face frontale et faisant avec elle un angle de 45 .
Ce poinçon coopère avec une matrice 12 présentant une face de support plane 13 et une ouverture 14 disposée en regard de la face frontale 10 du poinçon 8, au fond d'un enfoncement présentant en regard de la face inclinée 11 du poinçon une surface d'en clume 15 faisant un angle de 150 avec la face du support 13. La bande 1 étant placée de façon que sa partie 7 soit au-dessus de l'extrémité la plus basse de la surface d'enclume 15, le poinçon 8 est abaissé pour cisailler dans l'ouverture 14 de la ma trice la partie de la bande figurée en pointillé. La partie 7 est détachée et la partie de la bandé amin cie par écrasement pendant le poinçonnage prélimi naire est écrasée contre la surface d'enclume 15.
Comme résultat, il se forme une arête tranchante 16 très affilée qui présente des faces d'affûtage et de dépouille 17, 18 (voir fig. 4), définies respective ment par la surface d'enclume l5 k la face inclinée 11 du poinçon. 8. Les angles de pente d'affûtage et de dépouille de l'arête tranchante 16 sont par consé quent dans cet exemple de 15 et 45 . L'opération de poinçonnage amène l'arête hors du plan de la face 20 de la bande 1 d'une distance d de 0,127 à 0,25 mm par exemple.
En formant l'arête tranchante 16, le poinçon 8 et la matrice 12 agissent seulement sur une très petite quantité de métal, les qualités de coupe de cette arête dépendant des angles des faces 17, 18 immédiatement contiguës à l'arête, et non pas des surfaces plus éloignées laissées intactes par la seconde opération de poinçonnage, telles par exemple les surfaces 18a.
La bande 1 avance pas à pas et à chaque arrêt on effectue l'opération illustrée à la fig. 1 et, en même temps, sur une partie de la tôle amincie par une opération précédente des poinçons 2, l'opération illustrée à la fig. 2.
Il peut être souhaitable de supporter la surface 15 de telle sorte qu'elle puisse se déplacer légère ment sous l'action d'une surcharge élevée prédéter minée. .
Dans l'élément d'outil (fig. 3) obtenu au moyen du procédé décrit les arêtes tranchantes 16 sont dis posées en lignes parallèles obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la bande 1, les arêtes des li gnes adjacentes étant décalées. Les poinçons 2 et 8 nécessaires pour la formation simultanée de deux lignes adjacentes d'arêtes tranchantes peuvent être montés ensemble dans un porte-poinçons et mis en mouvement ensemble et simultanément dans une presse ordinaire ; la bande est alors avancée entre chaque opération des poinçons 2 et 8 de deux fois la distance séparant les rangées adjacentes, de façon que chaque partie de la bande soit présentée tour à tour devant chacun des deux jeux de poinçons.
L'élé ment d'outil est terminé par une opération de trempe ; par exemple s'il est en acier doux, il peut être cémenté par un traitement au cyanure.
Dans une variante du procédé décrit, on pour rait présenter la bande de tôle obliquement aux poin çons 2 et 8.
Dans la variante des fig. 5 et 6 on évite que des efforts dissymétriques n'agissent sur le poinçon. A cet effet, on emploie un poinçon préliminaire 2' (fig. 5) ayant deux faces symétriques 30 et 31, toutes deux inclinées à 60 sur la verticale et convergeant vers une courte surface frontale 32. L'opération illus trée sur la fig. 5 est d'autre part semblable à celle de la fig. 1, et il en résulte une partie 7' amincie dont l'épaisseur a de nouveau moins d'un dixième de l'épaisseur primitive de la bande de tôle 1.
La fig. 6 illustre la seconde opération de poin çonnage dans laquelle un poinçon 8' détache la par tie amincie 7'; ce poinçon 8' a deux faces symé triques 33, 34 à 45 sur la verticale, qui forment des épaulements latéraux d'une surface frontale plane 37, disposée symétriquement et dont la largeur est ap proximativement la même que celle de la face fron tale 32 du poinçon 2'.
Au poste de poinçonnage, la bande 1 repose sur la surface de support 38 d'une matrice 39 avec la partie amincie 7' juste au-dessus d'une mortaise 40, située au fond d'un enfoncement de la matrice 39 en regard de la face frontale 37 du poinçon 8'. L'enfoncement de la matrice 39 comporte de chaque côté de la mortaise 40, une surface d'enclume 41, 42 inclinée de 15o par rapport à la surface 38.
La par tie de tête 37 du poinçon découpe la partie amincie 7', et le métal, de chaque côté de celle-ci, est écrasé symétriquement contre les surfaces d'enclume 41, 42 par les faces inclinées 33, 34 du poinçon 8' ; une paire d'arêtes effilées et opposées 43, 44 sont pro duites de cette façon, chacune avec des angles de pente d'affûtage et de dépouille (fig. 7) de 15 et 45 respectivement ; les faces d'affûtage et de dé pouille 48, 49, respectivement 50, 51, sont formées respectivement par les surfaces d'enclume 41, 42 et les faces 33, 34 du poinçon, comme dans la mise en ouvre illustrée aux fig. 1 et 2.
Dans une troisième opération, l'arête 44 est dé placée vers l'arrière de la bande 1, pour permettre à l'arête 43 de trancher lorsqu'on déplace la bande dans le sens de la flèche de la fig. 7. Si dans la bande tranchante terminée les arêtes 43, 44 sont soulevées de dl, d2 respectivement par rapport à la surface 20 de la bande, la profondeur de coupe de l'arête 43 sera limitée à dl - d2, soit 0,127 mm par exemple. En dehors des arêtes tranchantes 43, seu les les arêtes 44 seront en contact avec la pièce à travailler pendant l'emploi de la bande et puisque les surfaces présentent des rampes, celles-ci glisseront plus facilement sur la surface de travail.
Pour éviter le retrait de l'arête 44, le poinçon 8' et la matrice 39 peuvent être asymétriques. La disposition des arêtes tranchantes peut être sembla ble à celle de la fig. 4.
Les arêtes tranchantes des fig. 1 à 4 peuvent aussi être munies de surfaces limitant la profondeur de coupe. L'élément d'outil décrit peut être employé avec un- organe de support pour constituer un outil à main correspondant à une lime ou râpe usuelle. Des éléments d'outil peuvent aussi âtre réalisés sous forme cylindrique, partiellement cylindrique, conique ou de disque pour être employés dans des outils rotatifs.
On constatera que les arêtes tranchantes des élé ments d'outil obtenus au moyen des procédés décrits sont en général beaucoup plus efficaces que celles d'un élément dont les dents font des angles au som met de 90 ; de plus l'arête tranchante est mieux for mée dans les procédés décrits qu'il n'est possible de le faire en une seule opération de poinçonnage, comme on le faisait jusqu'à présent. L'agencement des fentes d'évacuation des copeaux des éléments décrits ne rend plus nécessaire de lever les arêtes tranchantes de plus de l'épaisseur du métal pour assu rer un dégagement satisfaisant des copeaux.
L'angle de dépouille positif qui en résulte permet un travail de coupe plus efficace ; du fait que les arêtes tran chantes des éléments décrits ne sont que légèrement saillantes, (soit 0,25 mm ou moins) elles sont en fait soutenues suffisamment pour supporter les ef forts que le travail peut leur imposer.