Blog

Dec 08, 2023

Vous pensez que le travail de la presse plieuse est simple ? Détrompez-vous

Le vérin de la presse plieuse descend, le métal se plie, le cycle se répète. Il semble

Le vérin de la presse plieuse descend, le métal se plie, le cycle se répète. Cela semble assez simple pour les non-initiés. Mais ce n'est pas si simple. Pas de loin. Getty Images

Pour les non-initiés, le pliage de tôle sur une presse plieuse semble simple. Vous mettez un poinçon et une matrice dans la presse plieuse et le vérin fait descendre le poinçon dans l'espace de la matrice pour plier la tôle. C'est si simple, n'importe qui pourrait faire fonctionner cette machine, n'est-ce pas ?

Pas si vite. Bien que la machine semble simple, il s'avère que les presses plieuses sont l'une des machines les plus difficiles à maîtriser. Considérez la figure 1, qui illustre quelques-unes des variables avec lesquelles les opérateurs de presses plieuses travaillent au quotidien.

Cette erreur de perception est souvent détenue par les responsables des ressources humaines, les cadres moyens et supérieurs et d'autres dirigeants. Leur perception et le manque de soutien qui en résulte retirent souvent le profit d'un projet. Les chefs d'entreprise qui ne saisissent pas la complexité de la presse plieuse ont tendance à embaucher les mauvaises personnes.

Faire fonctionner une presse plieuse n'est pas pour tout le monde. Certains qui veulent en exécuter un ne devraient pas être à proximité d'une presse plieuse. D'autres feraient de grands techniciens mais ne veulent rien avoir à faire avec la presse plieuse. Et puis il y a ces rares individus qui veulent apprendre le métier. Ils veulent apprendre le comment et le pourquoi, et ils semblent "comprendre". Bonne chance pour trouver l'une de ces personnes ; ils sont difficiles à trouver.

La même chose s'applique à l'ingénierie et au manque général de connaissances sur la conception pour le formage des presses plieuses. Des connaissances insuffisantes sur le formage des métaux ont conduit à de nombreuses pratiques néfastes, car les opérateurs tentent de corriger les problèmes dans l'atelier en utilisant les connaissances transmises de manière tribale. Une telle formation n'est pas une bonne chose, d'autant plus que l'enseignement des connaissances tribales souffre souvent d'un « effacement répétitif ». Chaque fois que vous transmettez des connaissances, votre élève n'en retient que 80 %.

Une seule erreur critique peut entraîner un échec. Par conséquent, il est essentiel que vous compreniez parfaitement le processus de formage des métaux, les techniques de pliage et les nuances de formage sur une presse plieuse.

Le pliage de la tôle allonge la pièce au point de pliage. Pendant le processus de pliage, la surface extérieure du coude est soumise à une contrainte de dilatation ou de traction, tandis que la surface intérieure est exposée à une contrainte de compression. A la frontière entre l'expansion et la compression se trouve une zone théorique qui ne subit aucune modification physique lors de la mise en forme. Cet axe neutre n'est pas affecté par des forces de traction ou de compression et n'a donc ni dilatation ni compression.

Pendant le pliage, l'axe neutre se déplace de 50 % dans le plat (c'est-à-dire le milieu de l'épaisseur du matériau) vers le rayon de pliage intérieur, quelque part entre 0,5 et 0,273 (le résultat du calcul t/Mt dans la figure 1). Nous utilisons un facteur k pour calculer l'emplacement de l'axe neutre déplacé. Certaines applications utilisent un facteur k moyen (0,446 est courant), certaines se réfèrent à des graphiques et d'autres s'appuient sur des éprouvettes. Pour plus d'informations sur le facteur k, consultez "Analyse du facteur k dans le pliage de tôle", une série en deux parties.

Pour tenir compte de cet allongement, l'industrie s'appuie sur trois méthodes courantes : la méthode de perte de courbure, la méthode empirique (souvent utilisée dans les applications de plaques) et la méthode de déduction de courbure.

Méthode d'allocation de courbure. Ceci est mieux adapté pour calculer des angles de pliage autres que perpendiculaires, bien que cela fonctionne également pour les virages à 90 degrés. Nous définissons la perte de courbure (BA) comme la longueur de l'axe neutre entre le point tangent, comme illustré à la figure 1.

Étant donné que l'axe neutre mesure la même longueur avant et après le formage, nous pouvons l'utiliser pour calculer la taille à plat d'une pièce. Tout d'abord, déterminez les deux dimensions de la bride du bord au point tangent du rayon et du plat. Ensuite, ajoutez ce résultat à la longueur de l'axe neutre (le BA), et vous obtiendrez votre taille totale de blanc plat (voir Figure 2).

Méthode empirique. Cette méthode fonctionne également bien pour les coudes à 90 degrés et autres angles de pliage, et elle peut aider les concepteurs lors du calcul de l'allongement de la pièce. Pour calculer le flan plat à l'aide de cette méthode, comme illustré à la figure 3, il vous suffit d'ajouter les dimensions de la jambe au sommet (le sommet du coude est illustré à la figure 1), puis de soustraire deux fois l'épaisseur du matériau (Mt) : Jambe A à Apex + Jambe B à Apex - 2Mt = Longueur à plat.

Méthode de déduction de courbure. Cette méthode intègre la déduction de courbure (BD). Vous calculez le BD en doublant le retrait extérieur (OSSB) et en soustrayant le BA (voir la figure 4). De là, vous soustrayez le BD des dimensions extérieures : (Dimension au sommet + Dimension au sommet) - BD. Pour un examen de toutes les formules, consultez la figure Feuille de triche des formules de courbure.

Pour en savoir plus sur tout cela, consultez "Les bases de l'application des fonctions de pliage", ainsi que "Une grande théorie unificatrice du pliage sur une presse plieuse", une série en quatre parties qui s'est déroulée en 2015.

Comment sélectionner les bons outils pour le pliage a toujours été un problème. L'ensemble d'outils se compose d'un outil supérieur et inférieur. L'outil supérieur s'appelle le poinçon et l'outil inférieur s'appelle une matrice.

Les techniciens choisissent les poinçons et les matrices en fonction de l'épaisseur du matériau, du rayon de courbure et de la méthode de formage (cintrage à l'air, cintrage par le bas ou frappe). L'angle du poinçon doit être égal ou inférieur à l'angle de la matrice (voir Figure 5). La combinaison d'angle d'outil devrait vous aider à compenser le retour élastique, qui est la tendance du matériau à se détendre d'un degré ou deux lorsqu'il est libéré de la pression appliquée pour créer le pli. L'ouverture de la matrice doit être d'une taille appropriée pour le rayon de courbure intérieur souhaité.

Sélection d'un dé. Si vous sélectionnez une ouverture de matrice trop petite, vous endommagerez la pièce et augmenterez éventuellement le tonnage à des niveaux dangereux. Sélectionnez une ouverture de matrice trop grande et vous créez un rayon plus grand que prévu, ce qui modifie la valeur d'allongement du pli tout en sortant votre pièce de la tolérance. Tout cela s'applique quelle que soit la méthode de formage ou le style d'outil.

L'industrie utilise différents profils de filières. Le plus courant est le dé en V suivi du dé à canal. Il y a beaucoup à choisir une largeur de filière quel que soit le profil de filière. Si le rayon de courbure intérieur est égal à l'épaisseur du matériau, la règle d'or consiste à utiliser une ouverture de matrice égale à huit fois l'épaisseur du matériau. Parfois, cependant, l'ouverture de la filière doit être de 10 à 12 fois l'épaisseur du matériau, en particulier pour les matériaux plus épais. Mais il y a plus que cela. Pour plus de détails, consultez "Prédire le rayon intérieur lors du pliage sur une presse plieuse".

Sélection d'un poinçon. Mis à part les outils personnalisés, les poinçons de presse plieuse se déclinent en deux styles généraux, le poinçon droit et le col de cygne, presque tous les autres profils de poinçon étant une variante de l'un des deux (voir la figure 6).

Si le rayon du nez du poinçon est trop petit, il pénétrera la surface du matériau, provoquant un pli au centre du pli. Ce pli est une courbure prononcée et amplifie toutes les variations d'angle causées par des variables au sein du matériau, l'épaisseur du matériau, la dureté et, dans certains matériaux, même la direction du grain.

FIGURE 1. Si vous pensez que plier du métal sur une presse plieuse est simple, détrompez-vous. Cela illustre quelques-unes des variables avec lesquelles les opérateurs de presses plieuses travaillent chaque jour.

Le tonnage de formage est un autre problème dont l'opérateur et le concepteur de la pièce doivent être conscients. Familiarisez-vous avec la formation de tableaux de tonnage. Apprenez à les lire et à les appliquer, et assurez-vous d'ajuster les valeurs pour différents types de métal. Un tableau de tonnage de formage typique peut s'appliquer uniquement à l'acier laminé à froid doux à résistance à la traction de 60 000 PSI.

Si vous négligez cette étape, vous pourriez endommager la pièce, le poinçon, la matrice, la presse plieuse ou tout ce qui précède. Vous pourriez également mettre votre opérateur dans une situation dangereuse.

Sélectionnez les jeux d'outils en fonction du rayon de courbure intérieur requis pour la pièce, à moins que le tonnage total requis pour le pliage ne dépasse le tonnage nominal de l'outil, ce que vous ne voulez jamais faire. Pour en savoir plus sur le tonnage, consultez "Les 4 piliers des limites de tonnage des presses plieuses".

En développant la colonne du mois dernier sur les tailles de bride minimales, ce mois-ci, nous examinerons la bride minimale qui peut être produite sur une ouverture de matrice donnée. Pour déterminer cette valeur de bride minimale, vous devez prendre en compte les rayons sur les deux bords supérieurs de la matrice (c'est-à-dire le rayon de la matrice).

Lorsque la bride est courte et proche du rayon de la matrice, la pièce peut glisser suffisamment pour effiler la bride ou simplement s'enclencher directement dans l'espace de la matrice. Le calcul de la bride minimale avant que les pièces n'atteignent le sol permettra d'économiser beaucoup de temps, d'aggravation et de pièces mises au rebut.

Pour ce faire, considérez les variables de la figure 7. Vous devez calculer la longueur à plat entre l'arête et le point tangent, où la jambe plate passe au rayon (a). Vous devez également connaître la longueur de la corde sur le rayon au niveau de l'axe neutre (b) et la dimension entre le centre de la matrice et le point tangent du rayon de la matrice et le plat de l'épaulement de la matrice (c). Pour déterminer ces valeurs, vous pouvez utiliser les calculs décrits dans les figures 7 et 8.

Une fois que vous avez déterminé les valeurs pour a, b et c, vous pouvez calculer la dimension minimale de la bride qui peut être pliée sur la matrice. Si (a + b)/2＞c, alors la bride peut être courbée. Si (a + b)/2≤ c, la bride ne peut pas être pliée et la pièce glissera dans l'espace de la matrice.

Ce ne sont que quelques-unes des nombreuses considérations impliquées dans la production de pièces sur une presse plieuse. Vous pouvez voir que le pliage n'est pas une opération aussi simple qu'il n'y paraît à première vue.

En fait, le pliage de métal sur une presse plieuse s'avère être l'une des opérations les plus difficiles dans un atelier de tôlerie. Il faut beaucoup de connaissances, d'expérience et de planification pour tout mettre en place. Et ce n'est qu'un début. Nous n'avons même pas considéré comment la presse plieuse elle-même affecte le processus de formage.

Ce séminaire intensif de deux jours du 8 au 9 août avec l'instructeur Steve Benson vous enseignera la théorie et les bases mathématiques derrière la machine pour découvrir les secrets du travail avec les presses plieuses. Vous comprendrez les principes qui sous-tendent le pliage de tôle de qualité grâce à des instructions interactives et à des exemples de problèmes de travail tout au long du cours. Avec des exercices faciles à comprendre, vous apprendrez les compétences nécessaires pour calculer des déductions de pliage précises, sélectionner le meilleur outillage pour le travail et déterminer la bonne ouverture de matrice en V pour éviter la distorsion des pièces. Visitez la page de l'événement pour en savoir plus.