Gestion des déformations des presses plieuses : des solutions innovantes pour prévenir la distorsion des formes

Je rencontre des problèmes avec gestion de la déformation des presses plieuses tout en formant des pièces sur un presse plieusePas de panique ! Vous pouvez optimiser votre productivité en appliquant des stratégies innovantes pour gérer les problèmes de déformation des pièces. Ce guide explore les causes de la déformation des pièces et comment prévenir les problèmes avant même qu'ils ne surviennent. En détectant les problèmes potentiels en amont, vous trouverez des solutions plus fiables pour une gestion efficace de la déformation des presses plieuses.

Zone dangereuse de la ligne de virage

Un problème fréquent pour les opérateurs de presses plieuses survient lorsqu'un élément trop proche de la ligne de pliage se déforme. Il peut s'agir d'un trou, d'une fenêtre ou même du bord de la pièce. Un élément proche de l'espace de la matrice peut avoir un impact négatif sur le pliage. Imaginez une tôle qui se plie : la ligne de pliage suivra naturellement le chemin de moindre résistance, comme l'eau qui coule vers le bas d'une pente.

Normalement, le bord du matériau d'une forme est perpendiculaire à la ligne de pliage. Mais lorsque cet angle change, c'est comme tirer sur un élastique : la dimension s'étire et un pli se forme à l'extérieur du pli. On appelle cela un “ éclatement ”, c'est-à-dire une partie du matériau qui résiste au formage car elle manque de soutien pendant le processus. Selon l'importance de l'éclatement et la quantité de matériau environnant pour le soutenir, cela peut également entraîner une déformation ou un déplacement de l'outillage, comme un pont instable sous un poids excessif.

Trous de poignée

Lorsqu'un concepteur réalise une pièce en tôle destinée à être fixée à un autre élément, celle-ci comporte forcément des trous. Il peut s'agir de trous taraudés pour des boulons ou de simples trous pour soudure par bouchonnage. Sur la figure 1, une tôle de calibre 12… acier inoxydable Une pièce percée d'un trou de 12,7 mm de diamètre, situé à 3,2 mm de la ligne de pliage, a été cintrée dans une matrice en V de 25 mm d'épaisseur et à 88°. Résultat ? Le trou est fortement déformé. Une légère déformation peut être acceptable selon l'usage de la pièce, mais lorsqu'elle est problématique, le fabricant doit trouver une solution.

Pilote

Une solution possible consiste à réaliser un prototype. C'est comme faire un premier jet. On réduit le diamètre du trou lors du découpage, puis on le perce au diamètre final après formage. Sur la figure 2, le diamètre du trou a été réduit à 6,35 mm (¼ pouce) à l'aide de la même matrice en V que sur la figure 1. Cela limite les interférences du trou dans la matrice. Une légère déformation devrait disparaître lors du perçage au diamètre final. Cependant, il faut garder à l'esprit que cette méthode ajoute une étape supplémentaire et que certains trous pourraient être inaccessibles après formage. Ce n'est qu'une option parmi d'autres.

Fente de pliure

Une autre solution possible consiste à réaliser une entaille le long de la ligne de pliage. L'idée est de créer intentionnellement un point de faiblesse à l'endroit où le matériau se formera sur la ligne de pliage plutôt que sur la partie non profilée. Cela empêche la ligne de pliage de se déformer et élimine le plissement. La figure 3 montre une entaille plus longue que nécessaire. La largeur de l'entaille doit simplement correspondre à celle de la partie non profilée. Ici encore, le pliage a été réalisé avec une matrice en V de 25 mm (0,984 pouce) d'épaisseur et à 88°. Cependant, les entailles peuvent être interdites sur la pièce finale ; il faudra alors souder et nettoyer la zone, ce qui ajoutera des étapes supplémentaires.

Une autre alternative pour la fente de la ligne de pliage

Une autre bonne alternative à la fente de pliage consiste à réaliser cette opération lorsque l'outillage s'arrête avant le bord du matériau. Souvent, les rebords de retour peuvent gêner l'outillage. Des poinçons en forme de corne, ou outils à oreilles, sont alors utilisés pour réaliser certaines de ces formes (Fig. 4). Mais que faire si vous n'en disposez pas ou s'ils ne correspondent pas à la géométrie de l'outillage ? Il suffit alors de réaliser une fente de pliage depuis le bord du matériau jusqu'à l'extrémité de l'outil. Cette méthode fonctionne également pour les jeux inférieurs de la matrice lorsque les rebords de retour descendent.

Ouverture en V réduite

Ce sont d'excellentes idées, mais que faire si le découpage a déjà eu lieu ? Une solution pourrait être une ouverture en V plus petite que la normale. Les ouvertures en V recommandées sont généralement celles qui offrent les meilleurs résultats, et les plus constants. Cependant, réduire d'une ou deux tailles pourrait limiter les interférences et éviter des retouches coûteuses. Attention toutefois : des ouvertures en V plus petites augmentent le retour élastique, le marquage de l'outil et la force de pliage requise. Il est essentiel de toujours vérifier la force de pliage nécessaire ainsi que les limites de l'outil et de la machine afin d'éviter toute surcharge, un peu comme lorsqu'on surcharge une petite boîte.

L'exemple de la figure 5 montre une matrice en V de 16 mm d'épaisseur et de 88°, qui a réduit la déformation sans toutefois l'éliminer complètement. La géométrie de l'outillage influe également sur l'ampleur des défauts. Une matrice avec un rayon d'épaulement plus important ou une matrice à angle aigu favorisera le glissement du matériau plus tôt dans le processus de formage, aggravant ainsi tout défaut potentiel, à l'image d'une pente glissante qui rend la situation incontrôlable.

Soutenez la feuille

Si la réduction de l'ouverture de la matrice ne convient pas, le support de la tôle pendant le pliage peut s'avérer indispensable. Une matrice à came rotative est équipée d'inserts semi-circulaires rotatifs qui permettent au matériau de glisser sur la surface de travail tout en maintenant une pression sur l'ébauche. C'est comme avoir une main qui maintient la tôle en place. Ce contact constant avec une surface rigide empêche généralement toute déformation, mais l'opérateur doit veiller à maintenir une distance minimale entre la ligne de pliage et la zone à usiner. Aucun traitement supplémentaire n'est ensuite nécessaire.

Utiliser un soutien sacrificiel

Pas de matrices à cames rotatives disponibles ? L’opérateur peut utiliser une chute de matériau comme support sacrificiel. C’est un peu comme avoir un danseur de soutien. On place une ébauche sous la pièce à usiner pour la soutenir pendant le pliage (Fig. 6). Le support doit être au moins aussi résistant que la pièce, sinon il se déchirera et la pièce se déformera. L’utilisation d’un matériau ou d’une épaisseur différents peut entraîner des variations du retour élastique entre la pièce et le support. Idéalement, utilisez un support de même longueur, épaisseur, nuance et trempe que le matériau de la pièce. Il peut être nécessaire d’agrandir l’ouverture en V pour compenser l’épaisseur accrue de la pièce et du support. Dans l’exemple, une pièce en acier inoxydable de calibre 16 avec une bride courte ne se plierait pas correctement sans support. Le support est du même matériau que la pièce. Le rayon du poinçon est de 6 mm (0,236 pouce) et l’épaisseur de la matrice en V à 88° est de 20 mm (0,787 pouce).

Fenêtres, onglets et rayons

Les fenêtres, ou découpes, se déforment de la même manière que les trous lorsque leur bord se trouve dans l'espace de la matrice et n'est pas perpendiculaire à la ligne de pliage. Souvent, le bord de la fenêtre est parallèle à la ligne de pliage. Cela provoque une forte déformation, un peu comme si l'on étirait un morceau de caramel mou. La longueur de la fenêtre est un autre facteur à prendre en compte pour déterminer si une déformation se produira. Les fenêtres plus longues se déformeront davantage car une plus grande quantité de matière se retrouvera dans l'espace de la matrice.

Les onglets tirent la ligne de pliage vers la zone de moindre résistance, à la manière d'un aimant attirant le métal. Il s'agit du côté où la quantité de matière dans la matrice est la plus faible. Si possible, au début du formage, forcez le pli à se diriger vers les butées et maintenez la pression dessus, plutôt que de le repousser.

Les solutions pour gérer les déformations des fenêtres sont très similaires à celles utilisées pour les trous, à quelques différences près. Les matrices à cames rotatives et les supports sacrificiels contribuent à soutenir le cintrage et à réduire l'effet de traction. Le refendage le long de la ligne de pliage crée un point de pliure en créant une zone de faiblesse. Le pilotage n'est pas une option idéale ici, car il est généralement difficile d'ajouter une forme non circulaire en aval, sauf si la pièce est usinée ultérieurement sur une fraiseuse ou par électroérosion. Cependant, cette technique offre une autre solution de prédécoupe similaire.

Le découpage en position assise, le découpage en silhouette et le découpage par languettes sont autant de techniques qui consistent à ne pas couper intentionnellement les lignes de structure lors du découpage afin de maintenir la structure solidaire de la pièce et d'assurer un meilleur maintien pendant le formage (Fig. 7). Les lignes perpendiculaires peuvent être coupées sans risque de déformation. Les lignes parallèles à la ligne de pliage sont laissées intactes. Selon le degré de déformation acceptable, des coupes d'onglet et des rayons peuvent être réalisés.

Le retrait de la structure à languettes nécessite un espace prévu à l'intérieur d'une fenêtre pour permettre l'opération de découpe après formage. L'exemple illustre une caractéristique unique qui ne fonctionnerait pas sans l'utilisation d'une zone non éclairée.

L'idée d'ajouter une étape supplémentaire uniquement pour les coupes d'onglet vous rebute ? Pourtant, cette méthode présente deux avantages. Souvent, les coupes d'onglet réduisent l'écartement des butées arrière à une petite fraction de la longueur totale du cintrage. L'ajout d'une armature carrée sur le bord de la coupe d'onglet permet d'augmenter cet écartement, améliorant ainsi la précision de la butée arrière, un peu comme le réglage de la visée d'une arme à feu pour un tir plus précis.

Bride la plus petite

Les matrices à cames rotatives peuvent souvent gérer des brides courtes. Consultez le fournisseur d'outillage pour connaître la plus petite bride que l'outil peut cintrer sans la bloquer. Le formage d'une bride plus courte que ce minimum peut entraîner le glissement du bord à l'intérieur des plaquettes rotatives et endommager l'outil. Une largeur de matrice courante comprise entre 60 et 70 mm est recommandée, à l'image d'une chaussure à la bonne pointure : ni trop grande, ni trop petite.

Bien qu'un support sacrificiel ne puisse probablement pas réaliser à lui seul un cintrage court d'une bride, il peut contribuer à soutenir certaines parties de celle-ci pendant le cintrage. Contrairement à une matrice de came rotative à surface dure, un support se plie (et se déforme) avec la pièce. Plus le support est rigide, moins il se déforme et plus la pièce a de chances de conserver sa forme, à l'instar des fondations solides qui soutiennent un bâtiment.

Surfaces usinées

Les opérateurs de presses plieuses peuvent éviter la déformation d'une surface usinée en utilisant une ébauche sacrificielle pour combler l'espace (Fig. 8). Si la surface usinée se trouve sur le dessus de la pièce, l'ébauche agira comme un manchon de poinçonnage, le rayon de poussée étant alors égal à la longueur du poinçon plus l'épaisseur de l'ébauche. Si la surface usinée se trouve sur le dessous, l'ébauche agira plutôt comme un support sacrificiel et maintiendra le processus de formage, à condition qu'elle recouvre l'espace de la matrice. Pour le pliage étagé, l'utilisation de serre-joints en C peut sembler une bonne solution, mais les pliages de la pièce et de l'ébauche sacrificielle peuvent s'effectuer à des vitesses différentes. Un ruban adhésif double face peut permettre de maintenir l'ébauche et la pièce ensemble tout en autorisant un léger mouvement pour compenser les différences, à la manière d'une articulation flexible qui maintient deux pièces ensemble tout en leur laissant une certaine liberté de mouvement.

Trouver un équilibre pour la gestion des déformations des presses plieuses

Ces méthodes impliquent souvent des étapes supplémentaires qui augmentent le coût de la pièce finale. Les concepteurs et les fabricants doivent collaborer efficacement pour créer des pièces utiles à un prix raisonnable. Les concepteurs doivent éviter autant que possible de placer des éléments à proximité des lignes de pliage afin de simplifier le processus. gestion de la déformation des presses plieuses. Si une pièce de précision est nécessaire, un fabricant peut appliquer l'une de ces stratégies pour sauver une pièce qui serait autrement irrémédiablement perdue. Cette liste n'est pas exhaustive ; si vous rencontrez des difficultés similaires, vous pouvez développer vos propres solutions efficaces. presse plieuse Gestion des déformations.