Question : J'ai du mal à comprendre le lien entre le rayon de courbure (comme je l'ai souligné) dans l'impression et la sélection de l'outil.Par exemple, nous rencontrons actuellement des problèmes avec certaines pièces en acier A36 de 0,5″.Nous utilisons des poinçons de 0,5″ de diamètre pour ces pièces.rayon et 4 pouces.mourir.Maintenant, si j'utilise la règle des 20 % et que je multiplie par 4 pouces.Lorsque j'augmente l'ouverture de la matrice de 15 % (pour l'acier), j'obtiens 0,6 pouce.Mais comment l'opérateur sait-il qu'il faut utiliser un poinçon de rayon de 0,5″ lorsque l'impression nécessite un rayon de courbure de 0,6″ ?
R : Vous avez mentionné l’un des plus grands défis auxquels est confrontée l’industrie de la tôlerie.Il s’agit d’une idée fausse à laquelle les ingénieurs et les ateliers de production doivent faire face.Pour résoudre ce problème, nous commencerons par la cause profonde, les deux méthodes de formation, sans comprendre les différences entre elles.
Depuis l’avènement des cintreuses dans les années 1920 jusqu’à nos jours, les opérateurs ont moulé des pièces avec des coudes inférieurs ou des rectifications.Bien que le pliage par le bas soit passé de mode au cours des 20 à 30 dernières années, les méthodes de pliage imprègnent toujours notre réflexion lorsque nous plions la tôle.
Les outils de meulage de précision sont arrivés sur le marché à la fin des années 1970 et ont changé le paradigme.Voyons donc en quoi les outils de précision diffèrent des outils de rabotage, comment la transition vers les outils de précision a changé l'industrie et comment tout cela est lié à votre question.
Dans les années 1920, le moulage est passé des plis de frein à disque aux matrices en forme de V avec des poinçons assortis.Un poinçon à 90 degrés sera utilisé avec une matrice à 90 degrés.Le passage du pliage au formage a constitué un grand pas en avant pour la tôle.C'est plus rapide, en partie parce que le frein de plaque nouvellement développé est actionné électriquement – plus besoin de plier manuellement chaque virage.De plus, le frein à plaque peut être plié par le bas, ce qui améliore la précision.Outre les butées arrière, la précision accrue peut être attribuée au fait que le poinçon enfonce son rayon dans le rayon de courbure intérieur du matériau.Ceci est obtenu en appliquant la pointe de l'outil sur une épaisseur de matériau inférieure à l'épaisseur.Nous savons tous que si nous parvenons à obtenir un rayon de courbure intérieur constant, nous pouvons calculer les valeurs correctes pour la soustraction de courbure, la tolérance de courbure, la réduction extérieure et le facteur K, quel que soit le type de courbure que nous effectuons.
Très souvent, les pièces présentent des rayons de courbure internes très prononcés.Les fabricants, les concepteurs et les artisans savaient que la pièce résisterait car tout semblait avoir été reconstruit – et c’était en fait le cas, du moins par rapport à aujourd’hui.
Tout va bien jusqu'à ce que quelque chose de mieux arrive.L'étape suivante a eu lieu à la fin des années 1970 avec l'introduction d'outils au sol de précision, de contrôleurs numériques par ordinateur et de commandes hydrauliques avancées.Vous avez désormais un contrôle total sur la presse plieuse et ses systèmes.Mais le point de bascule est un outil précis qui change tout.Toutes les règles pour la production de pièces de qualité ont changé.
L’histoire de la formation est pleine de pas de géant.En un seul pas, nous sommes passés de rayons de flexion incohérents pour les freins à plaques à des rayons de flexion uniformes créés par estampage, apprêt et gaufrage.(Remarque : le rendu n'est pas la même chose que la diffusion ; consultez les archives de la colonne pour plus d'informations. Cependant, dans cette colonne, j'utilise « courbure inférieure » pour faire référence à la fois aux méthodes de rendu et de diffusion.)
Ces procédés nécessitent un tonnage important pour former les pièces.Bien sûr, à bien des égards, c’est une mauvaise nouvelle pour la presse plieuse, l’outil ou la pièce.Cependant, ils sont restés la méthode de pliage du métal la plus courante pendant près de 60 ans jusqu'à ce que l'industrie franchisse l'étape suivante vers le formage aéronautique.
Alors, qu’est-ce que la formation d’air (ou la flexion de l’air) ?Comment ça marche par rapport au bottom flex ?Ce saut change encore une fois la façon dont les rayons sont créés.Désormais, au lieu de poinçonner le rayon intérieur du coude, l'air forme un rayon intérieur « flottant » en pourcentage de l'ouverture de la matrice ou de la distance entre les bras de la matrice (voir Figure 1).
Figure 1. En pliage à l'air, le rayon intérieur du pliage est déterminé par la largeur de la matrice et non par la pointe du poinçon.Le rayon « flotte » dans la largeur du formulaire.De plus, c'est la profondeur de pénétration (et non l'angle de matrice) qui détermine l'angle de courbure de la pièce.
Notre matériau de référence est un acier au carbone faiblement allié avec une résistance à la traction de 60 000 psi et un rayon de formation d'air d'environ 16 % du trou de filière.Le pourcentage varie en fonction du type de matériau, de sa fluidité, de son état et d'autres caractéristiques.En raison des différences dans la tôle elle-même, les pourcentages prévus ne seront jamais parfaits.Cependant, ils sont assez précis.
L'air doux en aluminium forme un rayon de 13 % à 15 % de l'ouverture de la matrice.Le matériau laminé à chaud, décapé et huilé, a un rayon de formation d'air de 14 % à 16 % de l'ouverture de la filière.L'acier laminé à froid (notre résistance à la traction de base est de 60 000 psi) est formé par l'air dans un rayon de 15 % à 17 % de l'ouverture de la matrice.Le rayon de formation d'air en acier inoxydable 304 représente 20 % à 22 % du trou de matrice.Encore une fois, ces pourcentages ont une plage de valeurs en raison des différences de matériaux.Pour déterminer le pourcentage d'un autre matériau, vous pouvez comparer sa résistance à la traction à la résistance à la traction 60 KSI de notre matériau de référence.Par exemple, si votre matériau a une résistance à la traction de 120-KSI, le pourcentage doit être compris entre 31 % et 33 %.
Disons que notre acier au carbone a une résistance à la traction de 60 000 psi, une épaisseur de 0,062 pouce et ce qu'on appelle un rayon de courbure intérieur de 0,062 pouce.Pliez-le sur le trou en V de la matrice 0,472 et la formule résultante ressemblera à ceci :
Ainsi, votre rayon de courbure intérieur sera de 0,075″, que vous pourrez utiliser pour calculer les tolérances de pliage, les facteurs K, la rétraction et la soustraction de pliage avec une certaine précision – c'est-à-dire si votre opérateur de presse plieuse utilise les bons outils et conçoit des pièces autour des outils utilisés par les opérateurs. .
Dans l'exemple, l'opérateur utilise 0,472 pouces.Ouverture du cachet.L'opérateur s'est dirigé vers le bureau et a dit : « Houston, nous avons un problème.C'est 0,075.Rayon d'impact ?On dirait que nous avons vraiment un problème ;où allons-nous en trouver un ?Le plus proche que nous puissions obtenir est 0,078.« ou 0,062 pouces.0,078 po. Le rayon du poinçon est trop grand, 0,062 po. Le rayon du poinçon est trop petit.
Mais ce n’est pas un bon choix.Pourquoi?Le rayon du poinçon ne crée pas de rayon de courbure intérieur.N'oubliez pas que nous ne parlons pas de flexion inférieure, oui, la pointe de l'attaquant est le facteur décisif.Nous parlons de la formation de l'air.La largeur de la matrice crée un rayon ;le poinçon n'est qu'un élément de poussée.Notez également que l’angle de la matrice n’affecte pas le rayon intérieur du coude.Vous pouvez utiliser des matrices aiguës, en forme de V ou de canaux ;si les trois ont la même largeur de matrice, vous obtiendrez le même rayon de courbure intérieur.
Le rayon du poinçon affecte le résultat, mais n'est pas le facteur déterminant pour le rayon de courbure.Désormais, si vous formez un rayon de poinçonnage plus grand que le rayon flottant, la pièce prendra un rayon plus grand.Cela modifie la perte de pliage, la contraction, le facteur K et la déduction de pliage.Eh bien, ce n’est pas la meilleure option, n’est-ce pas ?Vous comprenez, ce n’est pas la meilleure option.
Et si nous utilisions 0,062 pouces ?Rayon d'impact ?Ce coup sera bon.Pourquoi?Parce que, du moins lorsqu'on utilise des outils prêts à l'emploi, il est aussi proche que possible du rayon de courbure intérieur « flottant » naturel.L'utilisation de ce poinçon dans cette application devrait permettre une flexion constante et stable.
Idéalement, vous devez sélectionner un rayon de poinçonnage qui s'approche, mais ne dépasse pas, du rayon de la fonction de pièce flottante.Plus le rayon du poinçon est petit par rapport au rayon de courbure du flotteur, plus le virage sera instable et prévisible, surtout si vous finissez par vous plier beaucoup.Des poinçons trop étroits froisseront le matériau et créeront des courbures prononcées avec moins de cohérence et de répétabilité.
Beaucoup de gens me demandent pourquoi l’épaisseur du matériau n’a d’importance que lors du choix d’un trou de matrice.Les pourcentages utilisés pour prédire le rayon de formation de l'air supposent que le moule utilisé possède une ouverture de moule adaptée à l'épaisseur du matériau.C'est-à-dire que le trou de la matrice ne sera ni plus grand ni plus petit que souhaité.
Bien que vous puissiez diminuer ou augmenter la taille du moule, les rayons ont tendance à se déformer, modifiant ainsi de nombreuses valeurs de la fonction de pliage.Vous pouvez également constater un effet similaire si vous utilisez un mauvais rayon de frappe.Ainsi, un bon point de départ est la règle empirique consistant à sélectionner une ouverture de matrice huit fois supérieure à l'épaisseur du matériau.
Dans le meilleur des cas, les ingénieurs viendront à l'atelier et parleront à l'opérateur de la presse plieuse.Assurez-vous que tout le monde connaît la différence entre les méthodes de moulage.Découvrez quelles méthodes ils utilisent et quels matériaux ils utilisent.Obtenez une liste de tous les poinçons et matrices dont ils disposent, puis concevez la pièce en fonction de ces informations.Ensuite, dans la documentation, notez les poinçons et matrices nécessaires au bon traitement de la pièce.Bien sûr, vous pouvez avoir des circonstances atténuantes lorsque vous devez modifier vos outils, mais cela devrait être l'exception plutôt que la règle.
Opérateurs, je sais que vous êtes tous prétentieux, j’en faisais moi-même partie !Mais l’époque où vous pouviez choisir votre ensemble d’outils préféré est révolue.Cependant, savoir quel outil utiliser pour la conception de pièces ne reflète pas votre niveau de compétence.C'est juste une réalité.Nous sommes désormais faits de rien et nous ne sommes plus en reste.Les règles ont changé.
FABRICATOR est le principal magazine de formage et de travail des métaux en Amérique du Nord.Le magazine publie des actualités, des articles techniques et des études de cas qui permettent aux fabricants de faire leur travail plus efficacement.FABRICATOR est au service de l'industrie depuis 1970.
Un accès numérique complet à The FABRICATOR est désormais disponible, vous donnant un accès facile aux précieuses ressources de l'industrie.
Un accès numérique complet à Tubing Magazine est désormais disponible, vous donnant un accès facile aux précieuses ressources de l'industrie.
Un accès numérique complet à The Fabricator en Español est désormais disponible, offrant un accès facile aux précieuses ressources de l'industrie.
Myron Elkins rejoint le podcast The Maker pour parler de son parcours de petite ville à soudeur d'usine…
Heure de publication : 25 août 2023