Comment une presse à poinçonner agit comme une presse plieuse

De nouveaux outils, conceptions de machines et logiciels rendent possibles des formes complexes

Cette pièce découpée et formée a été entièrement créée en une seule configuration sur une presse à poinçonner. Les progrès dans la conception des outils et des machines ont rendu cela possible.

Certains hésitent à utiliser des outils de formage sur une presse à poinçonner, en particulier ceux qui créent des formes hautes telles que des brides, et historiquement, ils ont de bonnes raisons d'être timides. Le formage sur des presses à poinçonner mécaniques plus anciennes a créé des problèmes, principalement parce quedes réglages mécaniques manuels qui ont dû être apportés à l'outillage. De plus, beaucoup de formage n'était tout simplement pas possible, car les machines mécaniques étaient entraînées avec un volant, il n'y avait donc aucun moyen de maintenir le vérin vers le bas.

Tout chronométrer pouvait devenir complexe et il n’était pas inhabituel de voir des blocages - des outils tirant le matériau vers le haut pendant leur course de retour. Souvent, ils ne vous ont pas donné la forme exacte dont vous aviez besoin. L'idée derrière les outils de formulaire était (et est toujours)vraiment élégants, car ils vous permettent d'éliminer ces opérations de formage secondaires coûteuses. Mais si vous rencontrez régulièrement une panne d'outil lors de votre opération de poinçonnage primaire, une grande partie de ces économies disparaissent.

Les poinçonneuses et leurs outils sont devenus plus précis au fil des ans. L'hydraulique de la poinçonneuse vous permet de contrôler la position de l'outil, vous permettant de programmer les hauteurs de vol stationnaire dont vous avez besoin pour effectuer diverses opérations de formage.

Comme les poinçons n'ont plus besoin d'effectuer une course de retour complet, vous pouvez effectuer des formes complexes - que ce soit avec un outil de roue, un outil de charnière, un outil de pliage ou autre - de manière beaucoup plus fiable (voir les figures 1 et 2). Par exemple, un coup de poingpress peut descendre un outil de roue à la position exacte nécessaire pour former des nervures, et vous pouvez utiliser des outils de roulement qui vous permettent de créer des évasements autour des trous ou ailleurs à la hauteur exacte dont vous avez besoin.

La transition des presses à poinçonner mécaniques aux presses hydrauliques s'est produite il y a des années, mais deux innovations récentes ont relevé certains défis restants. L'un concerne la programmation, tandis que l'autre concerne la production de formes supérieures, telles quebrides de plus d'un pouce ou deux de haut. Aujourd'hui, les presses à poinçonner peuvent créer des plis dans la tôle que seule une presse plieuse pouvait produire jusqu'à récemment.

Nouveaux modèles de presse à poinçonner

Pour former sur une presse à poinçonner à tourelle conventionnelle, vous pouvez avoir un jeu de seulement 0,984 po, voire moins. Une partie de cet espace est occupée par la matrice de forme, qui soulève légèrement le matériau, puis vous obtenez l'épaisseur du matériau. CertainsLes outils vous permettent d'utiliser une partie importante de ce jeu, mais en règle générale, vous pouvez effectuer des formes de manière fiable dans un espace qui ne représente que 50% du jeu total moins l'épaisseur du matériau. Ce n'est pas beaucoup.

Les nouvelles conceptions de presse à poinçonner, cependant, ont des jeux qui prennent en compte le formage. Certains systèmes font de la place pour jusqu'à 3 po d'espace de formage entre la matrice inférieure et le poinçon supérieur. Cela permet un formage et un pliage importants, tels quebrides jusqu'à 3 po de hauteur. Et si la bride est pliée à moins de 90 degrés complémentaires (comme le montre la figure 1), les dimensions de la bride peuvent être encore plus longues.

Ces presses n’ont pas la configuration de tourelle traditionnelle, mais utilisent plutôt ce que l’on appelle une conception de changeur d’outils. Dans une conception de tourelle standard, la feuille passe entre les tourelles supérieure et inférieure. Cela permet bien entendu de changer d'outil rapidement -c’est la raison pour laquelle les tourelles ont été inventées, mais en même temps, la conception limite intrinsèquement l’espace, ce qui, dans certains cas, pose des problèmes d’interférence des pièces. C'est juste la nature de la bête.

Dans la poinçonneuse de type changeur d'outils, le carrousel inférieur se trouve sous la table à brosses, et les matrices émergent et se rétractent à travers une goulotte de matrice selon les besoins entre et pendant les opérations. Cela signifie que les matrices descendent et s'écartent du chemin, ce quipeut être important pour de nombreuses opérations de formage. Par exemple, la formation d'un volet implique une grande matrice inférieure, qui peut rayer le matériau lorsqu'il est déplacé autour de la table. La machine changeur d'outils empêche cela en permettant à la matrice dese déplacer vers le bas et hors du chemin entre les coups.

Fonctionnement des outils de pliage par poinçonnage

Tout cela ouvre la porte à plus de possibilités de formage, et pas seulement pour les nervures, les persiennes et autres formes courtes, mais aussi le type de brides hautes que vous formeriez normalement sur une presse plieuse (voir Figure 3). Le poinçon de pliage et mourir dans unLa presse à poinçonner est un hybride entre une cintreuse de panneaux et une presse plieuse, mélangée à des attributs uniques. Le poinçon ressemble un peu à un outil de maintien miniature sur une cintreuse de panneau, tandis que la matrice a une géométrie en V comme vous le trouverez sur unepresse-plieuse (voir figure 4).

Le corps de la matrice ressemble un peu à un Pac-Man orienté vers le haut, et il tourne en fait pendant le virage. Cette rotation plie la pièce contre un poinçon supérieur fixe, et le degré de rotation de la matrice détermine l’angle de pliage (voir la figure5). Les rayons que vous pouvez obtenir dépendent de la conception de la matrice en V, qui peut être déterminée lors de la commande de l'outil auprès du fabricant. Ou, si vous devez atteindre un certain rayon, comme pour une courbure à rayon profond, la matrice tourne à certainsdegrés pour heurter le métal à mesure que la pièce avance progressivement. Il s’agit d’une flexion en relief, à la manière d’une presse à poinçonner.

Figure 2

La possibilité de contrôler le mouvement du poinçon a ouvert la porte à plus de possibilités de formage sur la poinçonneuse.

Les tolérances sont extrêmement serrées, à la fois dans la précision de positionnement de la machine et la précision d'usinage de l'outil, similaires aux tolérances disponibles sur une presse plieuse moderne avec un outillage de précision. Les opérateurs de presse peuvent également saisirchangements d'épaisseur. Supposons qu'un lot de matériau se trouve à l'extrémité inférieure de la fenêtre de tolérance d'épaisseur, tandis que le lot suivant se trouve à l'extrémité supérieure, par exemple 0,055 po pour un lot et 0,061 po pour un autre lot. Cela peut faire une différencedans l'angle de pliage, mais tant que l'opérateur vérifie l'épaisseur de la tôle et modifie le paramètre dans le programme, la machine peut en tenir compte. Un changement dans le code du programme est effectué (généralement dans la ligne G06) qui indique au ramjusqu'où descendre avant d'effectuer ses opérations.

Outre le 3-in. limitation de hauteur, il y a d'autres contraintes à considérer. Contrairement à un opérateur de presse plieuse, une presse à poinçonner ne peut pas retourner une pièce, donc une pièce avec des plis positifs et négatifs peut créer des problèmes. En outre, l'angle dela courbure est généralement limitée à 90 degrés ou moins; les coudes aigus supérieurs à 90 degrés complémentaires ne sont pas pratiques, pour la plupart (selon l’outillage dont vous disposez). Et en raison des limites de tonnage, le matériau ne peut être queépais. Cela varie en fonction de votre poinçonneuse et de votre outillage, mais il peut généralement atteindre environ 0,118 po.

Stratégies de programmation

Lorsque vous vous penchez sur une presse à poinçonner, vos options de programmation abondent. Traditionnellement, vous programmez la séquence de formage à un point où elle n’interférera avec aucune autre pièce. Cela signifie généralement que vous vous formez vers la fin d'un nidséquence de poinçonnage, une fois que la plupart ou la totalité du poinçonnage de la pièce plate est terminée.

À ce stade, vous pouvez décider de plier toutes les brides d'une pièce en même temps. Vous coupez le profil en laissant les languettes connectées à l'emboîtement pour assurer la stabilité de la pièce; pliez la bride; puis effectuez le poinçonnage final pour couper les onglets et relâcher lepartie pour qu'elle puisse glisser dans la goulotte. Cette stratégie peut bien fonctionner si vous souhaitez évacuer la pièce formée du nid le plus tôt possible pour éviter les collisions avec les outils.

Vous pouvez également poinçonner les profils (moins le matériau des languettes) sur plusieurs pièces (par exemple, toutes les pièces d'une même rangée) pour former les coudes, puis les envoyer tous dans la goulotte avec les poinçons finaux qui coupent les languettes. Cette stratégieréduit le nombre de changements d'outil et peut donc réduire le temps de cycle, mais cela ne fonctionne que s'il n'y a pas de risque d'interférence entre les brides et l'outillage.

Les languettes maintiennent la pièce stable pendant le pliage, mais où exactement vous placez ces languettes, leur largeur, leur nombre et la façon dont elles sont coupées dépendent de la géométrie des brides. Certaines pièces peuvent ne nécessiter que quelques ou même un seul onglet sur une section plate dela partie. D'autres fois, l'opération de pliage elle-même peut casser les languettes. Cela peut être utile lors de la flexion. Au cours d'une telle séquence, les microtabs maintenant la pièce en place se cassent, et après la dernière bosse, la pièce se libère et glissedans la goulotte.

La programmation doit également prendre en compte la façon dont exactement ces pièces glissent le long de la goulotte. Par exemple, si une grande pièce lourde avec une bride haute glisse mal dans la goulotte, son atterrissage peut être suffisamment rugueux pour modifier ses angles de courburelégèrement; ou il peut atterrir sur d'autres pièces formées avec suffisamment de force pour modifier leurs angles de pliage. Vous pouvez surmonter ces problèmes en apportant des modifications au programme.

Le logiciel fait la différence

Il est possible de programmer toutes ces variables manuellement, mais cela peut être compliqué et prendre du temps. Il y a beaucoup de détails à prendre en compte, y compris la manière de faire pivoter l'outil de pliage (le jeu d'outils pivote à 360 degrés pour s'aligner avecles lignes de pliage programmées); comment positionner et ordonner tout pour éviter les interférences; et la largeur de l'outil de pliage à utiliser, en fonction de l'outil dont vous disposez dans votre bibliothèque et de la longueur de pliage dont vous avez besoin. Dans les cas plus difficiles,la programmation manuelle peut ne pas être très efficace, et il peut en fait vous prendre moins de temps pour former les brides sur la presse plieuse, surtout si ces pièces se dirigent de toute façon vers le frein pour quelques virages restants.

C'est là que la dernière pièce du puzzle entre en jeu: un logiciel qui peut automatiser la tâche de détermination des séquences de poinçonnage et de pliage. Avec un tel logiciel, vous pouvez alimenter le modèle 3-D de la pièce que vous souhaitez plier sur la poinçonneuseau logiciel, il dépliera la pièce et proposera des stratégies pour la poinçonner et la plier, en fonction des outils disponibles sur la machine. Le programme hors ligne fonctionne de la même manière que la programmation de pliage hors ligne pour les presses plieuses. Il voit lepoints d'interférence, sait exactement comment l'outil doit tourner et le séquence de manière efficace. En tant que programmeur, vous pouvez accepter la recommandation du logiciel ou l'ajuster manuellement en fonction de vos besoins.

Plus d'options, plus de débit

Outre le soudage, le pliage reste l'un des goulots d'étranglement les plus courants dans l'atelier de fabrication, c'est pourquoi le raccourcissement ou l'élimination de l'opération de pliage a tellement de sens. Ajuster un dessin pour qu'il puisse être formé sur une presse à poinçonner, que ce soitune hauteur de bride légèrement plus courte, un emplacement de pliage différent ou toute autre chose - peut aider à réduire considérablement les coûts des pièces.

Une presse à poinçonner ne sera pas en mesure de former chaque pièce, bien sûr, mais elle peut aider à soulager le goulot d'étranglement de pliage. Une presse à poinçonner n'est pas une presse plieuse, mais pour la bonne application, elle peut fonctionner comme une presse.