Die conception pour les pièces plates

  Atteindre la perfection dans une tâche difficile

  La planéité est l’une des caractéristiques les plus difficiles à obtenir dans une matrice de matriçage conventionnelle. Certains des facteurs contrôlant la planéité de la pièce sont:

  1. La sévérité de la déformation de coupe en acier.

  2. Les propriétés mécaniques du matériau en feuille.

  3. La planéité entrante du matériau ou de la bobine.

  4. L'épaisseur du métal.

  5. La contrainte résiduelle créée lors d'opérations précédentes.

  6. Les niveaux de contrainte à différents endroits de la pièce.

  Dans la plupart des cas où les pièces doivent être plates, une distorsion initiale est créée lors du découpage, du perçage ou du rognage. Au cours de ces processus, une contrainte est créée, qui forme des plans de contrainte sur la surface de la pièce. Ce sont ces plans de contrainte qui font que votre pièce se tord, se plie et se déforme. Par conséquent, le seul moyen réaliste d'obtenir la planéité d'une pièce consiste à limiter au minimum les contraintes internes à la pièce ou à casser les plans de contrainte après leur formation.

  Examiner vos opérations

  La première étape pour améliorer les problèmes de planéité consiste à examiner votre opération de coupe ou de perçage. Si les exigences de planéité de vos pièces incluent des tolérances raisonnables, vous pouvez les résoudre avec quelque chose d'aussi simple que de modifier le jeu. Bien que ce ne soit pas le meilleur moyen d’atteindre une planéité critique des pièces, c’est le moyen le plus économique.

  Le jeu sélectionné pour le découpage et le perçage affecte la quantité de contrainte interne créée. Selon le type de métal et le jeu entre les aciers de coupe supérieur et inférieur, cette contrainte peut être suffisamment importante pour favoriser la déformation de la pièce.

L'augmentation du jeu de coupe pendant le processus de perçage réduit la tension de la pièce, principalement du fait que la déformation par compression du métal autour du poinçon de perçage diminue. Lorsque le jeu entre le poinçon de perçage et le bouton de matrice est insuffisant, le métal est obligé de se déformer plastiquement ou de se soulever autour du périmètre du poinçon de perforation. Cela crée du stress dans la pièce. L'augmentation du jeu réduit la sévérité de la déformation, réduisant ainsi le stress (voir Figure 1).

Figure 1:

Assurez-vous de laisser un espace de coupe suffisant autour du poinçon: il est essentiel d'éviter toute déformation plastique.

  Gardez à l'esprit qu'au fur et à mesure que vous augmentez le dégagement de coupe, votre limace subit davantage de stress. Si le slug doit être sauvegardé, la clairance de l'opération de masquage doit être réduite.

  Couper et transporter.

  Une méthode très répandue pour obtenir l’aplatissement d’une pièce dans une matrice progressive consiste à utiliser un procédé de coupe-transport (voir Figure 2). Un processus de coupe et de transport maintient la pièce à plat pendant le processus de coupe et l'éjecte ensuite de la bande de support. Dans un processus de coupe et de transport, la balle produite est la pièce à la pièce. Pendant le processus de coupe, le métal est pressé et maintenu à plat entre la face du poinçon et un tampon à haute pression. Ce coussin est alimenté par une bouteille d'azote, une unité hydraulique à matrice ou un coussin hydraulique.

Figure 2:

Dans la méthode couper-porter, une pièce est découpée à mi-chemin à mesure que le métal est pressé et maintenu à plat, puis est poussé avec un poinçon plus petit que le poinçon de coupe.

  La pièce est masquée à environ 50% de la largeur de la bande et laissée dans cette position. La pression exercée en dessous se répercute également sur le patin.

La pièce suivante est poussée avec un poinçon légèrement plus petit que le poinçon précédent. Il est très important d'utiliser un jeu de coupe réduit pour les opérations de coupe et de transport. Cela est nécessaire pour deux raisons principales: maintenir le flan dans la bande de support et réduire la déformation par coupe du pion ou de la pièce.

  Le choix du jeu de coupe et de la pénétration du poinçon de coupe sont fonction de l'épaisseur du matériau et de ses propriétés mécaniques. Cependant, une bonne règle pour la plupart des applications est de laisser un jeu d'environ 2 à 4% de l'épaisseur du métal par côté et une pénétration du poinçon d'environ 50% de l'épaisseur du métal.

  Une fois l’opération de coupe terminée, essayez d’éviter de repousser la limace dans la bande, car cela pourrait entraîner une distorsion inutile de la pièce. La pièce peut être éjectée ultérieurement à travers la matrice avec un poinçon d'éjection ayant un profil légèrement plus petit que le poinçon de coupe d'origine. Une règle empirique consiste à réduire la taille de l'éjecteur de 1%.

  Gardez à l'esprit que lorsque vous utilisez du papier épais avec un jeu réduit, une déformation plastique importante peut provoquer une croissance de la bande. Lorsque vous réduisez le jeu de coupe, le métal s'éloigne du poinçon, ce qui augmente son volume. La croissance d'un coup de poing particulier pourrait n'être que de 0,005 po., Mais dans un dé progressif avec 30 stations, vous rencontrez de gros problèmes en bout de ligne. Pour résoudre ce problème, des logements d'extension peuvent être ajoutés aux zones vides de la bande. Ces zones vides permettent au métal de s’écouler dans une zone, ce qui contribue à réduire la croissance de la bande (voir la figure 3).

Figure 3:

Il est essentiel de laisser de la place pour une expansion du stock dans la méthode de coupe et de transport.

  Coupe fine et pointillé

  Fineblanking. Une autre méthode utilisée pour obtenir des pièces plates est le découpage fin. Ce type d’opération nécessite une presse spéciale de découpage, qui nécessite un investissement important, mais produit généralement d’excellentes caractéristiques de planéité des pièces.

  Ce type d’opération permet également de lustrer complètement le bord coupé de la pièce sans se rompre. Ceci est hautement souhaitable, en particulier lorsque vous fabriquez des pièces estampées telles que des engrenages ou d’autres éléments nécessitant un contact complet du bord.

  Une opération de découpage fin utilise un tampon spécial haute pression contenant un anneau de Stinger. Cette bague en stinger est une saillie en forme de barbelé empalée ou percée dans la tôle métallique entourant le profil de coupe. Sa fonction est d'empêcher le métal de couler vers l'extérieur de manière plastique lorsque le métal est coupé.

  Étant donné que le découpage fin utilise un jeu de coupe faible ou nul, la quantité de flux de métal sortant doit être limitée et contrôlée. Une ligne de coupe entièrement cisaillée ne peut être obtenue que lorsque le flux de métal sortant est réduit. Tout comme un procédé couper-porter, une opération de découpage fin maintient également le flan à plat pendant la coupe. Cependant, contrairement à couper et transporter, une opération de découpage fin utilise un coussinet de compression très haute pression pour maintenir le métal à plat. Ceci assure une pression maximale de maintien et de planéité des flans (voir Figure 4).

Figure 4:

Un coussinet de compression haute pression aide à assurer la planéité du matériau dans le processus de découpage fin.

Figure 5

  Pointillé. Supposons que vous ayez une pièce qui doit être plate et que la conception de la matrice actuelle ne comporte pas de moyen de contrôler les contraintes de la pièce. Ne vous inquiétez pas, il vous suffit de broder le blanc.

  Le pointillé sur le flan, un processus qui traite les contraintes internes après sa création, utilise un motif hachuré qui est inséré dans l'une ou les deux surfaces de la pièce après toute découpe et déformation importante du métal. Le motif en pointillé dissipe les contraintes internes de la pièce et détruit la mémoire de la pièce, ce qui lui permet d'être rehit à plat.

  La profondeur du pointillé dépend de l'épaisseur du métal, des propriétés mécaniques du matériau et de la contrainte précédemment induite. Une expérimentation peut être nécessaire pour obtenir les résultats souhaités.

  Il existe d'autres moyens de maintenir les pièces à plat. Des procédés tels que le flux de préhension et la suppression du composé sont également très populaires. Tenter de rendre les pièces à plat en utilisant un tonnage ou une frappe extrême peut ruiner une matrice ou une presse, en particulier si l'équipement n'est pas conçu à cet effet.

  À l'exception des métaux très épais ou très mous, un tonnage excessif ne mènera généralement nulle part. L'élément clé à retenir est de contrôler ou de rompre le stress de la pièce interne.