Les règles de fabrication de précision s’appliquent-elles à moi?

  Ce n’est pas parce que vous travaillez avec des tôles fortes que vous ne pouvez pas les former.

Figure 1

Le cisaillement ne coupe que partiellement dans l’épaisseur du matériau, jusqu’à la profondeur brunie, qui varie en fonction de la résistance à la traction du matériau. L'épaisseur restante se déchire et se rétrécit.

  Question: Je lisais un de vos articles sur la formation de l'air qui fait référence à la règle des 20% pour déterminer un rayon. Je l’ai trouvé très intéressant, mais nous plions un acier plus épais que celui utilisé dans les formules. Cette méthode fonctionnera-t-elle sur 1⁄2-in? acieret 4- et 6-in. Ouvertures en V-die?

  Réponse: Oui, cela devrait être vrai quelle que soit l'épaisseur. La règle concerne davantage les relations entre l’ouverture de la filière et les propriétés du matériau, y compris son épaisseur et sa résistance à la traction. Pourtant, un die V peut ne pas être votre meilleuroption.

  Au fil des ans, j'ai visité de nombreuses entreprises de construction en acier et de construction de ponts. Je comprends que beaucoup travaillent avec des tolérances beaucoup plus souples que celles habituellement appliquées aux pièces de précision de faible calibre, avec une tolérance de ± 1⁄16 à 1⁄4 po.pièces de construction, par opposition à ± 0,010 à 0,030 po, trouvées dans l’atelier de tôlerie de précision moyenne.

  Je suis toujours surpris de constater qu'un grand nombre d'ateliers de construction ne tirent pas parti des pratiques de formage de précision. Au lieu de cela, ils plient la pièce en premier, puis la coupent à la taille et ajoutent des fonctionnalités telles que des trous et des découpes. Non seulementCe gaspillage du point de vue des matériaux, mais aussi fastidieux et coûteux du point de vue du travail. C’est un gaspillage, car il n’ya aucune raison pour que la pièce ne puisse pas être agencée et découpée dans l’appartement, avec des fonctionnalités, puisformé, tout en maintenant ces formes à plus ou moins quelques millièmes de pouce.

  Pourquoi les tolérances faibles pour la construction? Cela remonte en partie au moment où la plupart des pièces ont été cisaillées et, dans de nombreux endroits, elles le sont toujours. Comme vous le savez probablement, le processus de cisaillement ne coupe que partiellement le matériauépaisseur (voir figure 1). C'est le cisaillement, la coupe ou le brunissage; sa taille dépend de la résistance à la traction du matériau, généralement entre 30 et 60% de l’épaisseur. Le reste est déchiré, ce qui amincit le bord coupé, assezde façon dramatique dans certains cas. Cela signifie que toute mesure à partir du bord risque d'être au mieux incohérente. Il est également difficile d’obtenir des dimensions plates correctes et de placer les trous et les caractéristiques dans la pièce avant le formage. PauvreLa qualité des bords est également courante pour les pièces coupées au chalumeau et au plasma.

Les machines à laser, à plasma haute définition et à jet d'eau, qui sont maintenant assez courantes, produisent de beaux bords perpendiculaires aux surfaces de la feuille ou de la plaque (voir la figure 2). Ce bord carré change tout. Il fait bon calibragepossible, il est donc facile de maintenir les pièces dans une tolérance étroite. Avec un bord carré, vous avez éliminé le principal obstacle au maintien de la précision et de la qualité des pièces en plaque.

  La règle de 20% et les matrices V

  La règle des 20% stipule que, lors de la formation d'air, le rayon du matériau correspond à un certain pourcentage de l'ouverture de la matrice. Le «20%» n’est qu’un titre; le pourcentage réel que vous utilisez variera. Je ne sais pas quand l'originalles observations pour cette règle ont été faites, mais le concept existe depuis un moment. Le plus important, ça marche. Avec un peu de recherche, vous serez en mesure de déterminer le pourcentage exact de vos matériaux.

  La ligne de base pour la règle des 20% est en fait un matériau en traction AISI 1020 (ASTM A36), 60 KSI. La règle stipule que pour notre matériau de base, les valeurs de pourcentage vont de 15 à 17%. Il y a juste trop de variables mineures pour êtreplus précis, au moins au début. Toutefois, si vous achetez régulièrement auprès du même centre de service, vous constaterez probablement que le pourcentage peut être différent de la valeur nominale, mais il restera constant.

Matrices V et retour élastique en plaque

  Comme indiqué précédemment, des matrices V dépassant une certaine taille peuvent ne pas être la meilleure option pour votre situation pour plusieurs raisons. La «certaine taille» variera en fonction du type de matériau, de l'épaisseur et du rayon de la pointe du poinçon. Ce qui est enle doute est de savoir comment gérer le retour élastique. Si vous utilisez des outils de type rabotés traditionnels, vous travaillerez probablement avec des matrices ayant un profil à 90 degrés. Une matrice en V à 90 degrés n'a aucun moyen de gérer le retour élastique.

  Je serais prêt à parier que vous avez également plus d'un coup de poing de grand rayon fabriqué à partir d'un morceau de tube ou de tuyau. En fait, je parie que vous en avez plusieurs. Mais réfléchissons-y un instant: quel est l’angle de frappe d’un coup de poing rond?

  C’est vrai, c’est 90 degrés (voir la figure 3). Le dé est à 90 degrés et le poinçon aussi. Mais l'angle de courbure revient au moins 2 degrés après que le poinçon ait relâché la pression de formation; Comment compensez-vous ce retour élastique?

Figure 2

Les machines de découpe laser, ainsi que les machines à jet d'eau et les machines à plasma haute définition, découpent les plaques et laissent un bord carré.

  La réponse est que vous ne pouvez pas, sauf avec une force brute, avec des opérateurs qui musclent manuellement le matériau à l’angle de pliage approprié, ou en frappant le pli, ce qui nuit à l’intégrité du matériau. Cela signifie que la réalisation de courbes proches ou au-delà90 degrés n’est pas vraiment possible en un seul coup.

  Cela laisse à penser que le V die traditionnel n'est peut-être pas le meilleur choix, du moins pour les courbes à un seul passage qui sont proches ou supérieures à 90 degrés complémentaires. Même si vous utilisez un V large, rectifié et rectifiémeurt, vous avez toujours multibreakage (voir la figure 4). C’est là que le matériau se sépare du nez du poinçon dans les coudes qui dépassent 90 degrés d’angle de courbure complémentaire. Le multibreakage crée un rayon intérieur de plus en plus réduit au fur et à mesure que le coudel'angle nécessaire pour compenser l'augmentation du retour élastique. Cela peut présenter des défis particuliers lorsque vous travaillez avec des aciers à haute résistance.

  Tous les styles sont acceptables pour coudre des courbures à grand rayon avec des coups multiples, soit à des endroits différents, soit sur une même ligne de courbure. Bien qu’il ne soit pas facile (mais pas impossible) de maintenir la cohérence, le fait de répéterpour soulager un retour en arrière qui devrait autrement être traité. Les matrices en V fonctionnent également bien pour les courbes moins de 90 degrés complémentaires.

  Dies de canal et de canal ajustables

  Cela nous amène à nous demander, si les matrices V sont hors de question, quel profil de matrice devrions-nous utiliser? Vous pouvez obtenir les meilleurs résultats avec une matrice à canal de largeur fixe ou réglable.

  Pour les courbes inférieures à 90 degrés complémentaires, une filière à canal fonctionne comme toutes les filières. Mais une fois que l'angle de pliage devient supérieur à 90 degrés de manière complémentaire, la filière de canal devient plus un outil d'essuyage. C'est important,parce que le processus d'essuyage exerce une résistance suffisante sur la pièce à travailler pour que le matériau se conforme au rayon de la pointe du poinçon. Ceci élimine le phénomène de multibreakage sur les virages supérieurs à 90 degrés et vous permet de formercourbes qui nécessitent une compensation significative du retour élastique.

  Les matrices de canaux ajustables sont disponibles en deux styles. La différence se situe au niveau des coins supérieurs de la matrice, comportant des inserts en acier trempé ou des rouleaux en acier trempé. De toute évidence, les matrices avec des rouleaux vous donnent une opération de pliage plus douce etproduire des pièces avec moins de marques de matrice. Néanmoins, les deux servent correctement car les ouvertures sont réglables à l'infini. Cela réduit la nécessité de la variété d'ouvertures nécessaires avec des matrices à canal fixe ou en V.

Effets du rayon du nez de frappe

J'ai aussi quelques réflexions sur la sélection d'un rayon de poinçon. Premièrement, pour obtenir les meilleurs résultats dans les coudes produits en un seul passage, essayez d’utiliser un rayon de poinçon aussi proche que possible, mais ne dépassant pas, le rayon intérieur étantproduite dans la pièce, calculée selon la règle des 20%.

  Deuxièmement, dans tous les virages, assurez-vous que le rayon et la longueur de la pointe du poinçon offrent une surface suffisante pour répartir la charge de formage de manière à ne pas froisser la surface du matériau au point de pincement.

  Pourquoi si sérieux?

  Pourquoi se concentrer sur le dé et le coup de poing? Parce que, si vous savez comment le rayon intérieur d'une pièce est créé, vous pouvez calculer le rayon intérieur et utiliser ces informations pour calculer la tolérance de courbure correcte, le retrait extérieur et la courbure.déduction pour la pièce.

  Je sais que certains d'entre vous pensent que tout cela n'est qu'un groupe de taureaux. “Supprimez une épaisseur de matériau pour chaque pli et appelez-le bon. Nous allons redimensionner et percer les trous plus tard. »Mais c’est un tel gâchis. Juste parce que le matériau estplaque ne signifie pas qu’elle ne peut pas être précise et nécessite moins d’efforts et moins d’heures de travail. Vos pièces peuvent être coupées au laser ou au jet d'eau à la taille exacte avec les trous et les caractéristiques en place avant le début de la formation. À la fin, vous produirezpièces à une tolérance de quelques millièmes de pouce au premier essai - aucune retouche, ré-audition, ni perçage nécessaires.

figure 3

L'angle d'un poinçon rond conventionnel est de 90 degrés.

Juste une question d'échelle

  Les règles de fabrication de précision s’appliquent-elles à vous? Ils le font certainement, encore plus aujourd'hui, à mesure que les aciers à haute résistance se répandent dans la construction.

  Les opérations de CVC ont fait la transition vers la fabrication de précision depuis plusieurs années. Pourquoi les industries de la construction de bateaux, de ponts et d’acier ne devraient-elles pas également appliquer les règles de la fabrication de précision? Après tout, c’est vraimentune question d'échelle.

Figure 4

Le phénomène de multibrochure est le premier rayon créé lorsque le matériau est plié au-delà de 90 degrés de manière complémentaire.