Ne pas oublier les tolérances de la tôle

C’est plus que le bloc de tolérance sur l’impression

Figure 1

La direction du grain d’un matériau ajoute encore une autre variable à un processus de pliage.

Vous avez donc ajouté une presse plieuse à la pointe de la technologie et dépensé une petite fortune en outillage de précision. Le fabricant de la presse plieuse a promis que cette nouvelle machine se répéterait en microns, mais pour tous vos problèmes, recherches etdue diligence, vous avez toujours les mêmes problèmes que vous avez toujours connus: angles de pliage et dimensions des pièces incohérents. Vos opérateurs ont du mal à faire face à des variations partielles, et vos objectifs de production attendus sont toujoursjuste une chimère. Vous devez maintenant douter de votre décision d’acquérir tout ce nouvel équipement.

Ces machines modernes font ce que les brochures disent d’être, et l’outillage de précision du sol est si précis que vous ne rencontrez pas de problème de hauteur ni de centre de l’outil. Ils tiennent facilement les axes TX et TY. Alors pourquoi es-tu encoreavoir des problèmes? Nous pouvons citer différentes raisons, mais la plus grande des raisons se résume à un seul mot: tolérance.

Les matériaux ont aussi des tolérances

Chaque jour, vos opérateurs savent comment maintenir les angles de pliage et les dimensions dans les tolérances indiquées dans le cartouche sur l'impression. Mais avez-vous déjà considéré que le matériau avec lequel vous travaillez présentait également des tolérances? Et ils impliquentplus qu'une simple variation d'épaisseur.

Le comportement des tôles est au mieux imprévisible. Bien souvent, de nombreuses variables matérielles ne sont même pas prises en compte lors de la conception, de la programmation ou même de la construction de la pièce. Mais connaître ces variables, leurs tolérances et les compenserest nécessaire pour augmenter la production et la qualité. Et cela nécessite bien plus que de compter sur la certification du fabricant ou sur des fiches techniques.

Normes ASTM

ASTM International, anciennement connue sous le nom de Société américaine des essais et des matériaux, a vu le jour en 1898 en tant qu’organisation qui élabore et publie des normes techniques pour de nombreux matériaux, y compris tous les types d’acier,aluminium et inox.

Tout comme vos produits, les tôles en sortie d'usine présentent des variations autorisées, définies par ASTM International plutôt que par le bloc de tolérance imprimé. Néanmoins, toutes les tôles et plaques ne sont pas égales. Variabilitéscomprennent l'épaisseur, la limite d'élasticité et la composition chimique.

Même au sein d'un seul groupe de matériaux, le maquillage et les jauges de tôle ne sont pas fabriqués de la même manière à l'usine ou entre les usines. Vous devez prendre en compte les imperfections induites par le processus de fabrication, les impuretés et la contamination au seinle matériau lui-même.

Considérez l’un des matériaux les plus couramment utilisés dans les ateliers modernes, l’acier A36. Les normes ASTM exigent du fabricant d'acier de certifier la limite d'élasticité minimale de son produit. Cela signifie que tout acier pouvant satisfaire à l'exigence deune limite d'élasticité minimale de 36 000 PSI peut être vendue en tant qu'acier A36. La tôle avec une limite d'élasticité moyenne de 41 000 PSI peut être vendue en tant qu'acier A36, même si elle est 13% plus dure que l'acier 36 000 PSI.

Figure 2

La déviation de la flèche provoque un effet de canoë lorsque l’angle de courbure interne de la pièce est plus grand au centre qu’aux côtés.

Cette petite variation peut sembler minime, mais la résistance accrue à la force nécessite plus de tonnage de la presse plieuse afin de casser le rendement du matériau et de le plier. Lorsque votre matériau passe de 36 000 PSI àune limite d'élasticité de 41 000 psi, vous constaterez que la profondeur de pénétration de votre presse-plieuse varie d'environ 0,002 pouce. Selon la largeur de l'ouverture de la matrice, cela peut créer plusieurs degrés de variation de l'angle de pliage.

Par exemple, freiner un matériau sur une distance de 0,315 pouce. l’ouverture de la matrice entraînera une différence de 1 degré seulement en modifiant la limite d’élasticité du matériau de 36 000 à 41 000 psi. Plus l'ouverture de la filière est petite par rapport à l'épaisseur du matériau,plus l'effet est grand.

Considérons maintenant un acier doux de calibre 16. La feuille a une épaisseur nominale de 0,059 pouce, une limite supérieure de 0,0648 pouce et une limite inférieure de 0,0548 pouce, nous laissant une plage de 0,010 pouce. Ajoutez ceci à la valeur de 0,002 pouce. variation de la profondeur de pénétrationnoté plus tôt, et vous pouvez voir comment les variabilités s’additionnent vraiment.

Variables de traitement

Au laminoir, le matériau est d'abord laminé à chaud à une température supérieure au point de recristallisation, ce qui signifie que les grains n'ont pas de préférence directionnelle. Le laminage à froid est repris à froid, ce qui donne aux grains une préférence directionnellela direction de roulement.

Cela le rend anisotrope. Lorsqu'un matériau est anisotrope, les résultats de la flexion changeront en fonction du grain. Une courbure avec, contre ou en diagonale par rapport à la direction du grain produira différents angles de courbure et rayons de courbure intérieurs.toutes nécessitant des déductions de courbure différentes. Cela ajoute encore une autre variable à vos produits formés (voir la figure 1).

L'âge du matériau affectera également vos résultats. La tôle vieillie ou oxydée est plus molle qu'un acier laminé à chaud récemment décapé. Vous devez également tenir compte de la température à laquelle la feuille est pliée. Une pièce d'acier chaude va se formerdifféremment d’une feuille formée à la température ambiante.

Les résultats de flexion sont également affectés par la configuration de la pièce et le traitement de la pièce dans votre installation. Les trous et les caractéristiques peuvent induire des contraintes internes dans la pièce à travailler et, lorsqu'ils sont placés sur ou trop près du pliligne, affaiblir le virage.

Pensez également à la zone affectée par la chaleur créée lors de la découpe au laser ou au plasma. Le choc thermique durcit le matériau dans la zone de coupe, ce qui affecte à nouveau la formation de la pièce à cause du changement de trempe du matériau.dans un virage - plus doux à certains endroits, plus difficile à d’autres.

Retour à la machine

figure 3

Ce dispositif anti-reflets a des cales réglables. Selon le dispositif, les cales peuvent être déplacées avec un système mécanique ou hydraulique ou une combinaison des deux.

Qu'il s'agisse d'un changement de trempe, d'épaisseur ou de limite d'élasticité, tous ces facteurs modifient la réaction de la presse plieuse elle-même et la manière dont le changement des forces de flexion se manifeste.

Bien entendu, la machine elle-même possède son propre ensemble de variables. L’un des problèmes les plus importants et les plus inévitables pour la presse plieuse est que ses cadres s’infléchissent ou se déforment sous la charge. Cela se produit car le flux de puissance d’une presse plieuse estgénéralement produits aux extrémités du lit tandis que nous faisons généralement notre formation au centre. Cela provoque beaucoup de déviation dans le lit et le bélier, où se déroule la formation. La déflexion est amplifiée par la flexion du doscadres latéraux sous charge, un phénomène connu sous le nom de lacet. Lorsque vous modifiez la limite d'élasticité ou l'épaisseur du matériau, la flèche augmente ou diminue en conséquence.

Ce qui va se manifester dans la pièce est connu sous le nom d’effet canoë (voir la figure 2), où l’angle de courbure interne est plus grand au centre qu’aux côtés. Cela se produit parce que le poinçon et la matrice sont plus éloignés au centre qu'aux extrémités.

Vous pouvez compenser cette déformation avec un système de bombage (voir figure 3), que votre nouveau frein possède sans doute, mais combien de bombage est nécessaire? De nombreux fabricants de presses plieuses utilisent des bases de données calculées à partir d'une presse plieuse donnée.caractéristiques de conception et de tôlerie standard dictées par les exigences ASTM de la fabrique et les certifications publiées. Bien entendu, comme décrit précédemment, les caractéristiques des matériaux varient. C’est pourquoi certaines machines fabriquent des systèmes de bombage et de couronnement.ajustements d'angle en temps réel.

Rien n'est une panacée

Penser que la tôle se comportera de manière inchangeable n’est qu’une illusion. Diverses technologies de presse plieuse aident à faire face aux variations importantes des matériaux, mais bien entendu, aucune caractéristique technologique n'est une panacée, laissant parfois la presseles opérateurs de freins ont toujours du mal à maintenir une cohérence entre les pièces. Et encore une fois, ils le font pour une raison simple: le comportement de la tôle est, au mieux, imprévisible.

Avec toutes les variables impliquées dans la tôle, les opérateurs peuvent toujours avoir du mal à produire des pièces, même avec une presse plieuse ultramoderne. Ils ont besoin de savoir quelles sont les variables de tolérance des tôles et comment les compenser.pour eux, en particulier lorsque des travaux en une seule pièce ou en petites séries nécessitent que les opérateurs atteignent les angles et les dimensions de pliage corrects du premier coup. Ils devraient pouvoir compenser certaines de ces variables en utilisant des fonctions incorporéesdans la presse plieuse et son contrôleur - mais comme pour les autres variables, pas tellement.

Néanmoins, ne perdez pas votre confiance en votre achat de cette nouvelle presse-plieuse avec toutes ses cloches et sifflets et ses outils de précision. Par rapport aux solutions de rechange, ils rendent votre opération beaucoup plus efficace.