Pliage de tôle de précision, bosse par bosse

Les bons outils et la bonne configuration rendent le métier du pliage par bossage plus efficace

Figure 1

La longueur d'arc est la surface intérieure mesurée du rayon heurté.

Un rayon lisse et large dans une plaque épaisse et à haute résistance semble assez simple, mais pour le former, c'est tout sauf. Un bump bend est en fait des dizaines de coudes, heurtés par le poinçon de frein de quelques degrés à la fois. Chaque ligne de pli a toutes les variables qui entrent dans un pli conventionnel. Si une erreur se produit, il se cumule dans tout le rayon bosselé, vous donnant une pièce défectueuse qui doit être retravaillée ou mise au rebut.

Construire des outils assez grands pour gérer ces virages massifs en un ou quelques coups n'est généralement pas rentable, et parfois ce n'est tout simplement pas pratique; le tonnage requis et la variation de retour élastique d'un lot à l'autre sont tout simplement trop importants. Selon les caractéristiques de pliage, vous pouvez réaliser la forme dans un rouleau de plaque. Mais bien souvent, le fait de cogner sur une presse plieuse de fort tonnage reste l'option la plus pratique et la plus flexible.

De nombreux opérateurs utilisent des gabarits pour s’assurer de placer une pièce au rayon et à l’angle corrects. C'est un travail fastidieux, mais si les techniciens se préparent correctement et disposent des bons outils, le pliage par bossage peut devenir beaucoup plus prévisible et efficace.

Longueur d'arc, pas de rayon et largeur de matrice

Vous commencez par déterminer la longueur de l'arc, telle que mesurée sur la surface intérieure du rayon (voir Figure 1). \"Il existe de nombreuses façons différentes de calculer cette longueur, \" écrit Benson, \"et l'une des plus simples est: Longueur d'arc = 6,28 × Rayon intérieur × (Angle de courbure complémentaire / 360). \"

Le pas du rayon est la distance entre les bosses (marches) utilisées pour plier l'angle (voir la figure 2). Plus le nombre de pas est grand, plus le rayon extérieur sera lisse. Pour un rayon extérieur lisse dans un pli de bosses à 90 degrés, vous pouvez choisir de ne bousculer le métal que de 2 degrés à chaque coup. Cela signifie qu'après 45 étapes, vous aurez créé une courbure de 90 degrés (45 étapes × 2 degrés à chaque étape = 90 degrés). Pour obtenir le pas du rayon, divisez le nombre de pas par la longueur de l'arc. La détermination du pas du rayon est critique. Bien qu'un pas étroit puisse créer un rayon de courbure extérieur extrêmement lisse, il rend également une opération plus longue et plus coûteuse.

[Un pas étroit] multiplie toute petite erreur qui pourrait survenir de la machine, du matériau ou de l'outillage. Si une face déjà pliée repose à l'intérieur de la matrice, elle aggrave un calcul de pliage facile. Une telle condition développe également des forces de compensation sur les outils que la machine doit gérer. \"

Vient ensuite la largeur de la matrice. pendant la flexion des bosses, le poinçon descend dans le dé de quelques degrés pour chaque bosse. Une ouverture de filière optimale est le double du pas de rayon. Cette ouverture en V étroite permet à la pièce de reposer à plat sur les deux épaules de la filière. Idéalement, si les bons outils sont disponibles, la largeur de la matrice régit le pas du rayon. Plus le dé est large, plus le pas du rayon est large et plus le\"bump bend\" est \"saccadé\".

Si la largeur de la matrice était plus large que le double du pas de rayon, les sections précédemment formées s'enfonceraient légèrement à l'intérieur de l'ouverture de la matrice. Cela modifie les caractéristiques de pliage et peut déplacer le bord de la plaque contre la butée arrière vers le haut, ce qui peut changer l'angle de pliage résultant.

De plus, il est préférable d'utiliser un rayon de pointe de poinçon suffisamment grand pour qu'il ne laisse pas de ligne de pliage profonde avec chaque bosse, ce qui à son tour créera une surface extérieure plus rugueuse. Il recommande que le rayon du poinçon soit supérieur à 63% de l'épaisseur de l'acier doux; le rayon du nez de perforation peut être plus grand si vous travaillez avec d'autres matériaux comme une plaque à haute résistance, pour laquelle les opérateurs peuvent utiliser un rayon de nez de perforation plusieurs fois l'épaisseur du matériau (voir \"Comment un coude à air devient tranchant, \" disponible sur thefabricator.com).

Enfin, vous devez déterminer la profondeur de pénétration qui, pour un pli en douceur, ne devrait pas être beaucoup plus profonde que le point de pincement, où le nez de perforation maintient fermement le matériau. \"Comme point de départ pour les coudes d'essai, \" \"la profondeur de pénétration peut être exprimée en profondeur de pénétration = (largeur de matrice / 2) + épaisseur du matériau - 0,02.

Figure 2

Moins il y a de distance entre deux lignes de bosses, plus le rayon de courbure extérieur est lisse.

Notez que ceci n'est qu'un \"point de départ pour les virages de test. \" La détermination des paramètres optimaux pour un virage en relief, en particulier la profondeur de pénétration, est une affaire d'essais et d'erreurs. Par exemple, la première bosse peut nécessiter un peu plus de pénétration du poinçon que la seconde, et à partir de là, la profondeur du poinçon peut varier légèrement d'une étape à l'autre, selon la nature du pli et l'épaisseur, la dureté et le retour élastique du matériau.

En ce qui concerne la largeur de la matrice et la pénétration du poinçon, Benson ajoute une mise en garde concernant la largeur de la matrice: \"Surveillez vos charges de tonnage. \" Malgré la seule légère pénétration du poinçon, les tonnages de formation augmentent rapidement, en particulier dans les matériaux épais ou durs.

Les matériaux durs avec un retour élastique important compliquent également les choses. Le retour élastique nécessite une flexion excessive, donc pour faire un bossage de 2 degrés, il faudra que le poinçon pénètre plus loin. Jusqu'où? Encore une fois, c'est compliqué. Si vous avez une largeur de matrice étroite, la modification du niveau de pénétration du poinçon devient extrêmement sensible. Une infime variation de la position du poinçon peut modifier considérablement votre angle de pliage, un défi lorsque vous cognez de quelques degrés à la fois.

De plus, une largeur de filière étroite signifie généralement un pas de rayon étroit et de nombreuses étapes le long de la longueur d'arc de la courbure. Des erreurs minimes au début de la séquence peuvent s'accumuler jusqu'à des erreurs angulaires importantes après des dizaines de bosses.

Le logiciel de cintrage a progressé au point où l'acte de programmation n'est plus aussi compliqué qu'autrefois. Mais la détermination des variables initiales, y compris la profondeur de pénétration du poinçon, peut toujours impliquer des essais et des erreurs.

Les presses plieuses modernes peuvent effectuer un formage adaptatif, avec des dispositifs de mesure d'angle qui peuvent corriger les variations en cours de processus, mais elles fonctionnent mieux pour les coudes à rayon standard, pas nécessairement les coudes à bosses. Chaque \"bosse\" individuelle est par essence un rayon de courbure extrêmement large, juste complémentaire de quelques degrés, et une mesure qui crée des défis. les systèmes de mesure en formage adaptatif commencent à fonctionner lorsqu'un angle de courbure atteint entre 9 et 25 degrés complémentaires, selon la technologie spécifique utilisée. \"Les appareils ont également besoin de faces planes pour mesurer\", a-t-il déclaré, ajoutant que lors d'un virage en bosse, ce n'est pas possible.

Compte tenu de tous ces défis, les techniciens font bon usage des modèles. Ils peuvent avoir besoin de cogner un peu, de le comparer au modèle, de cogner un peu plus, de mesurer le modèle, puis de cogner à nouveau, en veillant à ne pas trop plier. Ils peuvent avoir besoin de retourner la plaque pour former une bride ou un rayon bosselé d'un autre côté. Les brides précédemment pliées ne sont pas de bons points de jauge, bien sûr, donc ici, elles peuvent s'appuyer sur des marques de ligne de pliage. Certains freins émettent un laser infrarouge pour aider à aligner le poinçon avec la ligne de pliage prévue.

Tout ce métier, combiné au fait que les grandes plaques ne sont pas faciles à déplacer, signifie que la plupart du temps de cycle dans le pliage de bosses lourdes consiste en tout ce que les techniciens font entre les coudes: déplacer et mesurer la pièce et effectuer des ajustements de processus si nécessaire . C'est là que les stratégies de manutention et d'outillage entrent en jeu.

Positionnement des pièces

Lorsque cela est possible, les techniciens poussent la plaque contre la butée arrière et la première bosse commence vers l'avant de la longueur de l'arc (voir la figure 3). La butée arrière avance ensuite à chaque étape jusqu'à la dernière bosse. Cela permet aux opérateurs de retirer plus facilement la pièce et leur donne un bord de plaque plat pour mesurer.

figure 3

Lorsque cela est possible, la flexion de bosses se produit de l'arrière vers l'avant, la butée arrière se déplaçant progressivement vers l'avant pour chaque coup.

Bien sûr, l'opérateur ne peut pas passer en toute sécurité derrière le frein pour maintenir le matériau stable. Que se passe-t-il si une bosse provoque un léger décalage de la pièce contre la butée arrière? Cela annule le positionnement de la pièce, de sorte que lorsque la jauge avance pour la prochaine bosse, le poinçon ne frappe pas où il devrait. Une petite erreur de positionnement au début de la progression de la bosse peut considérablement déformer l'angle final.

Weidgraaf a décrit une opération qui utilise une butée arrière spécialisée. Un doigt de butée classique a un butoir vertical et un composant horizontal qui supporte le matériau. Weidgraaf, cependant, a décrit un doigt de butée arrière à 6 axes qui sert également de pince. Il s'agit essentiellement d'un doigt de butée arrière avec des pouces opposables qui saisit la plaque par le haut et le bas pour garantir que la position de la jauge de la plaque reste cohérente tout au long de la séquence de pliage (voir la figure 4).

Les pinces aident également à positionner les grandes pièces. Lorsqu'une feuille plate est amenée au frein, les jauges saisissent le bord de la plaque et la tirent vers la position programmée, ce qui rend les tâches des opérateurs beaucoup plus faciles et plus sûres. Une équipe de techniciens n'a plus à lutter pour positionner une grande assiette.

Matrices variables

Le changement d'outil ajoute également du temps entre les travaux. Supposons qu'un travail nécessite une courbure suivie d'un coude à rayon conventionnel. Une courbure lisse nécessitera une largeur de filière étroite, tandis que la courbure de rayon, en particulier dans une plaque épaisse, nécessitera une ouverture beaucoup plus large. Un dé variable peut être utilisé pour les deux courbes. \"Un dé variable signifie que vous pouvez changer l'ouverture de votre dé entre les coups\", a déclaré Linderot.

De même, les matrices variables peuvent être utiles lors du cognement de plis complexes, comme celles ayant un rayon plus large à une extrémité de la pièce et un rayon plus court à l'autre extrémité. Le technicien peut définir une largeur de matrice courte pour bosser avec un pas de rayon étroit, puis définir une largeur de matrice plus large pour heurter le rayon plus large, qui peut être formé en douceur avec un pas de rayon plus large (c'est-à-dire plus d'espace entre les bosses).

Couronnement avancé

Une autre variable encore est la déviation. Toutes les presses plieuses fléchissent sous charge, et cela peut devenir un gros problème lorsque vous avez des pièces extrêmement grandes. Supposons que vous vous pliez et que vous ayez une erreur constante d'une fraction de degré seulement. Vous verrez qu'après la formation de la pièce entière, vous avez un arc ou un pli.

Les freins modernes ont des systèmes de compensation de couronnement automatique pour contrôler cet effet. Comme l'a expliqué Weidgraaf, ils sont plus précis et certainement plus efficaces que le calage. Certains systèmes ont une compensation mécanique non seulement au centre du lit, mais également par incréments spécifiés sur l'ensemble de l'espace de travail. Une telle technologie, qui renvoie des informations à la CNC, donne aux techniciens la possibilité d'ajuster la formation le long d'une ligne de pliage extrêmement longue - quelques millièmes ici, quelques millièmes là-bas (voir figure 5).

Le temps entre

Lorsque vous analysez une opération de cognement de grandes pièces, vous pouvez constater que le cognement réel ne prend vraiment pas si longtemps. Ce qui prend du temps, c'est tout ce qui se passe entre le pliage: déplacer et transporter de grandes pièces dans et hors de la presse plieuse.

Les supports de pièces peuvent aider. Celles-ci comprennent des rouleaux qui aident à positionner la plaque sur le plateau de la presse plieuse, ainsi que des supports qui remontent avec la pièce au fur et à mesure de sa formation. Les supports de pièces peuvent rendre une opération beaucoup plus efficace non seulement parce qu'ils libèrent un pont roulant, mais aussi parce qu'ils maintiennent la plaque dans la position formée après chaque bosse, prêt à être vérifié par un gabarit par l'opérateur.

S'il a besoin de le refaire, il peut reprendre exactement la même ligne de pliage. Si vous posez une grande pièce à plat, il devient tout à fait un art de la soulever et de la positionner exactement sur la même ligne de pliage. \"

Figure 4

Tout au long du cycle de pliage, la pince maintient la plaque sans perdre le point de référence. Un rayon de courbure est montré, bien que la technologie puisse également être utilisée pour les courbures.

Linderot a ajouté que des accidents graves peuvent se produire si la grue est utilisée comme support de pièce. Si les opérateurs ne font pas attention, un frein peut exercer une telle quantité de tonnage sur une pièce qu’il peut abaisser et détruire un pont roulant essayant de la maintenir.

En outre, il a déclaré que certaines applications peuvent bénéficier de systèmes de manutention qui font réellement tourner la pièce. Les supports s'approchent de la pièce depuis l'avant et l'arrière de l'outillage, soulevez la pièce lourde de la matrice et faites-la pivoter de l'autre côté, sans pont roulant requis

Ajouter de l'efficacité à l'artisanat

Le pliage par bossage, en particulier dans les pièces volumineuses et épaisses, reste plus un art qu'une science. Les caractéristiques des matériaux varient d'un lot à l'autre. Le backgauging précis (par exemple, lorsque vous avez des plis sur les deux bords de la pièce) n'est parfois pas possible. Mais effectuer les calculs de base à l'avance et disposer des bons outils peut rendre ces tâches difficiles moins longues et, surtout, beaucoup plus sûres.