Presse plieuse formant insights La bride de retour va en profondeur

Les pièces fabriquées en tôle vont du simple au très complexe. La plupart des conceptions de pièces sont relativement simples, ce qui leur permet d'être produites avec des séquences de pliage simples et des outils couramment disponibles.

Néanmoins, bien que la CAO puisse capturer un nombre apparemment illimité d’idées créatives, toutes ne peuvent pas être traduites en tôle formée. Des conceptions plus complexes vont de pair avec les capacités accrues des presses plieuses, des logiciels de machine, des logiciels de conception et de l'outillage. Par exemple, les logiciels de simulation de pliage et les machines modernes facilitent désormais beaucoup les configurations de pliage par étapes complexes, en incitant les concepteurs de pièces à combiner deux ou plusieurs composants précédemment soudés en une pièce en tôle formée et souvent très complexe.

Qu'est-ce qui rend une pièce complexe à former? La réponse n’est pas toujours évidente. En fait, les pièces aux géométries apparemment complexes peuvent être simples à former, tandis qu’une boîte de format standard peut présenter des obstacles importants en matière de flexion. Beaucoup d'entre eux traitent avec des défis en arrière. D'autres encore impliquent des interférences dans l'outillage et des problèmes de manipulation de pièces. Une collaboration étroite entre le concepteur de la pièce, le personnel de production et les opérateurs de machines facilite considérablement la résolution de ces problèmes.

Une conception courante, d'une simplicité trompeuse, peut être trouvée sur diverses pièces de l'industrie de fabrication. Cela semble simple, mais sans la bonne stratégie de formage, il est en fait difficile ou impossible pour un opérateur d'effectuer la séquence de pliage complète. Cet élément de conception est la bride de retour profond.

Définir les variables

Une bride de retour profond est créée lorsqu’un deuxième pli est produit près du premier pli; de plus, la longueur de la bride de retour est supérieure ou égale à la bride créée par le deuxième pli (voir Figure 1). Cela provoque le premier virage en arrière vers la deuxième ligne de virage. Dans cette situation, une simulation de courbure révélerait la première ligne de courbure croisant la ligne médiane du poinçon. Cette bride initiale entrerait bien sûr en collision avec un poinçon droit standard.

Pourquoi faire une pièce avec une bride de retour profonde en premier lieu? Cela concerne la conception des flans plats, qui détermine la précision des pièces, leur ajustement, la complexité de l'assemblage en aval et, en fin de compte, les coûts et le temps de production. Une bride de retour en profondeur permet souvent aux ingénieurs de concevoir un modèle à partir d’un seul flan plat au lieu de plusieurs pièces à assembler.

Les variables relatives à la formation de brides à retour profond abondent, y compris la hauteur d'ouverture disponible pour les outils dans la course de la presse plieuse; la capacité de tonnage de la machine; si des plis supplémentaires sur la pièce interfèrent ou entrent en collision avec la bride de retour profonde; si le blanc plat est correctement produit; et, surtout, de bonnes pratiques de sécurité. Les autres variables principales incluent le type de matériau et l'épaisseur en cours de formation, la longueur de la pièce et les outils disponibles.

À quelle profondeur une bride de retour peut-elle être? Pour répondre à cette question, évaluez chaque application en posant deux autres questions: Les outils disponibles ont-ils un jeu suffisant pour que la pièce soit formée? Si oui, les outils résisteront-ils à la force qui leur est appliquée?

Pour répondre à la première question, reportez-vous aux graphiques couramment disponibles dans les catalogues d'outillage. Dans certains cas, vous pouvez importer un fichier DXF de l'outil lui-même dans le logiciel de conception, où vous pouvez vérifier si le pli peut être produit. Ces fichiers DXF peuvent également être importés dans la plupart des contrôleurs de presse plieuse.

Pour répondre à la deuxième question, vous devez calculer le tonnage requis par le travail, puis le comparer aux informations de tonnage maximum fournies par le fabricant de votre presse-plieuse et votre fournisseur d'outillage. Steve Benson, expert reconnu en matière de pliage et contributeur régulier à ce magazine, propose la formule suivante pour le pliage à l'air (toutes les unités sont en pouces):

Tonnage pour le pliage à l'air AISI 1035, basé sur une résistance à la traction de 60 000 PSI = {[575 × (Épaisseur du matériau2)] / Largeur de matrice / 12} × Longueur du pli

Vous pouvez également utiliser les calculateurs de force de flexion pneumatique fournis par les fournisseurs d'outillage de presse plieuse en ligne et sur les applications pour smartphone, ainsi que les tableaux trouvés dans les catalogues d'outillage de presse plieuse. Des pancartes portant ces informations sont attachées à la plupart des presses plieuses.

Le punch au col de cygne

Prenons un cadre de 14 x 14 po et de 1,5 po de hauteur conçu pour supporter un objet de 12 x 12 x 12 po. Il pourrait être fabriqué avec une surface plane et 1,5 po. jambes soudées en place, ou il pourrait être fabriqué à partir d'une pièce moulée avec des brides de retour profondes incorporées dans la conception (voir Figure 2). Cela simplifie et renforce la pièce, réduit le temps de production, élimine les exigences d'assemblage et réduit les coûts. Cependant, un opérateur ne pourrait pas former ceci avec un poinçon standard sans que la bride de retour ne se heurte à l'outil pendant le deuxième pli. L’autorisation n’est tout simplement pas là.

Un coup de poing de type col de cygne peut fournir ce dégagement (voir les figures 3 et 4). Cet outil permet à l'opérateur de former le deuxième pli sans que la bride de retour ne se heurte à l'outil. Les fournisseurs d'outillage fabriquent de nombreux profils de col de cygne standard et la plupart proposent également des profils personnalisés. La conception permet à la bride de retour profonde de s'étendre au-delà de la ligne médiane de l'outil, offrant ainsi un espace suffisant pour permettre au métal de se former correctement.

Reliefs

Un relief est une modification de l'outil qui permet à une bride de retour profonde de se déplacer dans une zone où le corps du poinçon serait autrement. Imaginez un relief comme une encoche, avec du matériel taillé dans le corps du poinçon (voir la figure 5).

Les reliefs ne doivent pas réduire de manière significative l’intégrité structurelle de l’outil. Les outilleurs les conçoivent généralement à l’aide de courbes à grand rayon conçues pour minimiser autant que possible les contraintes locales.

La fenêtre

Cette modification de l’outil permet à une bride de retour profond de passer complètement à travers une fenêtre qui a été coupée dans le corps du poinçon. La fenêtre est généralement surdimensionnée par rapport à la bride pour permettre le dégagement. Les grands rayons aux coins de la fenêtre aident également à réduire les contraintes sur le poinçon (voir figures 6 et 7).

Windows ne doit jamais compromettre la force de l’outil. Les producteurs d'outillage qui effectuent les calculs pour s'assurer que l'outil répondra aux exigences de l'application sans compromettre son intégrité structurelle sont préférables.

L'opérateur de frein doit positionner correctement la pièce avant le début du cycle de pliage. La bride doit pouvoir se former librement dans et à travers la fenêtre sans entrer en contact avec aucune obstruction. L’opérateur doit également pouvoir dégager la pièce de la fenêtre et la retirer de la zone de pliage. Cela appelle à nouveau une collaboration étroite entre la conception et la fabrication.

Séquence de pliage

Faire un seul virage est une chose. Faire beaucoup sur une partie est tout autre chose. C'est ici qu'intervient le séquençage des plis.

Quels virages devraient être les premiers, et quand faut-il faire la bride de retour profonde? La géométrie de la pièce détermine la séquence de pliage, raison pour laquelle il n'existe pas de règle simple. Dans certains cas, l'opérateur plie la bride de retour profond au début de la séquence; dans d’autres cas, c’est à la fin. Comment saurez-vous?

Considérons une boîte où les courbes adjacentes se coupent. Avec les brides de retour profondes, un poinçon avec des cornes (voir figure 8) ne s’étendra pas assez profondément pour atteindre la ligne de pliage sans que le corps du poinçon ne gêne les plis adjacents. Quelle que soit la séquence de pliage, l’opérateur constatera que lors de la formation de ces plis, les brides de retour adjacentes entrent en collision avec le corps du poinçon.

Pour relever ce défi, vous pouvez modifier la pièce brute à l’aide d’un relief découpé à la scie ou au laser produit par une presse laser ou une presse à découper. Cela crée une coupe le long de la ligne de pliage dans la zone exacte où l'outil ne peut pas plier le matériau.

Dans notre exemple actuel de boîte, placer une coupe à gauche et à droite du pli crée effectivement une ligne de pliage plus courte, ce qui signifie que l'opérateur peut utiliser une section de perforation plus courte qui n'interférera pas avec les brides de retour.

Mais que se passe-t-il si la conception de la pièce ne vous permet pas de placer des coupes en relief le long de la ligne de pliage? Dans ce cas, vous pouvez créer une dépression dans la préforme ou un gaufrage d’une ligne ou d’une rainure. Il suit exactement le long de la ligne de pliage au même endroit et sur la même longueur que le relief coupé. La rainure affaiblit le matériau mais ne le sépare pas et ne le perce pas (voir figure 9).

Le matériau affaibli offre encore une certaine résistance pendant le cycle de pliage, mais pas une quantité significative. Cela permet à nouveau à l’opérateur de frein d’utiliser une section d’outil plus courte qui n’interfère pas avec les brides de retour.

Pour créer une empreinte en creux ou en relief, vous pouvez utiliser une presse à poinçonner avec un outil de gaufrage de style universel pouvant accueillir plusieurs épaisseurs de matériau ou un outil de gaufrage dédié conçu pour une épaisseur de matériau spécifique. Le choix dépend des exigences de l'application ainsi que de la qualité de la surface du matériau requise par la conception de la pièce. Ces outils sont disponibles pour les applications de flexion ascendante et descendante.

A propos de la collaboration

Créer une stratégie de formation efficace nécessite une bonne communication. L'opérateur de presse-plieuse peut-il exécuter la séquence de pliage complète sans que les outils et les brides déjà formés ne se touchent? Et l’opérateur peut-il manipuler efficacement la pièce lors du pliage et la retirer de l’outil une fois complètement formée?