Notions de base sur le pliage : pourquoi le tonnage est important pour une presse plieuse

Sélection du presse plieuse L'outillage pour un travail particulier implique bien plus que de s'assurer que la force brute est suffisante. Faites une erreur de calcul et des pièces d'outillage peuvent voler alors que, dans le même temps, vous pouvez dépasser la charge centrale du vérin, provoquant la flexion du vérin et du banc de la presse plieuse. Si vous ne croyez pas que cela puisse se produire, regardez presque n'importe quelle presse plieuse mécanique à kilométrage élevé et comptez le nombre de cales entre la matrice et le banc.

Pour éviter ces problèmes, examinez vos limites de tonnage et de charge.

Quel tonnage est requis pour un travail ?

Commencez par consulter un tableau de tonnage standard qui met en relation l'épaisseur de la pièce et la largeur de l'ouverture de la matrice. L'intersection des deux vous donne le tonnage approximatif par pied requis pour le travail, basé sur de l'acier laminé à froid résistant à la traction de 60 000 PSI.

Les tableaux de tonnage peuvent toutefois être inexacts. Pour trouver rapidement et précisément le tonnage requis par un travail à chaque fois, pensez à utiliser la formule suivante, qui résout le tonnage par pouce lors du formage à l'air d'acier laminé à froid AISI 1035 résistant à la traction de 60 000 PSI sur une largeur de matrice donnée :

Tonnage par pouce = {[(575 × épaisseur du matériau2) / largeur de la matrice] / 12}.

Commencez par consulter un tableau de tonnage standard qui met en relation l'épaisseur de la pièce et la largeur de l'ouverture de la matrice. L'intersection des deux vous donne le tonnage approximatif par pied requis pour le travail, basé sur de l'acier laminé à froid résistant à la traction de 60 000 PSI.

Les tableaux de tonnage peuvent toutefois être inexacts. Pour trouver rapidement et précisément le tonnage requis par un travail à chaque fois, pensez à utiliser la formule suivante, qui résout le tonnage par pouce lors du formage à l'air d'acier laminé à froid AISI 1035 résistant à la traction de 60 000 PSI sur une largeur de matrice donnée :

Tonnage par pouce = {[(575 × épaisseur du matériau2) / largeur de la matrice] / 12}.

Multipliez cette valeur par la longueur de courbure et vous obtiendrez le tonnage total requis pour l'application.

Cependant, dans tout atelier, les types de matériaux varient et chacun a sa propre résistance à la traction. La résistance à la traction est définie comme la capacité d'un matériau à supporter un poids sans se casser ou se déchirer sous une charge douce, et non sous un impact soudain.

Pour intégrer différents matériaux dans le calcul du tonnage, vous devez inclure un facteur de matériau dans la formule de tonnage. Voici quelques facteurs de matériau courants :

Acier laminé à froid AISI 1035 = 1
Acier inoxydable 304 = 1,4 à 6
Aluminium 6061 T6 = 1,28
Aluminium 5052 H32 = 0,50
Nous utilisons l'acier AISI 1035 à résistance à la traction de 60 000 PSI (le type d'acier laminé à froid le plus couramment utilisé) comme référence et lui attribuons donc une valeur de 1. Pour obtenir un facteur pour un matériau spécifique, vous pouvez effectuer une simple comparaison des résistances à la traction en utilisant une résistance à la traction de 60 000 PSI comme référence. Par exemple, si vous travaillez avec un matériau dont la résistance à la traction maximale spécifiée est de 120 000 PSI, divisez ce chiffre par 60 000 pour obtenir 2, qui devient votre facteur de matériau dans la formule de tonnage.

Compte tenu de tout cela, voici le calcul de tonnage que vous pouvez utiliser pour déterminer la quantité de tonnage dont vous avez besoin pour un travail :

Tonnage par pouce = {[(575 × épaisseur du matériau au carré) / largeur de la matrice] / 12} × facteur de matériau

Tonnage total nécessaire pour le travail = Tonnes par pouce × Longueur du coude en pouces

Ces formules s'appliquent au formage à l'air. Si vous effectuez le formage par le bas ou le frappe, vous devez en tenir compte. Les calculs de tonnage pour le formage par le bas et le frappe sont au mieux des approximations grossières, car ils peuvent varier en fonction de l'opérateur de la machine. Mais ces méthodes de pliage augmentent considérablement le tonnage requis. Si vous effectuez le formage par le bas, vous devez multiplier votre tonnage calculé par pouce par au moins un facteur de 5 ; si vous effectuez le frappe, le facteur peut être de 10 ou même plus.

Notez également que le tonnage maximal ne se produit pas d'un seul coup ; il se développe le long d'une courbe raide. En observant de près, vous remarquerez que 80 % du tonnage total est développé dans les 20 premiers degrés de pliage, donc même un petit angle de pliage peut produire d'énormes pressions sur l'outillage et l'équipement.

Il faut également tenir compte d'autres facteurs que le tonnage nécessaire pour plier la tôle. La taille de la pièce à usiner peut également avoir une incidence sur les exigences en matière de tonnage. Lorsque vous travaillez avec une petite pièce, cette force est extrêmement faible. Mais pour des pièces plus grandes, la force peut être importante. Le fait de soutenir le matériau, que ce soit avec beaucoup de main-d'œuvre, des élévateurs de matériau sur le frein lui-même ou une grue, peut aider à atténuer cet effet.

Que vous utilisiez un tableau de tonnage ou que vous calculiez manuellement les exigences de tonnage, vous devez savoir comment appliquer les informations. Les exigences de tonnage du travail ne doivent pas dépasser la capacité de tonnage de la presse plieuse ou de l'outillage.

Capacité de tonnage de la presse plieuse

Avant de continuer, nous devons définir certains termes, le premier étant la déflexion. La déflexion est la déformation temporaire du vérin et du banc de la presse plieuse qui se produit naturellement sous une charge. Lorsque la pression est supprimée, la déflexion est également présente sous charge, et le vérin et le banc reviennent à leurs positions d'origine. En d'autres termes, la déflexion est normale et prévisible.

Le deuxième terme est le renversement, qui se produit lorsque vous dépassez la déflexion maximale du vérin de la presse plieuse. Lorsque cela se produit, le vérin et le banc restent en permanence fléchis (pliés) ; une fois renversés, le vérin de la presse plieuse et le banc deviennent difficiles et coûteux à réparer.

La plupart des presses plieuses sont conçues pour un chargement en ligne centrale, c'est-à-dire qu'elles sont conçues pour fonctionner au centre du banc de la presse. La puissance du vérin provient des cylindres situés de chaque côté du banc, tandis que la force de pliage est au centre.

La déflexion n'est pas toujours présente. Sur les machines qui permettent un chargement excentré, vous pouvez travailler directement sous un vérin hydraulique et n'avoir aucune déflexion présente, mais vous ne disposez que de la moitié du tonnage de la presse plieuse. Votre limite est alors soit la limite de charge de l'outil, soit la dureté du vérin et sa capacité à résister au tonnage.

Poinçon droit standard

Le dépassement du tonnage autorisé pour la presse plieuse entraînera un renversement du vérin. La limite de charge est spécifique à la machine. Seul le fournisseur de la machine peut vous indiquer la limite de charge de la ligne centrale de votre presse plieuse ; elle peut être de 30 tonnes par pied ou de 55 tonnes par pied. Vous devez rechercher ces informations auprès du fabricant de la presse plieuse.

En règle générale, vous ne devez jamais appliquer la pleine charge de la machine sur une longueur de pliage inférieure à 60 % de la distance entre les cadres latéraux. Si vous avez, par exemple, un lit de 10 pieds de long entre les cadres latéraux, une charge complète peut être appliquée uniformément sur des longueurs de formage de seulement 6 pieds ou plus. Cette règle doit également être appliquée à la plupart des systèmes de bombage. Si vous utilisez la pleine charge sur moins de 60 % de la longueur du lit, votre frein subira un certain degré de perturbation au niveau du lit et du vérin.

Supposons que vous ayez une presse plieuse de 250 tonnes avec 14 pieds entre les cadres latéraux. Cela signifie qu'à pleine charge, vous avez une zone de travail minimale de 60 % de la longueur du banc (0,60 × 14), soit 8,4 pieds. Vous divisez ensuite 250 tonnes par 8,4 pieds, ce qui vous donne 29,76. Après avoir arrondi, le tonnage maximal par pied sous charge devient 30 tonnes américaines par pied. (Lorsque vous faites vos calculs, assurez-vous que les unités sont cohérentes ; 1 tonne américaine équivaut à 1,102 tonne métrique.)

Considérations relatives au montage des poinçons

Il existe trois styles de poinçons et trois montages de poinçons différents : le poinçon américain raboté avec deux épaulements ; le poinçon européen rectifié avec précision avec un seul épaulement ; et le nouveau standard, qui se monte directement sur le vérin, et la pression s'écoule directement à travers la tête de l'outil et, dans certains cas, à travers les épaulements de la matrice.

Faites particulièrement attention à la façon dont la pression circule dans l'outil lors du montage du poinçon dans la presse plieuse. L'outillage américain standard est réversible en ce qui concerne le flux de pression, mais l'inversion du poinçon peut faire perdre son centre, ce qui peut entraîner des problèmes de formage. (Il perd également la relation entre la butée arrière et la ligne de pliage, mais c'est un tout autre sujet.)

Les outils de type européen sont réversibles en ce qui concerne les centres, mais ils peuvent être installés de manière incorrecte. La pression passe au-delà du vérin et sur les boulons de montage. Cela crée une situation dangereuse.

Capacité de tonnage de l'outillage

La plupart du temps, les fabricants publient une liste des outils qu'ils produisent en indiquant le numéro de référence et le tonnage autorisé par pied que chaque outil peut supporter. En divisant cette valeur de tonnage par 12, vous obtenez le tonnage maximal autorisé par pouce pour cet outil. Multipliez cette valeur par le nombre total de pouces de longueur de pliage et vous obtenez le tonnage maximal autorisé sur cette longueur de pliage. Assurez-vous que cette valeur dépasse la valeur de tonnage requise pour le travail à accomplir.

Au fil des ans, j'ai écrit de nombreux articles sur la manière de développer les exigences de tonnage pour une situation particulière, et je fais toujours suivre l'explication de la déclaration « Ne dépassez jamais le tonnage maximal autorisé spécifié par le fabricant », pour qu'on me demande plus tard : « Mon outillage n'est pas classé, alors comment puis-je savoir si j'utilise trop de tonnage ? »

Il est vrai que certains outils de presse plieuse ne sont pas conçus pour supporter un tonnage, ce qui est courant avec les outils rabotés américains. La quantité exacte de tonnage par pied qu'un outil donné peut supporter dépend du matériau de l'outil, du traitement de surface et de la géométrie. Même pour les ingénieurs les plus expérimentés, cela peut être une décision difficile.

Si un poinçon droit d'au moins 2 pouces de large n'a pas de capacité de charge nominale, la limite de charge de l'outil peut être la limite de charge de la ligne centrale d'une presse plieuse classique avec une limite de 30 tonnes par pied. En effet, lorsque vous utilisez un poinçon droit standard dans lequel le corps de l'outil mesure au moins 2 pouces de large, on peut dire sans risque qu'il peut supporter un tonnage bien supérieur à 30 tonnes par pied. (Bien entendu, cela peut ne pas s'appliquer lors de l'utilisation d'une presse plieuse avec des limites de charge plus élevées.)

Un poinçon à col de cygne à gorge profonde, conçu pour les grandes brides de retour, résiste à un tonnage par pied nettement inférieur à celui d'un poinçon droit standard de 2 pouces d'épaisseur. Plus la profondeur de la gorge du poinçon à col de cygne est grande, moins sa capacité de tonnage est importante (voir
Par exemple, une profondeur de gorge de 70 pour cent (20 pour cent au-delà du centre) produit une baisse de 30 pour cent de la capacité de tonnage par rapport à celle d'un outil droit, en fonction de la conception spécifique de l'outil.

Pourquoi les données de tonnage sont-elles essentielles ?

Idéalement, vous devriez vous référer aux informations sur la capacité de tonnage du fabricant d'outils et du fournisseur de presses plieuses. Disposer de ces données et les exploiter pleinement vous aide à éviter une situation de surtonnage potentiellement dangereuse.

Pousser une machine au-delà de ses limites provoque des ravages sur tous les fronts. presse plieuse Les outils de presse plieuse modernes peuvent être endommagés au-delà de toute réparation. Les outils de presse plieuse modernes atteignant 75 HRC peuvent exploser sous une pression extrême. Pire encore, cela met le technicien de presse plieuse en grave danger.