Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certaines pièces métalliques se déchirent lors de l'emboutissage ? Il s'agit d'un problème courant qui peut ruiner les cycles de production. Cet article explore les causes de la déchirure des pièces embouties et les solutions pratiques pour y remédier. Vous apprendrez les facteurs clés qui affectent les ratios d'emboutissage, les techniques de lubrification et les méthodes de réparation pour les différents types de déchirures. Que vous soyez novice en matière de formage des métaux ou un professionnel chevronné, vous trouverez dans cet article des conseils précieux pour améliorer vos processus d'emboutissage.
Dessin en profondeur : Pressage de tôles dans des pièces creuses (l'épaisseur de la paroi reste pratiquement inchangée)
Processus d'emboutissage : La matière est transférée de la surface plane (bride) à la paroi latérale cylindrique (en forme de boîte), ce qui entraîne des changements significatifs dans les dimensions extérieures de la surface plane.
Rapport de tirage : Le rapport "m" entre le diamètre de l'emboutissage et le diamètre de l'ébauche (degré de déformation de l'ébauche à la pièce).
1) Propriétés mécaniques des matériaux (limite d'élasticité-déformation élastique ; résistance à la traction-déformation plastique ; coefficient d'allongement ; taux de rétrécissement de la section transversale)
2) L'épaisseur relative du matériau (T/D<1, D est le diamètre de l'ébauche)
3) Nombre de tirages : En raison de l'écrouissage, à l'exception des processus de recuit intermédiaire, la valeur m augmente généralement avec chaque tirage (m1
4) Méthode d'emboutissage : La présence ou l'absence d'un support d'ébauche affecte la valeur de m ; avec un support d'ébauche, m peut être plus petit ; lorsque le rayon du poinçon R est trop petit, il est plus facile de produire des fractures dangereuses de la section transversale.
5) Rayon des coins du poinçon et de la matrice : Un rayon de matrice R plus grand peut réduire la friction de formage, mais s'il est trop grand, il réduira la zone de maintien de l'ébauche et provoquera des plis.
6) État de surface des surfaces de travail de l'emboutissage, conditions de lubrification, jeu et vitesse d'emboutissage : si la vitesse d'emboutissage est trop rapide, le matériau de la bride ne peut pas être transformé à temps en paroi latérale, ce qui provoque facilement des fractures.
La valeur m pour les pièces cylindriques sans brides, que l'on utilise ou non un porte-flanc.
1) Où dbride/d1 : Le diamètre relatif de la bride doit inclure une marge de rognage.
2) h1/d1 = hauteur relative (bride étroite : dbride/d=1.1~1.4)
3) r/d1 = rayon d'angle relatif (bride large : dbride/d>1.4)
4) t/D = épaisseur relative
Pour les pièces cylindriques à large bride, il est généralement nécessaire d'étirer jusqu'au diamètre de bride souhaité lors du premier étirage. À ce moment-là, il convient d'utiliser autant que possible un m1 plus petit, c'est-à-dire d'utiliser la totalité de la capacité de déformation. Lors des emboutissages suivants, le diamètre de la bride reste inchangé (principe d'invariance de la bride).
1) Pour les matériaux minces dont la profondeur d'emboutissage est supérieure au diamètre : Utiliser la méthode de réduction du diamètre cylindrique pour augmenter la hauteur, le rayon de l'angle peut être progressivement réduit.
2) Pour les matériaux plus épais avec une profondeur d'emboutissage similaire au diamètre : Peut maintenir la hauteur tout en réduisant progressivement le diamètre cylindrique et le rayon d'angle.
3) Lorsque la bride est très large et que le rayon de l'angle est très petit : il convient de procéder à plusieurs étapes de formage.
4) Lorsque la bride est trop grande : Si nécessaire, utiliser la méthode de formage par expansion. Pour respecter le principe de "l'invariance de la bride", la bride formée lors du premier étirage ne doit pas participer aux déformations ultérieures de l'étirage. Pour l'emboutissage de brides larges, le matériau entrant dans la matrice lors du premier emboutissage (c'est-à-dire le matériau formant la paroi et le fond) doit être supérieur de 3~10% à ce qui est réellement nécessaire pour l'emboutissage final.
Remarque : calculez le nombre de tirages en fonction de la surface ; choisissez la limite supérieure pour des tirages multiples et la limite inférieure pour des tirages moins nombreux. Cet excès de matière retournera progressivement dans la bride lors des tirages suivants, provoquant l'épaississement de la bride mais évitant la déchirure au sommet. Les zones d'amincissement local peuvent être corrigées par le formage. Il est donc très important de contrôler rigoureusement la hauteur d'étirage à chaque étape.
La partie angulaire est équivalente à un emboutissage cylindrique, tandis que la partie de la paroi droite est équivalente à une déformation par flexion.
Pendant le processus d'étirage, il y a un frottement entre le matériau et la matrice, avec 5 types de forces de frottement :
A. Les forces de frottement F1, 2, 3 s'opposent à la direction de déformation de l'emboutissage, ce qui non seulement augmente le rapport et la force d'emboutissage, mais provoque également une usure et des rayures sur la surface de la matrice et de la pièce, et est donc nuisible.
B. F4, 5 suivent la direction de formation de l'emboutissage et ont pour effet d'empêcher l'amincissement du matériau au niveau de la section dangereuse, ce qui est donc bénéfique. Sur la base de cette analyse, lors des opérations d'emboutissage, le côté de la matrice doit être lubrifié alors que le côté du poinçon ne doit pas l'être. Dans la production réelle, les surfaces de la matrice et du porte-objet sont parfois polies autant que possible, tandis que la surface du poinçon est intentionnellement rendue rugueuse pour l'emboutissage
C. La lubrification unilatérale ne convient qu'à l'emboutissage de certaines pièces cylindriques et ne convient pas aux diverses formations d'emboutissage dans l'ensemble du processus d'emboutissage (telles que les pièces cylindriques peu profondes, les pièces en forme de boîte et les pièces incurvées principalement formées par expansion).
Lubrification double face pour l'emboutissage de pièces en forme de boîte
Du point de vue de la déformation, la déformation par emboutissage des pièces cylindriques est uniforme, ce qui nécessite une déformation régulière dans la zone de déformation et une minimisation de la déformation plastique dans la zone de transmission de la force afin d'améliorer les limites de formage. À l'heure actuelle, seule la lubrification unilatérale peut répondre à ces exigences
Cependant, dans l'emboutissage de pièces en forme de boîte, en raison des caractéristiques de déformation non uniformes dans la zone de déformation, l'utilisation de conditions de lubrification double face peut exploiter le potentiel de déformation de la zone de transmission de la force pour compenser la non-uniformité de ces deux zones de déformation. Cela permet à la fois d'améliorer la capacité de charge de la zone de transmission de la force et de favoriser une déformation plastique régulière de l'ensemble de la zone de déformation, ce qui permet d'améliorer dans une certaine mesure la limite de formage des pièces en forme de boîte.
1) Types de larmes :
2) Méthodes de réparation
1 : "A, B" Analyse des causes de déchirure du cou et du sommet :
1) Hauteur insuffisante lors du tirage précédent (trop peu de matière aspirée)
2) Le rayon de l'angle de la matrice est trop petit ou la transition entre l'angle R et la surface droite n'est pas lisse. Contre-mesures :
1) Augmenter de manière appropriée la hauteur du dessin précédent
2) Polir le rayon de l'angle de la matrice et augmenter de manière appropriée l'angle R
2 : "C" Analyse de la cause de la déchirure du coin supérieur :
1) Hauteur insuffisante du poinçon lors du tirage précédent
2) Le coin R du poinçon est trop petit (par rapport au dessin précédent), le matériau du coin ne peut pas résister à un degré trop élevé de transformation instantanée.
3) La dimension A du poinçon du tirage précédent est plus petite que celle du tirage actuel. Contre-mesures :
1) Augmenter de manière appropriée la hauteur du poinçon du tirage précédent
2) Augmenter de manière appropriée le coin R du poinçon et modifier la dimension A (s'assurer qu'elle est supérieure ou égale au dessin précédent).
3 : "D" Analyse des causes de déchirure du bord :
1) Trou de traitement trop proche de la paroi dessinée
2) Le coin R du poinçon est trop grand ou trop lisse (la réduction de la friction entraîne un écoulement excessif de la matière au fond).
3) Insuffisance de la force de maintien de l'ébauche au fond. Contre-mesures :
1) Déplacement de l'orifice de traitement
2) Réduire l'angle R du poinçon et le rendre légèrement rugueux.
3) Augmenter la force du ressort de l'insert flottant dans la matrice
4 : Deuxième tirage au sort
Cause : La transition entre le premier et le deuxième tirage est trop importante et le matériau ne peut pas résister à la pression instantanée lors de la conversion, ce qui entraîne une rupture.
Contre-mesure : Poncer une pente au sommet du premier poinçon de tirage (comme indiqué sur la figure).
5 : Analyse des causes de la méthode de réparation des plis de l'emboutissage :
1) Force de maintien de la bride insuffisante
2) Surface de maintien de la bride insuffisante
3) Accumulation de matériaux causée par des déchirures lors de l'étirage. Contre-mesures :
1) Augmenter la force des ressorts de la plaque de décollement (ressorts rouges recommandés)
2) Augmenter la précompression de la plaque de stripage (1 T+0,02~0,04mm)
3) Réparer d'abord la déchirure
1) Lors de la réparation des déchirures, il faut d'abord vérifier l'ampleur de la déformation de la bride lors du premier tirage, afin de maximiser la conversion du matériau de la bride en matériau de la paroi latérale.
2) Déterminer la hauteur du dessin pour chaque tirage. Lors de la confirmation de la hauteur de dessin pour chaque tirage, utilisez la hauteur du poinçon comme norme (et gardez une trace). *Utilisez la hauteur du dernier poinçon comme référence (si la hauteur actuelle du produit est correcte) ; l'avant-dernier poinçon doit être 0,10~0,20 mm plus haut que le dernier poinçon ; les poinçons précédents doivent diminuer progressivement.
3) Vérifier l'état de surface de la surface de travail de l'outil.
4) Lors de la réparation des déchirures, il convient d'examiner et d'analyser les causes de manière approfondie. Il ne faut pas "traiter les symptômes sans s'attaquer à la cause première".
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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