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Cisaillement des métaux dans le formage : principaux types, machines et conseils de conception

cisaillement dans les types de machines de formage des métaux et meilleures pratiques de conception

Le cisaillage est une méthode fondamentale de découpe des métaux utilisée dans l'usinage de la tôle. Il permet aux fabricants de découper des matériaux sans copeaux, brûlures ni fusion. Dans ce guide, nous explorerons différentes techniques. opérations de cisaillement, le machines et outils impliqué, et directives de conception pratiques pour vous aider à réaliser des coupes nettes et efficaces dans la fabrication industrielle.

1.0Qu'est-ce que le cisaillement en métallurgie ? Définition et procédé

Tonte Il s'agit d'un procédé de découpe mécanique qui sépare la matière selon une trajectoire droite ou courbe à l'aide d'un poinçon et d'une matrice. Contrairement au sciage ou au découpage au chalumeau, il ne produit pas de copeaux et n'implique pas de chaleur.

Les opérations de cisaillement sont souvent effectuées sur tôles ou stock de bobines, en utilisant des machines telles que :

Ces outils sont idéaux pour couper l'acier, l'aluminium et d'autres matériaux en ligne droite ou dans le traitement des bobines.

Opérations de cisaillement courantes : découpage, perçage, rognage et plus encore

Il existe plusieurs types d’opérations de cisaillement en fonction de la géométrie du matériau et du produit visé :

  • masquage– Produit une pièce en la découpant dans la feuille.
  • Perçant– Perfore un trou dans la feuille ; le morceau est jeté.
  • Entaille– Coupe des sections le long du bord de la feuille.
  • Garniture– Élimine l’excès de métal après formage.
  • Refendage– Coupes longitudinales sur bobines pour produire des bandes étroites.

2.0Comment fonctionne le cisaillement : mécanismes du processus

Le processus de cisaillement démarre fracture au point le plus faible du matériau et progresse jusqu'à la séparation complète.

Pour garantir des bords cisaillés propres :

  • Maintenir alignement précis des outils
  • Contrôle jeu poinçon-matrice
  • Utilisez des produits de haute qualité géométrie de l'outillage

Correctement exécuté, cela minimise les bavures et réduit le besoin de finition secondaire.

découpage simple avec un poinçon et une matrice
Découpage simple avec un poinçon et une matrice
méthode d'obtention d'un bord lisse en cisaillement en utilisant une plaque de pression profilée pour mettre le métal en compression localisée et un poinçon et un poinçon opposé descendant à l'unisson
Méthode d'obtention d'un bord lisse en cisaillement en utilisant une plaque de pression profilée pour mettre le métal en compression localisée et un poinçon et un poinçon opposé descendant à l'unisson

3.0Méthodes et équipements de tonte de base

Cisaillement rectiligne (cisaillement simple)

Coupe le métal le long d'une ligne droite en utilisant :

Cisailles à guillotine hydrauliques

Cisailles mécaniques

Refendage

Ce procédé coupe les bobines en bandes plus étroites sur toute leur longueur en utilisant :

  • Machines de ligne de refendage
  • Machines de découpe rotatives

Courant dans les lignes de traitement de bobines avant l'emboutissage ou le profilage.

méthode de cisaillement en douceur d'une tige en la mettant en compression pendant le cisaillement
Méthode de cisaillement en douceur d'une tige en la mettant en compression pendant le cisaillement
cisaille hydraulique
Cisaille hydraulique

4.0Découpage et perçage : principales différences dans le poinçonnage des métaux

Les deux utilisent un système de poinçonnage et de matrice. La principale différence réside dans la pièce à usiner :

  • masquage:La partie découpée est utilisée.
  • Perçant:Le trou est utilisé et la limace perforée est un rebut.
schéma montrant la différence entre le perçage et le découpage
Schéma montrant la différence entre le perçage et le découpage

5.0Techniques de tonte avancées : incision, entaille, grignotage et plus encore

Certaines méthodes de tonte spécialisées comprennent :

Processus Description
Lancer Coupe partielle sans enlèvement de matière
Perforateur Perforer de nombreux petits trous
Entaille Enlèvement de matière sur les bords ou les coins
Grignotage Création de contours complexes avec des poinçons superposés
Rasage Lissage des bords coupés après découpage
Couper Séparer les pièces d'une bande
Boire Utilisé pour les matériaux souples comme le caoutchouc ou le tissu
le processus de consommation
Le processus de consommation

6.0Systèmes d'outillage de poinçonnage et de matrice pour les opérations de cisaillement

Un ensemble de matrices de poinçonnage typique comprend :

  • Punch
  • Mourir
  • Plaque de décapage

Ceux-ci sont montés sur des machines telles que :

les composants de base des matrices de perçage et de découpage
Les composants de base des matrices de perçage et de découpage
le découpage avec un poinçon carré à gauche et un poinçon de cisaillement angulaire à droite montre une différence dans la force de pointe et la longueur de course, les deux méthodes nécessitent la même énergie totale
Le découpage avec un poinçon carré (à gauche) et un poinçon à cisaillement angulaire (à droite) montre une différence de force maximale et de longueur de course. Les deux méthodes nécessitent la même énergie totale.

7.0Systèmes d'outils automatisés : outils progressifs, de transfert et composés

Pour une productivité accrue, les presses avancées utilisent :

matrices progressives

Plusieurs stations

Chaque coup déplace la pièce vers l'opération suivante

matrices de transfert

Les pièces individuelles sont déplacées entre les stations par un mécanisme de transfert

matrices composées

Réaliser plusieurs opérations (découpage + perçage) en un seul passage

matrice de perçage et de découpage progressif pour la fabrication d'une rondelle carrée notez que les poinçons sont de longueur différente
Matrice de perçage et de découpage progressif pour la fabrication d'une rondelle carrée. Notez que les poinçons sont de longueurs différentes.

8.0Règles de conception de cisaillement pour les presses CNC et hydrauliques

Lors de la conception d'un cisaillement efficace, suivez ces principes :

  • Diamètre du trou ≥ épaisseur du matériau
  • Distance minimale du bord ≥ épaisseur du matériau
  • Largeur de la fente ou de la bande ≥ épaisseur du matériau
  • Utiliser des tolérances généreuses
  • Disposer les pièces pour réduire les rebuts

Ces règles s'appliquent que vous utilisiez Presses à tourelle CNCMachines de découpage fin, ou Presses hydrauliques.

méthode de fabrication d'une rondelle simple dans une matrice de perçage et de découpage composée la pièce est découpée a puis percée b dans la même course le poinçon de découpage contient la matrice pour le perçage
Méthode de fabrication d'une rondelle simple dans un outil de perçage et de découpage combiné. La pièce est découpée (a) puis percée (b) dans la même course. Le poinçon de découpage contient l'outil de perçage.

9.0Questions fréquemment posées

Q1 : Quel est le but principal du cisaillement dans le formage des métaux ?
UN: Pour couper la tôle proprement sans produire de copeaux ni de chaleur, ce qui la rend idéale pour la fabrication à grande vitesse et à faible gaspillage.

Q2 : Quelles machines sont utilisées dans les opérations de cisaillement ?
UN: Cisailles à guillotine hydrauliques, cisailles mécaniques, découpeuses rotatives, presses poinçonneuses CNC et presses à matrices progressives.

Q3 : Quelle est la différence entre le découpage et le perçage ?
UN: Le découpage crée une pièce utilisable à partir de la découpe, tandis que le perçage laisse la feuille principale intacte et élimine une limace comme ferraille.

Q4 : Comment puis-je réduire les bavures lors du processus de cisaillement ?
UN: Assurez-vous d'un espacement correct entre les poinçons et les matrices, maintenez le tranchant de l'outillage et utilisez des matériaux appropriés.

10.0Conclusion : Choisir la bonne machine et la bonne stratégie de conception

Le cisaillage demeure un procédé rentable et polyvalent dans la fabrication des métaux. Comprendre la mécanique, l'outillage et les principes de conception, et choisir le bon équipement, tel que Cisailles à guillotine hydrauliquesPoinçonneuse CNC Presses, ou Machines à matrices progressives—vous pouvez obtenir des coupes nettes, réduire les rebuts et augmenter la productivité globale.

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