Une introduction aux cisailles et au cisaillement

Le cisaillage est l'un des plus anciens processus de travail des métaux disponibles et est généralement le premier processus et la première machine utilisés lors de la fabrication de pièces fabriquées. Toutes les cisailles sont évaluées en fonction de leur capacité à couper l'acier et doivent être sélectionnées en fonction de la capacité requise par rapport à l'acier. Si votre application est en acier inoxydable, vous devez sélectionner une cisaille conçue pour environ 1,5 à 2 fois l'épaisseur du matériau que vous utilisez. Si vous cisaillez de l'aluminium, une cisaille dimensionnée pour la moitié de l'épaisseur du matériau avec lequel vous travaillez est probablement suffisante. Bien qu'il existe également de petites cisailles à commande manuelle ou au pied (principalement utilisées dans les industries du CVC et de la toiture), cette introduction se concentrera principalement sur les cisailles électriques de calibre 14 (0,075" x 10') et plus lourdes, qui se trouvent dans la plupart des ateliers de fabrication en Amérique du Nord.

Description du processus :

Le cisaillage d'une tôle ou d'une plaque d'acier ressemble beaucoup à l'utilisation de ciseaux pour couper du papier ou du carton. Les lames se rejoignent à une distance ou un décalage minimum que nous décrivons comme un "espace entre les lames" afin de fracturer le matériau dans les tailles d'ébauche souhaitées pour un traitement ultérieur. La lame inférieure est fixée dans le "lit" de la cisaille tandis que la lame supérieure se déplace soit dans un mouvement "guillotine" de haut en bas, soit dans un mouvement oscillant "rotatif". Plus le matériau est épais ou dur, plus les lames doivent être écartées ou les angles des lames doivent être augmentés (angle de coupe) afin de réduire la quantité de tonnage nécessaire pour cisailler (ou fracturer) le matériau jusqu'à la cote donnée de la machine.

Une cisaille de qualité peut économiser de nombreuses heures sur d'autres processus tels que le pliage, le soudage et l'assemblage. Il est donc important que vous vous assuriez que vous êtes capable de faire des coupes nettes et de qualité, carrées précise et peut être répétée rapidement. Certains des facteurs clés dans le choix d'une cisaille sont décrits ci-dessous et lors du choix de votre cisaille, qu'elle soit neuve ou d'occasion, ces facteurs doivent être pris en compte dans votre prise de décision.

Composants d'une cisaille :

Toutes les cisailles sont composées des mêmes composants de base et sont les suivantes :

1. Cadre principal : Le châssis principal de la machine est ce qui supporte tous les autres composants, lit et système d'entraînement. Une cisaille de qualité a un cadre solide et lourd pour la taille et la cote du matériau. Certaines cisailles légères sont connues pour être susceptibles d'avoir des châssis latéraux fracturés, des lits fissurés ou des vérins déformés en raison d'une mauvaise conception ou d'abus.

2. Lit : Le lit est ce sur quoi votre opérateur travaillera lorsqu'il introduit le matériau dans les lames de cisaillement. Le lit est le support non seulement du matériau mais aussi de la lame de cisaillement inférieure. Un lit de cisaillement de qualité doit être lourd et solide avec des commodités pour la manipulation des matériaux comme des découpes pour que l'opérateur glisse ses mains sous la feuille de matériau pour le levage et des transferts à billes pour "rouler" le matériau cisaillé plus facilement en place.

3. Bras d'équerrage : Un bras d'équerrage est crucial pour s'assurer que le matériau à couper est à 90 degrés d'équerre. Afin d'obtenir une bonne équerrage, un bras d'équerrage est utilisé qui a été configuré et ajusté pour s'assurer qu'il est parfaitement d'équerre avec les lames de cisaillement. Ce bras d'équerrage peut également avoir une échelle de mesure qui peut aider à mesurer des pièces cisaillées très courtes à partir de l'avant de la machine au lieu d'utiliser la barre de jauge comme butée derrière les lames de cisaillement. En règle générale, le bras d'équerrage est égal à la longueur des lames de cisaillement, mais peut être de n'importe quelle longueur adaptée à l'application pour laquelle vous le sélectionnez.

4. Hold Downs : Les "maintiens" sont des pinces (ou une pince de type barre unique) qui sont situées à côté des lames de cisaillement et maintiennent fermement le matériau à cisailler pour l'empêcher de bouger pendant le processus de cisaillement et surtout pour le basculement qui introduirait le matériau comme un coin entre les lames supérieure et inférieure forçant l'espace à s'ouvrir plus largement. En règle générale, plus la force et le nombre de maintiens sont importants, plus le cisaillement est meilleur et de meilleure qualité.

5. Lames : Les lames de coupe (ou de cisaillement) sont généralement en acier à outils et sont trempées pour résister à l'usure et rectifiées pour la netteté. Ils sont montés sur le vérin mobile supérieur et le lit fixe inférieur et ne sont généralement espacés que de quelques millièmes de pouce. Les lames peuvent être "retournées" lorsqu'elles sont portées d'une utilisation progressive à un autre côté, réaffûtées ou remplacées. Les cisailles ont généralement des lames qui ont 2 côtés tranchants ou 4 côtés à utiliser selon la conception de la machine.

6. Gaging (système de mesure) : Bien qu'il ne soit pas spécifique à chaque cisaille, le jaugeage (ou un système d'arrêt/de mesure de longueur de pièce) se trouve sur environ 95 % des cisailles actuellement sur le marché. Un bon calibrage est crucial non seulement pour maintenir la bonne longueur cisaillée, mais aussi pour permettre à l'opérateur de « calibrer » rapidement le prochain flan cisaillé et de répéter le processus très rapidement. Habituellement, ces "jauges" (ou butées) se trouvent à l'arrière de la cisaille et sont généralement des barres de jauge à vis contrôlées par ordinateur pour heurter le matériau. Ces jauges peuvent être positionnées manuellement ou électroniquement (programmées) pour fournir plusieurs longueurs cisaillées ainsi qu'une utilisation répétée de la même longueur. Un système de mesure de qualité sera suffisamment solide pour supporter un poids de matériau équivalent à la pleine capacité de la cisaille pendant de nombreuses années à venir.

7. Contrôle : Une commande de cisaillement peut être aussi simple qu'un volant positionnant manuellement la jauge arrière en conjonction avec une pédale de pied/d'embrayage, ou peut être aussi étendue qu'un système de jaugeage programmable permettant un positionnement programmable précis du système de jauge tout en gardant un nombre de cycles précis . Alors que la plupart des contrôleurs de jauge de cisaillement sont utilisés comme un simple positionneur "Go Here", beaucoup sont capables de bien plus, y compris des "kits" de cisaillement de plusieurs pièces et longueurs, tous positionnés et comptés automatiquement.

8. Accessoires/Options : Une cisaille peut être personnalisée pour répondre à une variété de besoins en ajoutant des accessoires optionnels qui peuvent rendre le fonctionnement de la cisaille plus simple, plus rapide, plus précis et plus fiable. Les options de cisaillement courantes incluent :

• Empileur/Convoyeur

• Systèmes de refroidissement hydrauliques

• Jauge avant

• Bagages étendus

• Haute vitesse (hydraulique uniquement)

• Options de sécurité telles que barrières immatérielles, clôtures, etc.

• Transferts de ballon dans le lit

• Découpes de main

• Balance dans le lit

• Carrés d'onglet

• Usinage spécial lit ou taraudage pour accessoires

Types de cisailles

Guillotine

Une conception "Guilliotine" dans une cisaille fait référence à l'action de mouvement des lames supérieures. La lame est entraînée dans une direction rectiligne par un mécanisme et un système de guidage entraînant le vérin et la lame vers le bas et vers le haut. Habituellement, cette conception équivaut à une conception plus grande et plus lourde dans une cisaille et se trouve presque toujours sur des conceptions d'une capacité de 1/2" ou plus.

Poutre pivotante

Une cisaille à poutre pivotante utilise la puissance de l'effet de levier grâce à un vérin en porte-à-faux pour augmenter le tonnage et donc la capacité de cisaillement. En plaçant la lame supérieure sur un vérin mécanisé pivotant, la lame est ensuite forcée vers le bas par un actionnement mécanique ou hydraulique utilisant la puissance de levier. Cette conception équivaut généralement à une conception de machine plus courte en hauteur et également à des lames qui doivent être soulagées pour le dégagement permettant généralement seulement 2 arêtes de coupe par lame. Il existe également des versions modifiées de ce modèle qui comptent parmi les modèles les plus populaires vendus aujourd'hui.

Types de systèmes d'entraînement de cisaillement

Hydraulique

La pression hydraulique est appliquée à travers un ou plusieurs cylindres pour forcer le vérin et la lame supérieure de la machine vers le bas. Les machines hydrauliques peuvent avoir généralement un ou deux vérins hydrauliques pour fonctionner.

Mécanique

Un moteur fait tourner un grand volant d'inertie à grande vitesse, l'opérateur engage ensuite un embrayage qui peut être activé via un engagement pneumatique, hydraulique ou mécanique. Une fois l'embrayage engagé, le volant mobile est accouplé à un vilebrequin dans lequel le vérin de la machine est fixé. Le vilebrequin tourne ensuite en faisant monter et descendre le vérin et la lame de cisaillement.

Autres facteurs de conception de cisaillement à prendre en compte :

Angle de coupe :" L'angle de coupe" est l'angle de la lame de coupe supérieure lorsqu'elle est introduite au-delà de la lame de coupe inférieure. Cet angle d'introduction permet à seulement une petite partie du matériau d'être réellement engagée avec les lames à un moment donné, réduisant ainsi considérablement les forces. nécessaire pour cisailler de grandes longueurs. Idéalement, si la force nécessaire pour cisailler une pièce n'était pas prise en compte, une machine aurait un angle de coupe de 0 car elle fournirait théoriquement la pièce cisaillée la plus droite et le temps de cycle le plus rapide. Cependant, étant donné que les cisailles fonctionnent généralement avec 120-144" de longueur de matériau ou plus, la quantité de force requise serait massive et donc prohibitive. L'angle de "râteau" est donc nécessaire afin de minimiser la force réelle requise pour "fracasser ou couper" le matériau à cisailler.

Idéalement, une machine de qualité a un angle de coupe aussi minimum que possible, généralement 1/4" d'angle par pied, car un angle de coupe excessif peut provoquer une torsion (tuilage de la partie cisaillée) et/ou un arc (partie cisaillée roulant en arc).

Angle de coupe réglable : Certains fabricants de cisailles utilisent un mécanisme qui permet à la lame supérieure de faire varier l'angle de coupe afin de maximiser la capacité des cisailles. En augmentant l'angle de coupe, la quantité de matériau plus épais réellement engagée dans les lames reste dans la "fenêtre" de puissance des cisailles. Bien que ces fabricants annoncent cela comme un "avantage" de leur machine, la réalité est qu'ils proposent une machine beaucoup plus légère avec la capacité de cisailler des matériaux plus épais grâce à cet angle de coupe accru. Lorsque vous choisissez une cisaille à angle de coupe variable, assurez-vous de bien l'étudier pour déterminer quelle est sa capacité à son réglage de coupe le plus bas ou recommandé, car c'est vraiment ce que la cisaille a été conçue pour gérer et des épaisseurs plus importantes ne sont obtenues qu'en augmentant le angle de coupe et augmentant ainsi la torsion et l'arc auxquels vous pouvez vous attendre dans la partie cisaillée résultante.

Réglage de l'écartement des lames : Dans toute opération de cisaillement, plus le décalage entre les lames supérieure et inférieure est élevé, plus la force requise pour casser ou fracturer le matériau est faible. Lorsque l'écartement des lames devient excessif, des bavures (ou des déchirures) commencent à se produire sur les ébauches cisaillées. Si Blade Gap est réglé trop près, la force nécessaire pour casser le matériau peut dépasser la capacité de cisaillement. Parce que différents matériaux comme l'aluminium, l'acier et l'acier inoxydable ont des forces de fracturation différentes, ils nécessitent différents réglages d'écartement des lames pour vous assurer d'obtenir la meilleure qualité de pièce cisaillée pour le type de matériau et l'épaisseur avec lesquels vous travaillez. Toutes les cisailles ont la possibilité d'« écarter » les lames soit par calage manuel (très lent), soit par réglage du lit/lame inférieure (lent) ou par un mécanisme de réglage rapide de l'écartement des lames qui peut également être alimenté (le plus rapide). En fonction de la gamme de types de matériaux et de l'épaisseur avec laquelle vous travaillez, cela déterminera la nécessité d'une fonction de réglage rapide de l'écartement des lames sur votre cisaille.

Arguments courants lors de la sélection d'un cisaillement

Argument 1 :Mécanique ou Hydraulique – Quel est le meilleur ? Lors de la sélection d'une cisaille, de nombreuses personnes supposent que le fonctionnement hydraulique est une meilleure option car elles l'assimilent à une presse plieuse. Cependant le cisaillement est un processus complètement différent et l'actionnement mécanique peut en fait être préféré dans une cisaille en raison des facteurs suivants.

• Vitesse : Les cisailles mécaniques sont plus rapides en mode cycle complet

• Simplicité : Les cisailles mécaniques ont des mécanismes plus simples pour entretenir et réparer des temps de rattrapage plus longs et des temps d'arrêt plus courts

• Bruit : Les cisailles mécaniques sont plus silencieuses car elles n'ont pas le fonctionnement constant de l'hydraulique

• Chaleur : Sans hydraulique, les cisailles mécaniques fonctionnent beaucoup plus froides

• Vert : Pas d'huile hydraulique, pas de chaleur hydraulique (nécessitant un refroidissement), pas de perte d'huile hydraulique, pas de perte de filtre

Oùhydraulique cisailles ont un avantage est :

• Longueur de course variable : Les cisailles mécaniques doivent effectuer le cycle complet lors du cisaillement, tandis que les cisailles hydrauliques peuvent être réglées pour effectuer des courses courtes et rapides utiles lors du cisaillement de matériaux de seulement quelques pouces de largeur.

• Protection contre les surcharges : Protégé par une soupape d'évacuation, un cisaillement hydraulique peut empêcher la lame de se mettre en position "verrouillée" avec le matériau, car lorsque l'hydraulique atteint le PSI maximum pour le cisaillement, une soupape de sécurité s'ouvre et décharge l'hydraulique haute pression arrêtant la force vers le bas et permettant ainsi au bélier de reculer et à l'élimination de l'obstacle surdimensionné/dur/dur.

Argument 2 :Pit Vs. No Pit – Quel est le meilleur ?

Au fur et à mesure que les cisailles augmentent les capacités d'épaisseur du matériau (force / tonnage) ou s'étirent en largeur, elles peuvent nécessiter une «fosse», ou plus précisément décrite comme une fente dans le sol. La raison pour laquelle ce relief dans le sol est nécessaire est due aux propriétés mécaniques du cisaillement qui font fléchir à la fois le lit et le vérin sous le tonnage élevé requis. Alors que l'ajout de masse au vérin (partie supérieure de la cisaille) rend simplement la machine plus haute, l'ajout de masse au lit augmenterait la hauteur de travail de la machine au-delà d'un niveau confortable. Par conséquent, le moyen le plus simple et le meilleur de contrer ces forces est d'ajouter plus de masse au lit et de placer cette masse sous le sol. En ajoutant cette masse, les fabricants ont créé une machine plus solide et plus lourde qui peut fonctionner avec un faible angle de coupe pour des pièces de bonne qualité et qui ne fléchira pas sous la charge. Cette masse supplémentaire augmente en fait la rigidité, la qualité des pièces, la durée de vie et le coût de fabrication de la cisaille et se retrouve donc dans des cisailles plus lourdes et plus larges de meilleure qualité.

La meilleure méthode pour garder la machine et les pièces droites est de ne pas la laisser se plier en premier lieu et donc une fosse est en fait préférée sur des machines encastrées au sol dans des capacités plus élevées (3/8" et plus) ou des largeurs plus larges (14' et plus).

Résumé

Lors de la sélection de votre cisaille, ou de toute autre machine d'ailleurs, assurez-vous d'obtenir la meilleure machine pour votre application. Il est si facile de se retrouver piégé dans l'écueil commun du prix, de la disponibilité, de l'emplacement, du fret, etc. même 10 ans plus tard. N'oubliez pas que votre vendeur peut vous vendre littéralement n'importe quel "achat" et cela inclut la remise, l'emplacement ou la bonne machine, mais seulement si vous le demandez.

Chez Southern Fabricating Machinery Sales, Inc., notre personnel est expert en cisaillement, à la fois le processus et les problèmes courants. Appelez-nous dès aujourd'hui au 813-444-4555 pour vous aider à sélectionner la bonne cisaille pour votre application ET votre budget.