Pliage de tôle

Le pliage, parfois appelé bridage ou pressage, est l'une des techniques les plus importantes et les plus largement utilisées dans la fabrication de tôles de haute précision .

Le pliage de tôle permet aux fabricants de transformer une pièce de tôle droite en un composant angulaire, et cela peut être beaucoup plus rentable que de souder ou de fixer deux pièces séparées ensemble.

Le processus de pliage fonctionne généralement en utilisant des outils de pliage pour appliquer une force sur la tôle d'une manière qui provoque une déformation permanente. Cependant, il existe de nombreuses méthodes de pliage différentes et des pièces de machines de pliage qui peuvent être utilisées pour obtenir le meilleur résultat. Des calculs de flexion complexes garantissent que des tolérances serrées peuvent être respectées.

Cet article sert d'introduction au pliage de tôle, en examinant les bases du pliage, l'équipement de pliage typique, les types de pliage de tôle et des considérations techniques telles que les tolérances de pliage et le retour élastique.

Qu'est-ce que pliage de tôle  ?

Le pliage de tôle est une technique de travail des métaux utilisée pour transformer des pièces plates de tôle en formes de V, de U ou de canaux.

Il s'agit d'un processus de fabrication important et pratique, car le pliage d'une pièce de tôle plate dans une nouvelle forme est nettement moins cher que, par exemple, l'usinage d'une forme en V, en U ou en canal à partir d'une pièce solide, ou sa coulée dans une fonderie. De plus, le pliage produit une pièce plus solide que, par exemple, le soudage de deux tôles plates ensemble en forme de V.

De nombreux types de pliage de tôle impliquent l'utilisation d'une machine appelée plieuse, parfois appelée plieuse ou plieuse en tôle. La force peut être appliquée manuellement ou avec, par exemple, l'hydraulique. Une presse hydraulique peut exercer des forces importantes et peut donc plier des épaisseurs de tôle plus importantes.

Pliage de tôle équipement

La pièce la plus importante de l'équipement de pliage de tôle est le frein , qui se présente sous plusieurs formes distinctes :

• Un frein de corniche est une machine à cintrer simple - et le frein de tôle le plus largement utilisé dans la fabrication - qui serre une pièce de tôle sur une surface plane, puis, via le mouvement d'une feuille de cintrage mobile, utilise la force pour faire des plis droits ou des plis simples.
• Une presse plieuse est une machine à cintrer qui utilise un poinçon mobile et une matrice correspondante. Pendant l'opération de pliage, la tôle est placée sur la matrice et le poinçon est déplacé avec force dans le métal, le forçant dans l'ouverture de la matrice. Selon la forme de la matrice, une presse plieuse peut être utilisée pour réaliser des plis en V, des plis en U et d'autres formes.
• Un frein boîte et casserole (également connu sous le nom de frein à doigt) est un autre type de frein à tôle qui utilise une rangée de "doigts" métalliques pour créer plusieurs lignes de pliage. Comme son nom l'indique, le frein de boîte et de plateau est souvent utilisé pour fabriquer des boîtes de taille personnalisée.
• Un dossier barre est une petite cintreuse simple avec une seule poignée qui serre la tôle et la plie en un seul mouvement.

Types de pliage de tôle

Il existe différentes variétés de cintrage utilisées pour obtenir différents cintrages de différentes manières. Trois de ces méthodes de cintrage (cintrage à l'air, fond et frappe) utilisent une presse plieuse, tandis que les autres utilisent des machines assorties pour créer les cintrages souhaités.

Cintrage à l'air

Le pliage à l'air est une méthode de pliage de presse plieuse dans laquelle un poinçon force la tôle dans une matrice mais pas si loin qu'il touche les parois du dé.

Cette méthode n'est pas aussi précise que d'autres, mais elle est très flexible :elle peut être utilisée pour faire des coudes en V, en U et d'autres formes. Cela s'explique en partie par le fait que la géométrie de la matrice n'a pas besoin de correspondre exactement au pli de tôle souhaité, car aucun contact n'est établi entre les deux surfaces.

En bas

Le fond est une autre méthode de pliage de la presse plieuse. Pendant le processus de fond, le poinçon force la tôle entièrement dans la matrice, créant un pli qui correspond à la géométrie de l'intérieur de la matrice. Il faisait des virages en V.

Monnaie

La frappe est un type de pliage de presse plieuse plus coûteux dans lequel un poinçon est abaissé avec une force beaucoup plus grande au niveau de la tôle et dans la matrice, créant une déformation permanente avec très peu de retour élastique. (Cela signifie que le métal ne se déplie pas une fois le poinçon retiré.)

Pliage

Le pliage peut être réalisé sur des machines comme une plieuse à corniche ou une plieuse à barres. La tôle est serrée en place avant qu'une poutre de serrage ne se lève pour plier le métal autour d'un profilé. Le pliage permet d'obtenir une courbure en forme de V et permet des angles de courbure positifs ou négatifs.

Essuyage

L'essuyage (ou pliage des bords ou pliage par essuyage) est une autre méthode de pliage adaptée aux machines telles que les plieuses à corniche et les plieuses à barres (et dans certains cas les presses plieuses). C'est plus rapide que le pliage mais peut infliger plus de dommages à la surface de la tôle.

Cintrage au rouleau

Le cintrage au rouleau est peut-être le processus de formage de tôle le plus unique en raison des machines utilisées. Un système de cintrage à rouleaux comporte trois rouleaux cylindriques pour plier la tôle en arc de cercle, et il est donc utile pour la fabrication de tuyaux, de tubes et d'autres pièces arrondies.

Cintrage par étapes

Le cintrage par étapes - parfois appelé cintrage par bosses - est un moyen de se rapprocher d'un cintrage incurvé lisse (comme celui produit par cintrage par roulage) à l'aide d'une presse plieuse. En effectuant successivement plusieurs petits virages en forme de V, le cintrage par étapes peut produire ce qui ressemble à un virage incurvé.

Retour élastique expliqué

Lorsque la tôle est pliée dans une nouvelle forme, elle revient naturellement dans une certaine mesure après la suppression de la force de flexion. C'est ce qu'on appelle le "retour élastique".

Le retour élastique se produit en raison de la résistance à la compression de la tôle pliée. Lorsque la tôle est pliée, un côté est tiré et étiré, tandis que l'autre côté est comprimé. cependant, comme le matériau a une résistance à la compression supérieure à la résistance à la traction, le côté comprimé résiste avec succès à la déformation et se décomprime lorsque la force est supprimée.

Le retour élastique n'est pas un problème majeur, mais cela signifie que les fabricants doivent compenser le retour élastique attendu par une flexion excessive la tôle. Si le métal est intentionnellement légèrement trop plié, un petit degré de retour élastique naturel se traduira par l'angle correct.

Bien sûr, le calcul du retour élastique est loin d'être simple, et plusieurs variables affectent la sévérité du retour élastique, notamment le type et l'épaisseur du matériau. De plus, des rayons intérieurs plus grands entraînent un retour élastique plus important.

Calculs et allocations

Lorsqu'une pièce de tôle est pliée, le côté extérieur au pli s'allonge et ses dimensions sont donc modifiées. Cela signifie que, par exemple, la longueur totale des deux branches d'un coude en V sera plus longue que la mise à plat d'origine.

Donc, si les dimensions sont modifiées, comment concevoir avec précision une pièce, en s'assurant qu'elle s'emboîtera avec d'autres composants ? Comment décidons-nous de la longueur de la pièce de tôle plate ? Pour compenser les changements de dimensions, nous devons incorporer l'allocation de courbure :la différence entre la longueur de la feuille dépliée et la somme des longueurs de chaque jambe de la partie pliée finie.

Les calculs de perte de pliage prennent en compte des facteurs tels que l'épaisseur de la tôle, les rayons de pliage, les angles de pliage et le facteur K (rapport entre l'emplacement de l'axe neutre et l'épaisseur du matériau). La tolérance au pli requise pour une pièce en tôle peut être calculée à l'aide d'un calculateur de tolérance au pli.

Meilleurs matériaux de tôlerie et calibres pour le pliage

Certains matériaux en tôle se plient mieux que d'autres. Généralement, les meilleurs matériaux de pliage sont malléables et non cassants.

Les matériaux populaires pour le pliage de tôle incluent :

• Acier doux :Peut être plié à n'importe quelle température.
• Acier à ressort :Pliable après recuit.
• Acier allié 4140 :Pliable après recuit.
• Aluminium 5052 :Très pliable par rapport aux autres alliages d'aluminium.
• Cuivre :Très pliable.

Les matériaux plus difficiles (mais pas impossibles) à plier comprennent l'aluminium 6061, l'acier au carbone, le titane, le laiton et le bronze. L'acier inoxydable peut être plié, la série 300 étant plus ductile que les autres.

Sens du grain

Le sens de la tôle grain — la direction dans laquelle les minuscules cristaux du métal sont allongés en raison du laminage d'origine de la feuille - affecte la façon dont elle se plie.

La direction du grain rend la tôle plus solide sur un axe et plus faible sur l'autre. La flexion dans le sens du grain (longitudinalement) peut augmenter le risque de fissures, de déchirures ou de pelage d'orange ; se pencher contre le grain réduit les risques que ces problèmes se produisent.

Mais bien que la flexion contre le grain réduise les risques de rupture, elle nécessite également une plus grande force, car la tôle est plus résistante. Cela peut donc entraîner plus de retour élastique et nécessiter une plus grande compensation à cet égard.

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