I. Introduction à la presse plieuse
Les presses plieuses sont des machines essentielles utilisées dans la fabrication des métaux pour plier et former la tôle en différentes formes et angles.
Le principe de fonctionnement de base d'une presse plieuse est simple : une feuille de métal est placée sur un outil inférieur appelé matrice, et un outil supérieur appelé poinçon appuie sur la feuille avec une grande force, ce qui fait plier le métal et lui fait épouser la forme de la matrice.
Grâce à leur capacité à façonner des pièces métalliques avec précision, les presses plieuses sont très polyvalentes et sont utilisées dans un grand nombre d'industries. Parmi les applications les plus courantes, on peut citer
Dans l'industrie automobile, les presses plieuses sont utilisées pour former des panneaux de carrosserie, des cadres, des supports et d'autres pièces structurelles.
Le secteur aérospatial fait appel aux presses plieuses pour fabriquer des sections de fuselage, des composants d'ailes, des boîtiers de moteurs, etc.
Les projets de construction et d'infrastructure utilisent des pièces pliées à la presse, telles que des sections d'acier de construction, des panneaux de toiture et des conduits de chauffage, de ventilation et de climatisation.
Les presses plieuses produisent également des composants pour l'électronique, l'équipement médical, l'électroménager, le mobilier et de nombreux autres produits que nous utilisons tous les jours.
II. Qu'est-ce que le tonnage d'une presse plieuse ?
Le tonnage de la presse plieuse correspond à la force de pliage de la presse plieuse ou la capacité de pliage nécessaire pour plier une plaque de métal à l'aide d'une presse plieuse.
Le tonnage de la presse plieuse détermine la force maximale qu'elle peut exercer sur la plaque de métal pour obtenir des angles de pliage précis.
En outre, le tonnage réel ne peut pas dépasser la capacité de travail de la presse plieuse et la capacité de charge maximale de l'outil.
Le choix du tonnage approprié permet d'éviter des problèmes courants tels que l'endommagement de l'outil, un cintrage imprécis et une force insuffisante pour réaliser le cintrage requis.
Le tonnage réel dépend de nombreux facteurs, tels que le rayon de cintrage, la méthode de cintrage, l'épaisseur du matériau, la résistance à la traction du matériau, le rapport de matrice, le frottement entre le matériau et la matrice, le sens de laminage de l'acier, l'écrouissage, etc.
D'une manière générale, plus la tôle est épaisse et dure à plier, plus le tonnage de travail est élevé. Inversement, plus la tôle est fine, plus le tonnage nécessaire est faible.
La force exercée par la presse plieuse sur le matériau est mesurée en tonnage, ce qui joue un rôle crucial dans la précision et la régularité du pliage.
Le tonnage peut être défini comme la force maximale qu'une cintreuse peut exercer pour former une plaque de métal, généralement exprimée en tonnes par pied ou en kilonewtons par mètre.
Chaque presse plieuse a un seuil ou une valeur nominale différente pour la force maximale qu'elle peut générer, et il est essentiel de sélectionner le tonnage approprié pour chaque application afin d'éviter d'endommager la machine, les outils ou les matériaux.
Le calcul du tonnage de la presse plieuse est principalement basé sur des facteurs tels que l'épaisseur de la plaque métallique, la longueur de pliage et la largeur de l'ouverture en forme de V.
Le calculateur de tonnage de la presse plieuse peut être utilisé pour déterminer la force requise pour une tâche spécifique.
Il est essentiel de comprendre les différentes unités de mesure utilisées pour mesurer la capacité de tonnage, car les méthodes de calcul peuvent varier.
L'exemple de formule pour le calcul du tonnage est basé sur l'acier laminé à froid AISI 1035 avec une résistance à la traction de 60000 PSI.
Outre le tonnage, d'autres facteurs tels que l'angle du moule, le facteur K et la compatibilité de l'outil jouent également un rôle important dans l'obtention d'un cintrage précis et régulier.
Lors du réglage et de l'utilisation de la cintreuse, ces facteurs doivent être pris en compte pour garantir des résultats cohérents et maintenir l'efficacité du processus de cintrage.
Il existe de nombreuses méthodes pour mesurer le tonnage d'une presse plieuse, et la compréhension des unités de mesure les plus couramment utilisées pour la capacité de tonnage est une première étape cruciale.
Le tonnage de la presse plieuse peut être calculé à l'aide d'une formule qui inclut des facteurs tels que l'épaisseur du matériau, la longueur de pliage et la largeur de l'ouverture de la matrice en forme de V.
Cette formule peut être utilisée en conjonction avec des tableaux ou des calculateurs de tonnage, qui permettent d'estimer la force de flexion nécessaire pour obtenir la flexion.
Sélectionnez le tonnage approprié de la presse plieuse pour éviter d'endommager l'outil ou d'exercer une force excessive, ce qui pourrait endommager la table de travail ou le coulisseau.
La limite de tonnage d'enfoncement fait référence au temps nécessaire pour enfoncer le poinçon dans la base ou le coulisseau de la presse plieuse, en tenant compte du "flux de puissance" à travers l'outil et du tonnage maximum par pied ou pouce de charge.
III. Facteurs influençant le tonnage des presses plieuses
Méthode de pliage
| Méthode de pliage | Effet sur le tonnage de la presse plieuse |
| Cintrage de l'air | Il nécessite un tonnage plus important que le cintrage à l'air car le poinçon s'enfonce dans la matrice. Le matériau entre en contact avec la pointe du poinçon et les parois de la matrice. Le tonnage est plus élevé, mais pas autant que pour le monnayage. |
| Pliage du fond | Il nécessite un tonnage plus important que le cintrage à l'air car le poinçon s'enfonce dans la matrice. Le matériau entre en contact avec la pointe du poinçon et les parois de la matrice. Le tonnage est plus élevé, mais pas autant que le monnayage. |
| Monnaie | Requiert le tonnage le plus élevé. Le poinçon et la matrice sont en contact total avec le matériau, le comprimant et l'amincissant. Une force très élevée est utilisée pour que le matériau s'adapte parfaitement à l'angle de l'outil. |
Les différentes méthodes de cintrage des métaux requièrent des tonnages différents. Par exemple, dans le cas du cintrage à l'air, le tonnage peut être augmenté ou diminué en modifiant la largeur de l'ouverture de la matrice.
Le rayon de courbure affecte la largeur d'ouverture de la matrice. Dans ce cas, un facteur de méthode doit être ajouté à la formule. Lors de l'utilisation des méthodes de cintrage par le bas et de frappe, le tonnage nécessaire est plus élevé que celui du cintrage à l'air.
Si l'on calcule le tonnage pour le cintrage par le bas, il faut multiplier au moins par cinq le tonnage par pouce de cintrage par l'air. Si l'on utilise le monnayage, le tonnage nécessaire peut être encore plus important que pour le cintrage par le bas.
Largeur de la matrice
Nous avons appris qu'en cintrage pneumatique, le tonnage nécessaire diminue lorsque la taille de l'ouverture de la matrice augmente et augmente lorsque la taille de l'ouverture diminue.
En effet, la largeur de l'ouverture de la filière détermine le rayon de courbure interne, et un rayon de courbure plus petit nécessite un tonnage plus important.
Dans le cintrage à l'air, le ratio de la matrice est généralement de 8:1, ce qui signifie que la distance d'ouverture de la matrice est huit fois supérieure à l'épaisseur du matériau. À ce stade, l'épaisseur du matériau est égale au rayon de courbure interne.
Friction et vitesse
Dans le cas du pliage à l'air, le poinçon doit passer par l'ouverture de la matrice inférieure pour plier la tôle.
Si la surface de la plaque métallique n'est pas lubrifiée, le frottement entre la matrice et la tôle augmentera, ce qui nécessitera un tonnage plus important pour plier la tôle et réduira le retour élastique du matériau.
Inversement, si la surface de la tôle est lisse et lubrifiée, le frottement entre la matrice et la tôle sera réduit, ce qui diminuera le tonnage nécessaire au pliage de la tôle. Cependant, cela augmentera le retour élastique de la tôle.
La vitesse de pliage a également une incidence sur le tonnage requis. Plus la vitesse de cintrage augmente, plus le tonnage nécessaire diminue.
L'augmentation de la vitesse peut également réduire le frottement entre la matrice et la tôle, mais cela augmentera également le retour élastique de la tôle.
Épaisseur du matériau, résistance à la traction et longueur de pliage
Le tonnage est la force appliquée par la presse plieuse à la plaque de métal. Par conséquent, la portée d'une force de pliage est déterminée par l'épaisseur et la résistance à la traction de la tôle à plier.
L'un des facteurs est le type de matériau de pliage. Les matériaux ont des résistances à la traction différentes, ce qui influe directement sur la force nécessaire pour les plier.
Par exemple, l'acier inoxydable nécessite généralement plus de tonnage que l'acier doux ou l'aluminium. La résistance à la traction fait référence à la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter sous une charge constante. Si cette contrainte est appliquée et maintenue, le matériau finira par se rompre.
Résistance à la traction typique de certains matériaux
Un autre facteur important est l'épaisseur de la tôle. Plus l'épaisseur du matériau est importante, plus le tonnage nécessaire est élevé, et inversement.
| Matériau | Épaisseur (mm) | Rayon de courbure (mm) | Multiplicateur de tonnage | Tonnage requis (tonnes/m) |
| Acier doux | 1 | 1 | 1 | 10 |
| Acier doux | 2 | 2 | 1 | 40 |
| Acier doux | 3 | 3 | 1 | 90 |
| Aluminium (5052-H32) | 1 | 1 | 0.45 | 4.5 |
| Aluminium (5052-H32) | 2 | 2 | 0.45 | 18 |
| Aluminium (5052-H32) | 3 | 3 | 0.45 | 40.5 |
| Acier inoxydable (304) | 1 | 1 | 1.45 | 14.5 |
| Acier inoxydable (304) | 2 | 2 | 1.45 | 58 |
| Acier inoxydable (304) | 3 | 3 | 1.45 | 130.5 |
| Acier doux | 2 | 1 | 1 | 60 |
| Acier doux | 2 | 3 | 1 | 30 |
| Acier inoxydable (304) | 2 | 1 | 1.45 | 87 |
| Acier inoxydable (304) | 2 | 3 | 1.45 | 43.5 |
Le tableau montre :
- Plus l'épaisseur du matériau augmente, plus le tonnage requis augmente de manière significative pour tous les matériaux. Le doublement de l'épaisseur de 1 à 2 mm quadruple le tonnage.
- L'aluminium nécessite environ 45% de tonnage par rapport à l'acier doux de même épaisseur, tandis que l'acier inoxydable nécessite environ 45% de tonnage de plus que l'acier doux.
- Diminuer le rayon de courbure intérieur tout en maintenant l'épaisseur constante augmente le tonnage requis. La réduction de moitié du rayon de 2 mm à 1 mm augmente le tonnage de 50%.
- Le multiplicateur de tonnage varie en fonction du type de matériau et de la résistance à la traction. Dans cet exemple, il est de 1,0 pour l'acier doux, de 0,45 pour l'aluminium 5052-H32 et de 1,45 pour l'acier inoxydable 304.
La longueur de pliage de l'établi de la presse plieuse est la longueur maximale à laquelle la plaque de métal peut être pliée. La longueur de pliage de la presse plieuse doit être légèrement plus longue que le matériau à plier.
Si la longueur de l'établi est incorrecte, la matrice ou d'autres composants peuvent être endommagés. Le calculateur de charge de pliage peut aider à déterminer le tonnage requis en fonction de l'épaisseur du matériau et d'autres facteurs, tels que la longueur de pliage et la largeur de l'ouverture en V.
Facteur d'outillage
Le poinçon de la presse plieuse est également un facteur à prendre en considération. Ces poinçons ont également des limites de charge pour la presse plieuse. Les poinçons en V à angle droit peuvent supporter une charge de tonnage importante.
En raison du faible angle et des matériaux moins nombreux utilisés dans la fabrication des matrices à angle aigu, telles que les matrices à col de cygne, celles-ci ne sont pas enclines à supporter de lourdes charges.
Lors de l'utilisation de différents moules, leur force de flexion maximale ne doit pas être dépassée. En outre, le rayon du moule et le rayon de courbure influencent également les exigences en matière de tonnage.
Un rayon de moulage plus grand peut entraîner une augmentation de la force de flexion requise. De même, des rayons de courbure plus importants peuvent entraîner des exigences de tonnage plus élevées.
Le rapport entre la largeur de l'ouverture du moule et l'épaisseur du matériau est un autre facteur à prendre en considération. Pour les matériaux plus fins, il est recommandé d'utiliser un rapport de moule plus faible (par exemple 6 pour 1).
Les matériaux plus épais peuvent nécessiter un rapport de moulage plus élevé (par exemple 10 pour 1 ou 12 pour 1) afin de réduire la force de pliage et de maintenir l'application dans les limites de la capacité de la cintreuse.
IV. Comment déterminer le tonnage des presses plieuses？
La formule de base du calcul du tonnage:
Où ?
- P : Tonnage requis (tonnes)
- K : facteur K, dépendant du matériau, par exemple 1,45 pour l'acier doux
- L : Longueur du coude (mm)
- T : Epaisseur du matériau (mm)
- V : Largeur d'ouverture de la filière V (mm)
- C : Constante, 25 pour les unités impériales, 2,5 pour les unités métriques
Formule tenant compte de la résistance à la traction :
Où ?
- UTS : Résistance ultime à la traction du matériau (N/mm^2^), par exemple 450 pour un acier à faible teneur en carbone.
Le tonnage de la presse plieuse peut être déterminé à l'aide d'un tableau de tonnage de la presse plieuse.
Tableau de tonnage des presses plieuses:
| V | B | R | S | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | |||
| 4 | 3 | 1 | 41 | 59 | ||||||||||||||||
| 6 | 4 | 1 | 27 | 39 | 69 | 108 | ||||||||||||||
| 8 | 6 | 1 | 29 | 52 | 81 | 117 | ||||||||||||||
| 10 | 7 | 2 | 23 | 42 | 65 | 94 | 146 | |||||||||||||
| 12 | 8 | 2 | 35 | 54 | 78 | 122 | 217 | |||||||||||||
| 14 | 10 | 2 | 46 | 67 | 104 | 186 | 290 | |||||||||||||
| 16 | 11 | 3 | 59 | 91 | 163 | 254 | ||||||||||||||
| 18 | 13 | 3 | 81 | 144 | 226 | 325 | ||||||||||||||
| 20 | 14 | 3 | 130 | 203 | 293 | 398 | ||||||||||||||
| 24 | 17 | 4 | 108 | 169 | 244 | 332 | 433 | |||||||||||||
| 28 | 20 | 5 | 145 | 209 | 284 | 371 | 470 | |||||||||||||
| 32 | 23 | 5 | 127 | 183 | 249 | 325 | 411 | 508 | ||||||||||||
| 36 | 25 | 6 | 163 | 221 | 289 | 366 | 451 | |||||||||||||
| 40 | 28 | 7 | 199 | 260 | 329 | 406 | 585 | |||||||||||||
| 45 | 32 | 8 | 177 | 231 | 293 | 361 | 520 | |||||||||||||
| 50 | 35 | 8 | 208 | 263 | 325 | 468 | 832 | |||||||||||||
| 55 | 39 | 9 | 239 | 295 | 425 | 756 | ||||||||||||||
| 60 | 42 | 10 | 271 | 390 | 693 | 1083 | ||||||||||||||
| 65 | 46 | 11 | 250 | 360 | 640 | 1000 | ||||||||||||||
| 70 | 49 | 12 | 334 | 594 | 929 | |||||||||||||||
| 80 | 57 | 13 | 293 | 520 | 813 | 1170 | ||||||||||||||
| 90 | 64 | 15 | 462 | 722 | 1040 | 1416 | ||||||||||||||
| 100 | 71 | 17 | 416 | 650 | 936 | 1274 | ||||||||||||||
| 120 | 85 | 20 | 542 | 780 | 1062 |
Remarque :
- L'unité du tonnage de la presse plieuse dans le tableau est KN
- Les données ci-dessus sont basées sur le pliage d'une feuille de métal de 1 mètre ayant une résistance à la traction de 450N/mm².
Le tonnage indiqué dans ce tableau est basé sur la résistance à la traction du matériau de σb＝450N/mm2. La valeur indiquée dans le tableau correspond à la force de flexion lorsque la longueur de la plaque métallique est de 1 m.
Où ?
- P=Force de flexion
- S=Épaisseur de la plaque métallique
- V=V ouverture de la filière inférieure
- B = Bride de flexion minimale R = Rayon intérieur
Par exemple, si S=5mm, V=40 (la largeur de l'ouverture de la matrice V est 8-10 fois l'épaisseur de la feuille), nous pouvons voir que la valeur dans le graphique est 400.
D'après le tableau, nous pouvons constater que le tonnage de la presse plieuse est de 400KN pour le pliage d'une tôle de 5 mm d'épaisseur et de 1 m de long. Le tonnage de la presse plieuse peut également être calculé à l'aide de la formule de calcul du tonnage :
P=650S²L/V (σb＝450N/mm²)
Où ?
- P : Force de flexion (Kn)
- S : Épaisseur de la plaque (mm)
- L : Largeur de la plaque (mm)
- V : Ouverture de la matrice inférieure (mm)
Le résultat du calcul de cette formule est approximativement égal à la valeur du tableau des tonnages.
Lorsque les matériaux de flexion sont différents, utilisez les coefficients du tableau suivant pour multiplier les résultats calculés.
Vous pouvez utiliser le calculateur de tonnage ci-dessous pour obtenir directement les résultats.
Quelle que soit la méthode choisie pour déterminer le tonnage, veillez à ne pas dépasser la plage de tonnage des machines et des matrices.
L'utilisation d'un tonnage incorrect peut endommager la matrice ou les composants de travail.
Dans le pire des cas, elle peut entraîner une déformation de la machine et même mettre en péril la sécurité des opérateurs de cintrage.
V. Choisir la presse plieuse adéquate
Lors du choix d'une presse plieuse, il est important de tenir compte du type de matériau à plier, ainsi que de ses spécifications, de sa longueur et de sa méthode de traitement. Ces facteurs auront une incidence sur le tonnage et les dimensions requis pour votre projet spécifique.
Il est essentiel de déterminer le tonnage correct de la presse plieuse, car il affecte les performances globales et la capacité de pliage de la machine.
Pour calculer le tonnage approprié, vous pouvez utiliser le calculateur de tonnage de la presse plieuse, qui tient compte de l'épaisseur de la plaque métallique, de la longueur de pliage et de la largeur recommandée de l'ouverture de la matrice en forme de V.
Un autre facteur important dans le choix d'une presse plieuse est la longueur de la pièce à usiner. La longueur requise déterminera la taille de la machine dont vous avez besoin.
La longueur de la pièce ne doit pas dépasser la longueur maximale de la machine afin de garantir un processus de pliage efficace et précis.
Enfin, la limite de tonnage de la machine liée à la distance entre les châssis latéraux doit être prise en compte. Le dépassement de la limite de distance entre les châssis latéraux peut endommager la machine en raison du dépassement de la limite de charge de l'axe central de la machine.
VI. Conclusion
En conclusion, la détermination du tonnage et de la limite de charge de la presse plieuse est essentielle car elle a un impact direct sur la qualité du produit final et la longévité de votre équipement.
L'utilisation d'une presse plieuse avec un tonnage insuffisant peut entraîner de nombreux problèmes, tels que des angles de pliage imprécis, des lignes de pliage incohérentes et un retour élastique accru. Ces problèmes peuvent avoir pour conséquence que les pièces ne répondent pas aux spécifications, ce qui entraîne des retouches coûteuses ou des mises au rebut.
D'autre part, l'utilisation d'une machine avec un tonnage excessif peut endommager l'outillage, comme l'usure prématurée ou la rupture des matrices, et potentiellement surcharger le châssis et le système hydraulique de la machine.
L'utilisation des formules et des outils présentés dans cet article peut vous aider à prendre une décision éclairée et à choisir une presse plieuse qui réponde à vos besoins.
Avec plus de 40 ans d'expérience dans l'industrie, ADH Machine Tool est spécialisée dans la fabrication de presses plieuses de haute qualité conçues pour fournir des résultats de pliage précis et fiables.
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