Processus de coupe des métaux: 4 paramètres

Voici quelques paramètres de processus qui affectent le processus de coupe des métaux: 1. Espace libre poinçon-matrice 2. Force requise 3. Angle de chanfreinage du poinçon et de la matrice (jeu angulaire) 4. Force de dénudage.

Paramètre n ° 1. Dégagement poinçon-matrice:

Un dégagement adéquat de la matrice de perforation est nécessaire pour une finition optimale du bord coupé. La clairance dépend d'un certain nombre de facteurs.

Certains d'entre eux sont:

(i) Type de métal.

(ii) Épaisseur du matériau de travail.

(iii) Propriétés mécaniques du métal à cisailler.

Habituellement, la valeur optimale de jeu est prise comme 10-15 pour cent de l'épaisseur du métal. Les métaux plus durs nécessitent un jeu plus important et permettent une pénétration moins importante du poinçon que les métaux ductiles.

Le tableau suivant 6.1. Montre le dégagement pour différents matériaux à travailler:

Considérons deux cas de dédouanement:

1. Le dégagement est trop important (excessif):

Fig. 6.28. (a) Indique le cas où l’espace libre entre la matrice et le poinçon est trop important et presque égal à l’épaisseur de la tôle.

Dans ce cas, le métal est plié sur les bords arrondis du poinçon et de la matrice, il forme alors une courte paroi circulaire.

Lorsque la charge augmente, la paroi s'allonge sous la contrainte de traction et une déchirure se produit. Comme on peut le constater, l’ébauche obtenue présente un bord courbé et tout autour. Par conséquent, ce blanc n'a aucune valeur, c'est-à-dire inutile.

2. Le dégagement est trop serré (insuffisant):

Fig. 6.28. (b) Indique le cas où le jeu des poinçons est trop étroit. Les fissures proviennent des arêtes de l'outil, ne se rencontrent pas et la coupe est ensuite complétée par un autre processus de cisaillement (secondaire). Le flan obtenu a un côté extrêmement rugueux.

Un autre problème est que le papier en feuille a tendance à saisir le poinçon, comme illustré à la figure 6.29. (a), augmentant ainsi la force supplémentaire requise pour retirer le poinçon du trou. Cette force supplémentaire est appelée force de dénudage.

De plus, une usure excessive et une durée de vie réduite de l'outil sont les inconvénients d'un jeu réduit. Dans ce cas, l'ébauche subit une reprise élastique et il est donc nécessaire de donner un certain relief dans le trou de la matrice, comme illustré à la figure 6.29 (b).

Une conclusion est que, dans les deux cas ci-dessus, les fissures propagées par les arêtes de l'outil ne se rencontrent pas exactement et une coupe grossière est obtenue. Par conséquent, un dégagement approprié de la matrice de perforation est nécessaire pour produire des bords coupés proprement.

Paramètre n ° 2. Force requise lors des opérations de coupe:

La force requise pour couper l'ébauche peut être déterminée par la zone soumise à une contrainte de cisaillement multipliée par la résistance ultime au cisaillement du métal coupé.

La force de masquage peut être calculée à l'aide de la formule suivante:

F = K x Q ctx τ _Uultimate

Où;

F = Force de masquage requise.

K = Facteur de déviation de stress (généralement 1, 3).

Q = périmètre du blanc.

t = épaisseur de la tôle,

τ _ultime = contrainte de cisaillement ultime.

= 0, 8 de contrainte de traction.

Paramètre n ° 3. Angle de biseautage du poinçon et de la matrice:

Lorsque la force de masquage requise est supérieure à la capacité de la presse disponible, le biseau de la face de perforation et de la surface supérieure de la matrice en acier est terminé. Ceci est également particulièrement important dans le cas du découpage de plaques relativement épaisses.

Un peu de réflexion montrera que, le biseautage de Punch donne un trou parfait mais un blanc déformé, alors que le biseautage de la matrice donne un trou blanc parfait mais déformé. La valeur de l'angle de biseau dépend de l'épaisseur de la tôle, généralement; il varie entre 2 ° et 8 °.

Parfois, un double poinçon biseauté est utilisé pour éviter la possibilité d'un déplacement horizontal de la tôle pendant l'opération de poinçonnage. Fig. 6.30. montre le biseautage de punch et de mourir. Il montre également le double coup de poing.

Paramètre # 4. Force de dénudage:

Un paramètre important qui affecte les opérations de coupe est la force de dénudage. Cela peut être défini comme la force requise pour retirer le poinçon du trou.

La force de dénudage, qui correspond généralement à 10% de la force de coupe, dépend également du nombre de paramètres Jeu de poinçon, type de lubrification, élasticité et plasticité de la tôle, etc.

Exemple 1:

Un trou carré de 20 mm doit être découpé dans une tôle de 0, 75 mm d'épaisseur. Les contraintes de cisaillement maximales autorisées sont de 2880 kg / cm ² . Déterminez la force de coupe requise. Supposons que le facteur de déviation de contrainte est de 1, 3.

Solution:

Longueur de coupe donnée, L = 20 mm = 2 cm

Largeur de coupe, L = 20 mm = 2 cm

Épaisseur de la tôle, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Contrainte de _cisaillement τ _cisaillement = 2880 kg / cm ²

Facteur d'écart de contrainte, K = 1, 3

Trouver:

Force de coupe, F

Formule utilisée:

(i) F = K × Q × t × τ _ultime

Où, F = Force de coupe requise

K = facteur de déviation de stress

Q = périmètre de coupe

t = épaisseur de la tôle.

τ _ultime = contrainte de cisaillement ultime du matériau

(ii) Q = 2 (L + W) (pour coupes rectangulaires)

Où, Q = périmètre de coupe,

L = longueur de coupe

W = largeur de coupe

Procédure:

(i) Déterminer le périmètre de coupe,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) Déterminer la force de coupe,

F = K × Q × t × τ _ultime

= 1, 3 × 8 × 0, 075 × 2880

= 2246 kg.

Résultat:

La force de coupe requise est de 2246 kg.

Exemple 2:

Déterminez la force requise pour découper une découpe de 30 mm de large et 35 mm de long dans une pièce métallique de 3 mm d'épaisseur. La contrainte de cisaillement ultime du matériau est de 450 N / mm ² . Trouvez également le travail effectué si le pourcentage de pénétration est de 40% de l'épaisseur du matériau. Supposons que K-1, 3.

Solution:

Donné

Longueur de coupe = L = 35 mm

Largeur de coupe = W = 30 mm

Épaisseur de la tôle = 3 mm

Contrainte de cisaillement ultime = τ _ultime = 450 N / m ²

Pénétration en pourcentage = 40% de l'épaisseur du métal.

Trouver:

(i) Force de suppression, F

(ii) Travail effectué, W

Formule utilisée:

(i) F = K × Q × t × τ _ultime

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Voyage de frappe

Procédure:

(i) Déterminer le périmètre du blanc, Q

0 = 2 (35 + 30) = 130 mm.

(ii) Pour déterminer la force de masquage, F

F = K × Q × t × τ _ultime

= 1, 3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) Pour déterminer le travail effectué, W

W = Force de suppression × Course du poinçon

= F × (Épaisseur du matériau × Pénétration en pourcentage)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 nm Ans.

Résultat:

(i) Force bancaire = 228150 N

(ii) Travail effectué = 273, 78 Nm

Exemple 3:

Déterminez la force totale et les dimensions de l'outil pour obtenir une rondelle de 6 cm. diamètre extérieur et trou de 3 cm. L'épaisseur de la bande est de 5 mm et la contrainte de cisaillement ultime de 350 N / mm ² . Supposons que K = 1, 3.

Solution:

Diamètre extérieur de coupe (rondelle) donné D _b = 6 cm = 60 mm.

Diamètre intérieur du trou coupé = D _p = 3 cm = 30 mm.

Epaisseur de bande = t = 5 mm

Contrainte de cisaillement ultime = 350 N / mm ² .

Trouver:

(i) Force totale = force de masquage + force de poinçonnage

(ii) Diamètre du poinçon perforant et du poinçon.

(iii) Diamètre du poinçon d'obturation et du poinçon d'obturation.

Formule utilisée:

(i) Force de suppression, F _b = K × Q _b × τ _ultime

(ii) Force de perçage, F _p = K × Q _p × t × τ _ultime