Opération d'emboutissage profond (avec diagramme) | Presse de travail

Après avoir lu cet article, vous en apprendrez plus sur: - 1. Signification de l'emboutissage en profondeur 2. Mécanique de l'emboutissage en profondeur 3. Force requise 4. Variables affectant 5. Besoin de matière en stock 6. Défauts.

Signification de dessin en profondeur:

La fabrication de produits profonds en forme de coupe à partir de tôles minces est appelée emboutissage profond. Le processus implique un coup de poing avec un coin arrondi et un dé avec un grand rayon. Le dégagement de la matrice de poinçon est légèrement supérieur à l'épaisseur de la tôle à emboutir.

Lorsque la charge est appliquée à travers le poinçon, la tôle est forcée de s'écouler radialement et de s'enfoncer dans la cavité de la matrice pour former une coupelle. Le processus convient mieux aux problèmes complexes. Le processus d'emboutissage en profondeur est illustré à la Fig. 6.39.

Mécanique du dessin en profondeur:

La mécanique du processus d'emboutissage profond est illustrée à la figure 6.40. Le processus d'emboutissage profond implique cinq étapes: flexion, redressement, friction, compressions et tension.

De brèves discussions sur ces étapes sont données ci-dessous:

1. flexion:

Au début de l'application de la charge, l'ébauche est d'abord pliée sur le bord arrondi de la cavité de la matrice.

2. Redressage:

Maintenant, avec l'augmentation supplémentaire de la charge, la partie courbée de la découpe est redressée afin de réduire le jeu annulaire du poinçon. Le résultat est une formation de paroi courte, droite et verticale.

3. friction:

Ensuite, le reste de la découpe commence à couler radialement et à s’enfoncer dans le trou de la matrice. Mais la force de friction entre la surface inférieure de la pièce brute et la surface plane supérieure de la matrice, tente d’empêcher cet écoulement. La magnitude de la force de friction diminue lorsque le métal vierge commence à bouger.

4. Compression:

Maintenant, le flan subit des contraintes de compression. La largeur du secteur diminue de sorte que le plus grand périmètre de la découpe puisse s'intégrer dans le plus petit périmètre de la cavité de la matrice.

5. tension:

Avec l'augmentation supplémentaire de la charge appliquée, presque tout le flan métallique s'enfonce dans la cavité de la matrice, formant ainsi une longue paroi verticale. La partie vierge restante prend la forme d'une petite bride annulaire. La paroi verticale est soumise à une tension uniaxiale, comme illustré à la figure 6.40 (b).

Force requise pour l'emboutissage profond:

Le processus d'emboutissage profond comprend cinq étapes, comme indiqué précédemment: la flexion, le redressement, le frottement, la compression et la tension. Ainsi, différentes parties de la découpe sont soumises à différentes étapes de contrainte, comme illustré à la figure 6.41.

Par conséquent, la déformation n’est pas uniforme dans l’ébauche. En raison des contraintes de compression biaxiales, la bride devient plus épaisse tandis que la paroi verticale devient plus mince en raison de la tension uniaxiale.

L'amincissement maximum se produit à la partie la plus basse du mur vertical adjacent au fond de la cupule. En raison de cet amincissement par tension uniaxiale, une défaillance est attendue à l'emplacement de l'amincissement maximal.

La force d'étirage maximale peut donc être donnée par l'équation:

Où, F = Force de traction maximale requise.

d = diamètre du poinçon.

t = épaisseur du blanc.

δ _T = Résistance ultime à la traction du matériau vierge.

Variables affectant le dessin en profondeur:

Les effets de différentes variables sur le processus d'emboutissage profond sont discutés ci-dessous:

1. Titulaire de la banque:

Dans le processus de dessin en profondeur, si

Où, D _o = Diamètre à blanc

d = diamètre du poinçon

t = épaisseur de la tôle.

La bride annulaire se pliera et se froncera. Ce défaut s'appelle le froissement. La manière d’éliminer le froissement ou le flambage du blanc mince consiste à le soutenir sur toute sa surface. Pour ce faire, l’ébauche est prise en sandwich entre la surface supérieure de la matrice en acier et la surface inférieure d’un anneau. La bague annulaire est appelée support d'ébauche qui exerce une pression sur l'ébauche.

D'autre part, l'utilisation d'un support d'ébauche augmente la résistance au frottement et augmente donc la force requise pour l'opération. Pour compenser cela, des applications telles que les solutions de savon, les huiles minérales et les cires sont appliquées sur les deux faces du flan. Habituellement, la force du support de flans correspond à 1/3 de la force de tirage, c’est-à-dire

Où, F _bf = Force bancaire requise

F _DF = Force de tirage

2. rayon de coin:

Le rayon du coin de la filière doit être optimal. Un petit rayon de coin de filière augmenterait les forces de flexion et de redressement. Ainsi, augmenter la force d'étirage et le rendement final ne serait pas satisfaisant.

3. Géométrie du blanc:

La géométrie de la découpe a un effet marqué sur le processus et le produit final. La manière d’exprimer la géométrie est le nombre indiquant l’épaisseur en pourcentage du diamètre, c’est-à-dire

Nombre représentant une géométrie vierge = t / D × 100

Pour des valeurs plus petites (par exemple 0, 5), il faut s'attendre à un froissement excessif, sauf si un support vierge est utilisé. Par contre, pour les valeurs plus élevées du nombre (par exemple, 3), aucun froissement ne se produit et, par conséquent, aucun support vierge n'est requis.

4. Ratio de tirage:

Une autre variable importante est le rapport de dessin, qui peut être défini comme

Où, R = Ratio de tirage

D = Diamètre du flan

d = diamètre du poinçon

Pour que l'opération de dessin aboutisse, sa valeur doit être inférieure à deux.

5. Réduction en pourcentage:

Le pourcentage de réduction est donné par

Où, r = réduction en pourcentage.

D = Diamètre de l'ébauche.

d = diamètre du poinçon.

Pour un produit sonore sans déchirure, la valeur de r doit être inférieure à 50%. Lorsque le produit final est long et que le pourcentage de réduction doit être augmenté au-delà de 50%, un gobelet intermédiaire doit d'abord être fabriqué, comme indiqué sur la figure 6.42.

La coupe intermédiaire doit avoir un pourcentage de réduction inférieur à 50%. La valeur correspondant au pourcentage de réduction est généralement égale à 30% pour le premier redessinage, à 20% pour le second et à 10% pour le troisième. Le produit doit être recuit toutes les deux opérations de redessinage, afin d'éliminer le durcissement au travail et d'éviter ainsi toute fissuration du produit.

Exigence de stock dans le dessin en profondeur:

La règle suivante est à la base du calcul du développement des blancs, à savoir que le volume du métal est constant. Dans d'autres mondes, la surface du produit final est égale à la surface de l'ébauche d'origine. Prenons un exemple, comme illustré à la Fig. 6.44. La surface de la coupe correspond à la surface inférieure et à la surface du mur.

Selon la règle.

Surface de l'ébauche = Surface de la tasse

Par conséquent, le diamètre de la découpe (D) peut être obtenu par la formule ci-dessus.

Dessin de coupes à gradins, coniques et en forme de dôme:

Les tasses à gradins sont produites en deux étapes ou plus par opération d'emboutissage profond. Dans la première étape, une tasse est dessinée pour avoir le grand diamètre. Dans un deuxième temps, une opération de redessinage n’est effectuée que sur la partie inférieure du gobelet.

De la même manière, les gobelets coniques et coniques ne peuvent pas être dessinés directement. Tout d'abord, ils doivent être transformés en gobelets à gradins, qui sont ensuite lissés et étirés jusqu'aux gobelets à gousset nécessaires. Les dessins profonds de différentes coupes sont illustrés à la figure 6.45.

Défauts dans les pièces embouties:

Ce qui suit est une brève description des défauts couramment trouvés:

1. Rides ou frottement:

Les défauts de plissement sont une sorte de flambage de la partie non tracée du flan. Ce défaut est dû aux contraintes de compression excessives si le taux d'élancement est supérieur à une certaine valeur. Cela peut se produire dans les parois verticales, comme indiqué sur les figures 6.46 (a) et (h). Si ce défaut se produit sur le nez du poinçon lors du tirage d’une coupelle en forme de dôme, il s’appelle Puckering.

2. Déchirer:

Le défaut de déchirure se produit généralement dans le rayon reliant le fond de la tasse et le mur. Ce défaut est dû à des contraintes de traction élevées dues à l’obstruction du flux de métal dans la bride.

3. oreille:

Comme son nom l'indique, la formation d'épis sur les bords libres d'une cupule cylindrique emboutie en profondeur est appelée défaut d'oreille, Fig. 6.46 (c). Ce défaut est dû à l'anisotropie de la tôle.

4. Marques de surface:

Ces défauts incluent des marques de tirage, un brunissage, des anneaux de marche, etc. Ce défaut est dû à un jeu inadéquat du poinçon et à une lubrification insuffisante.

5. Irrégularités de surface:

Ce défaut est dû à une déformation non uniforme du métal due à des forces non uniformes.

Exemple 1:

Déterminez le nombre de tirages si une tasse de 8 cm de hauteur et de 4 cm de diamètre doit être fabriquée à partir de tôle d'acier de 3 mm d'épaisseur. Déterminez également le diamètre à différents stades de redessinage. Supposons que la réduction des 1er, 2ème et 3ème tirages est respectivement de 47%, 23% et 17%.

Solution:

Hauteur donnée de la coupe = h = 8 cm.

Diamètre de la coupe = d = 4 cm.

Épaisseur de la tôle = t = 3 mm.

Trouver:

(i) Nombre de tirages.

(ii) Diamètre à différents stades de redessinage.

Formule utilisée: