Si les opérateurs de la presse plieuse plient le grain du matériau dans un petit rayon, c'est-à-dire que la ligne de pliage est parallèle au grain du matériau, ils doivent être conscients des fissures.Getty Images
Question : Dans un de vos articles précédents il était dit que les fissures se forment « suivant » la direction des fibres.La formulation peut me dérouter.Cela signifie-t-il que les fibres sont perpendiculaires ou parallèles à la ligne de pliage ?
Je travaille sur ce filetage parce que nous plions de l'aluminium 3003 H14 de 0,060″ d'épaisseur (voir fig. 1) et mon outilleur veut que je dessine le pli parallèlement au grain car il est plus facile pour lui de travailler avec cet outil.Je ne suis pas ravi de cette idée, mais je pense que cela fonctionnera.Notez également qu'il s'agit d'un pli décalé qui sera effectué sur une poinçonneuse alimentée par rouleau, et non sur une presse plieuse, mais je suppose qu'au moins certains des principes de base du formage des métaux s'appliquent.Toute autre orientation sur ce sujet serait grandement appréciée.
Réponse : Avant de plonger dans ce sujet, je voudrais répondre à votre remarque sur la verbosité.La confusion dans la formulation est l'un des plus gros problèmes auxquels notre industrie est confrontée.Cette affirmation est vraie que vous soyez en classe ou que vous discutiez d'un projet au travail.
Certains termes commerciaux sont interchangeables.La limite de kink d'une personne ne peut pas être le facteur k d'une autre personne, et le facteur k n'est pas une déduction de kink - bien que le magasin où je suis allé l'ait fait.Étant donné que ces termes ont une signification et une application précises, leur utilisation incorrecte peut compliquer des idées complexes et rendre difficile la création de pièces de haute qualité.Les abus de terminologie sont souvent difficiles à corriger, et tout le monde donnera la même réponse à la question de savoir pourquoi ils utilisent un terme comme ils le font : parce que c'est comme ça que je l'ai appris.
Pour garder tout le monde sur la même longueur d'onde et utiliser correctement la terminologie, je recommande de publier un simple tableau mural plastifié ou un document avec toutes les définitions pertinentes.Voici quelques éléments que vous pouvez activer :
Ce ne sont là que quelques-unes des définitions pertinentes, il y en a beaucoup d'autres.Cependant, quand tout le monde comprend le bon langage, eh bien, vous l'avez compris.
Revenons maintenant au sujet en discussion : la relation entre la direction des fibres et les lignes de courbure.Dans l'article précédent, j'ai utilisé un "pli grainé" lorsque la ligne de pliage était parallèle à la direction des fibres, comme le montre la figure 1. Les plis "latéraux" ou "latéraux" se produisent lorsque la ligne de pliage est perpendiculaire à la direction de les fibres, ce qui rend le pli plus solide et moins sujet à la fissuration (voir Figure 2).
Une courbure parallèle aux fibres donne une courbure plus faible qu'une ligne de courbure qui court contre les fibres ou à travers les fibres.De plus, le rayon extérieur de la courbure est plus susceptible de se fissurer lorsqu'il est plié parallèlement à la direction des fibres.Plus le rayon intérieur est petit lors de la flexion parallèle à la direction des fibres, plus la probabilité de fissuration est grande et plus la fissuration sera forte.L'utilisation de grands rayons de courbure peut aider à prévenir ces problèmes.
Il faut plus d'efforts pour plier un morceau de matériau lorsque la ligne de pliage traverse la texture, mais le même pli à travers la texture maintient également un rayon de courbure intérieur plus petit.De plus, la profondeur de pénétration peut changer pendant le pliage en fonction de l'orientation du grain du matériau par le fil de pliage.
Tous les matériaux n'ont pas le sens du grain.Le cuivre n'a pas de grains;dans l'acier décapé et huilé laminé à chaud (HRP&O), les grains sont présents, tandis que dans l'acier doux laminé à froid, les grains peuvent être très prononcés.Dans les aciers inoxydables, il est difficile et parfois impossible de déterminer les grains et leur orientation.Les matériaux dont l'orientation des grains affecte les angles de flexion sont appelés anisotropes.Les matériaux qui n'ont pas cette propriété sont considérés comme isotropes.
Figure 1. Les courbures des grains (c'est-à-dire que la ligne de courbure est parallèle à la direction du grain) sont plus sujettes à la fissuration.
L'un des meilleurs moyens d'atténuer la fissuration consiste à maintenir le rayon de courbure intérieur aussi proche que possible de l'épaisseur du matériau, même si le rapport entre le rayon de courbure intérieur et l'épaisseur du matériau est aussi proche que possible de un pour un.Des rayons plus petits tirent fermement le matériau dans le coude, ce qui écarte les grains, apparaissant comme des fissures.Vous verrez rarement des fissures dans les coudes avec des rayons supérieurs à l'épaisseur du matériau.Parfois, les grains peuvent être cassés en raison d'un étirement ou d'un allongement excessif du rayon extérieur.En règle générale, cela s'applique aux matériaux moins ductiles ou à haute température, tels que l'aluminium T-6.Cependant, de telles fissures sont rares.
Si vous devez plier dans le sens du grain et que la fissuration est toujours un problème, vous pouvez utiliser le matériau à l'état recuit, puis le tremper si nécessaire.Par exemple, vous pouvez former de l'aluminium souple puis le durcir à une trempe T-6.
Considérez également le type de virage que vous faites.Les plis décalés sont difficiles à démarrer car l'outil restreint la bride centrale.Cette limitation se traduit par une extension du coude ailleurs, notamment vers les deux ailes extérieures.Ce changement d'allongement les rend imprévisibles en taille.Ce décalage fonctionne également mieux avec des rayons de courbure plus petits, ce qui peut augmenter les problèmes de fissuration.
Si vous deviez former cette pièce sur une machine de profilage, elle toucherait probablement le fond (car le processus de formage lui-même ne convient pas au formage à l'air), vous ne pourriez donc pas utiliser de méthodes de formage à l'air pour réduire la fissuration.Cependant, l'ajout d'une petite quantité de jeu angulaire au jeu de matrices aidera à maintenir les brides incurvées parallèles.Selon le type de matériau et la quantité d'élasticité inhérente à ce matériau, un ou deux degrés suffisent.Le rapport un à un entre l'épaisseur du matériau et le rayon de courbure intérieur aide à maintenir les brides parallèles.
La taille des grains affecte également de manière significative la limite d'élasticité.Les matériaux à grains plus fins sont moins sujets à la séparation et à la fissuration et ont une limite d'élasticité plus élevée, ce qui constitue une bonne raison d'acheter des matériaux de meilleure qualité même s'ils sont plus chers.Cependant, les coûts de matériaux supplémentaires sont facilement compensés par une réduction des déchets et des économies de main-d'œuvre en raison de problèmes de qualité.
Les joints de grains jouent également un rôle dans la séparation et la fissuration des grains en perturbant le mouvement des soi-disant dislocations.Plus la taille des grains est petite, plus la surface totale dela frontière, plus les dommages sont évidents et plus la limite d'élasticité est stable et constante.
Pour plus d'informations sur ce sujet, vous pouvez consulter mes colonnes précédentes, y compris "Material Grain Size Matters in Sheet Metal Bending", "How Metal Grain Size Affects Bending Operations" et "Material Grain Size on a Bending Die".dans la barre de recherche thefabricator.com.
L'emboutissage est certainement différent du formage par presse plieuse, mais il a beaucoup en commun, notamment la séparation des grains et la fissuration à l'extérieur du pli.Nous n'avons souvent pas d'autre choix que d'obéir au grain, mais il y a un certain nombre de choses que nous pouvons faire pour minimiser les effets néfastes de l'obéissance au grain.
Figure 2. Une courbure le long des fibres (c'est-à-dire lorsque la direction des fibres est perpendiculaire à la courbure) donne une courbure plus forte et est moins sujette à la fissuration.
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Heure de publication : 27 avril 2023