Emboutissage et emboutissage profond

L’emboutissage est un procédé de formage de tôle utilisé pour créer des formes tridimensionnelles à partir d’un flan unique, sans chevauchement, ni joints, ni aucun autre moyen permettant à la pièce de conserver sa forme.

Un flan de tôle est «étiré» radialement dans une matrice de formage ou par-dessus un poteau rigide, par une presse mécanique ou hydraulique pour donner une boîte sans joint ou sous une autre forme, par ex. éviers, réservoirs de gaz, boîtiers pour filtres à huile moteur, casseroles et poêles.

Soit un flan ronde prédécoupée est placée dans la matrice d’emboutissage, soit la bobine est introduite dans une matrice d’emboutissage composée, et le rond requis est ébauchée à l’instant qui précède le début de l’emboutissage. Le diamètre du flan est prédéterminé par calcul et / ou expérimentation. Dans la région du serre-flan, la zone externe du flan (à l’exception de l’ouverture d’emboutissage) subit une contrainte d’emboutissage radiale et une contrainte de compression tangentielle dues aux propriétés de rétention du matériau.

Imaginez la pièce à emboutir en tant que moyeu d’une roue de vélo et que les rayons représentant les forces appliquées sur le serre-flan pendant l’emboutissage, comme indiqué sur l’image ci-dessous. Effrénées, ces contraintes de compression produiraient ce que l’on appelle les «frisures». Celles-ci peuvent être évitées en utilisant un serre-flan, dont la fonction est de contrôler le flux de matière au fur et à mesure que la pièce est emboutie.

S’il vous plaît regarder la vidéo ci-dessous du processus d’emboutissage et emboutissage profond.

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D’autres opérations telles que le poinçonnage et le rognage du rebord peuvent parfois être combinées avec le processus d’emboutissage.

Procédé d’emboutissage profond

Lorsque la hauteur de la pièce approche ou dépasse son diamètre ou sa largeur minimale, le processus est appelé emboutissage en profond. Ceci est réalisé en ré-emboutissant la pièce à travers une série de matrices ou d’opérations de « ré-emboutissage », dans lesquelles le matériau est prélevé par le dessus, puis reformé et légèrement étiré pour fournir la profondeur supplémentaire requise (montré à 0:17 – 0: 37 dans la vidéo Emboutissage et Emboutissage Profond ci-dessus).
Les photos montrent le ré-emboutissage nécessaires pour fabriquer une coque en aluminium de 6 po de diamètre x 11″ de haut à partir d’un flan de 18-1/8″ de diamètre.

Matériaux d’emboutissage Profond

De nombreux métaux différents peuvent être emboutis. L’acier laminé à froid, l’acier inoxydable, le cuivre, le laiton, l’aluminium et d’autres matériaux sont possibles utilisant le procédé d’emboutissage profond en estampage de métal.

Les quatre classes principales de tôles et de feuillards en acier à faible teneur en carbone disponibles sont les aciers commerciaux (CS), les aciers d’emboutissage (DS), les aciers d’emboutissage profond (DDS) et les aciers d’emboutissage extra-profond (EDDS), également appelés IF ou acier libre interstitiel, dont chacun augmente sa «capacité d’emboutissage», mais aussi à un coût croissant.

Les principaux facteurs suivants affectent le choix de la nuance et de la qualité des tôles et feuillards en acier à faible teneur en carbone pour l’emboutissage profond.

  1. Importance de l’emboutissage déterminée par la quantité de la réduction.
  2. Épaisseur du matériel.
  3. Forme de la pièce (ronde, rectangulaire ou conique)
  4. Exigences de collerette
  5. Exigences de repassage
  6. Finition souhaitée
  7. Taille des grains
  8. Vitesse de la presse
  9. Disponibilité du materiel
  10. Coût.

Presses d’emboutissage profond

Une variété de presses à emboutissage profond, chacune ayant des capacités différentes, sont utilisées pour produire des pièces embouties en estampage de métal.

Mécanique ou hydraulique, la presse nécessite le tonnage ou la force requise pour emboutir la pièce. La vitesse du piston est un autre facteur déterminant pour décider quelle presse de tonnage convient le mieux, laquelle ne doit pas dépasser la vitesse d’emboutissage du matériau. La presse doit également être équipée d’un coussin de matrice, qui est généralement situé sous le plateau de la presse, afin de fournir une pression sur le serre-flan afin de contrôler le flux de matériau sur le rayon de la matrice; trop peu de pression peut entraîner des plis, tandis qu’une pression trop forte peut limiter l’écoulement de la matière au point de provoquer des fissures ou des déchirures.

Types de station d’emboutissage profond

Le processus d’emboutissage profond comprend de nombreux processus individuels plus petits. Ceux-ci peuvent inclure:

  • Découpage: Le découpage consiste à découper initialement la feuille ou la bobine de tôle en formes ronds ou profilés plats, appelés flans, nécessaires à l’emboutissage profond.
  • Emboutissage: L’emboutissage est le processus de formage du métal avec un poinçon et une matrice et constitue le cœur du processus d’emboutissage profond. L’emboutissage est souvent réalisé progressivement avec une série plus petite de matrices qui réduisent la forme et augmentent la profondeur de la pièce.
  • Découpage du flan et emboutissage: combine les opérations de découpage et d’emboutissage dans une matrice composée.
  • Perçage: Le perçage consiste à percer des trous dans le stock de métal nécessaires à la pièce finie.
  • Rognure: Dans le procède de rognure, l’excès de métal nécessaire pour emboutir la pièce est enlevée de la pièce finie.

Lorsque les quantités le justifient, les pièces embouties sont fabriquées dans une matrice progressive où elles sont portées sur une bande en acier comme indiqué dans la photo.

Au fur et à mesure que le matériau avance dans la matrice et le processus de formage, la pièce peut recevoir des opérations supplémentaires telles que:

  • Beading: Le matériau est déplacé pour créer un anneau de matériau de diamètre supérieur ou inférieur au diamètre du corps d’origine d’une pièce, souvent utilisé pour créer des sièges à joint torique.
  • Perçage: Une partie ronde ou en forme de métal est découpée dans la pièce.
  • Renflement: Une partie du diamètre de la pièce est forcée de dépasser de la géométrie environnante.
  • Frappe: Le matériau est déplacé pour former des formes spécifiques dans la pièce.
  • Curling: Le métal est roulé sous une matrice de curling pour créer un bord roulé.
  • Extrusion: Lorsqu’un trou pilote est percé, un poinçon de plus grand diamètre est poussé, ce qui provoque au métal de s’étendre et croît en longueur.
  • Repassage: Processus visant à réduire l’épaisseur de paroi des pièces.
  • Retrait: Le diamètre d’une partie de la pièce est réduit à un diamètre inférieur au diamètre principal.
  • Entaille: Une entaille (ronde, carrée ou en forme) est découpée dans l’extrémité ouverte de la pièce.
  • Formation de nervures: implique la création d’une côte saillante vers l’intérieur ou l’extérieur.
  • Perçage latéral: Des trous sont percés dans la paroi latérale de la partie emboutie.
  • Estampage / marquage: Généralement utilisé pour mettre une identification ou des marques sur une pièce.
  • Filetage: À l’aide d’une roue et d’un arbre, les filets forment une pièce.
  • Découpe: Le métal en excès nécessaire pour emboutir la pièce est coupé de la pièce finie.

Comparison de l’emboutissage et de l’emboutissage profond avec le procédé de repoussage:

Avantage:

  1. Finition de surface: Contrairement au repoussage qui laisse souvent une finition de surface médiocre contenant ce qu’on appelle des «vrille», le processus d’emboutissage et d’emboutissage profond laisse généralement une finition beaucoup plus fine et uniforme.
  2. Précision: Les pièces embouties et embouties profond présentent généralement moins de variations dimensionnelles et des tolérances beaucoup plus strictes.
  3. Forme: Le repoussage est limité aux formes rondes, tandis qu’une pièce emboutie profond peut être carrée, rectangulaire ou un mélange de profils (par exemple, des réservoirs d’essence), soumis bien entendu aux limites de contrainte et de déformation du matériau utilisé et à la forme souhaitée.
  4. Coût à l’unité: En raison des taux de production beaucoup plus rapides par rapport au repoussage, une pièce embouti coûtera presque toujours moins cher.

Inconvenient:

  1. Coût d’outillage: Les matrices d’emboutissage, en fonction de leur complexité, peuvent devenir très coûteuses, leur justification étant basée sur les volumes projetés, ainsi que sur les autres

Conclusion

Travailler avec un estampeur de métal réputé, expérimentée, possédant une expérience en emboutissage, emboutissage profond et un outillage existant, constitue votre meilleure chance de tirer profit de ce processus. Rappelez-vous que plus votre conception est flexible, plus il est probable que le nombre de ré-emboutissage nécessaires sera réduit, de même que de capitaliser sur l’outillage existant du fabricant, éventuellement avec une modification minimale de l’outillage.

Pour plus d’information s’il vous plaît contacter TriparTech@TriparInc.com.

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