Vue d'ensemble de la tôle

Fabrication de tôle :

La fabrication de tôle est un processus complet de travail à froid pour les tôles minces (généralement en dessous de 6 mm), comprenant le cisaillement, le poinçonnage, le pliage, le soudage, le rivetage, le formage par matrice et le traitement de surface. Sa caractéristique significative est que l'épaisseur de la même pièce est uniforme.

Méthodes de fabrication de tôle :

1. Fabrication sans matrice : Ce processus utilise des équipements tels que le poinçonnage CNC, la découpe laser, les cisailles, les plieuses et les riveuses pour traiter la tôle. Il est généralement utilisé pour la réalisation d'échantillons ou la production en petites séries et présente un coût plus élevé.

2. Fabrication par matrice : Ce processus utilise des matrices fixes pour traiter la tôle. Les matrices courantes comprennent les matrices de découpe et les matrices de formage. Il est principalement utilisé pour la production de masse et présente un coût plus faible.

Méthodes de traitement de la tôle :

1. Traitement sans moule : Ce processus utilise des équipements tels que le poinçonnage CNC, la découpe laser, les cisailles, les plieuses et les riveuses pour traiter la tôle. Il est généralement utilisé pour la réalisation d'échantillons ou la production en petites séries et est relativement coûteux.

2. Traitement par moule : Ce processus utilise des moules fixes pour traiter la tôle. Ceux-ci comprennent généralement les moules de découpe et les moules de formage. Il est principalement utilisé pour la production de masse et est relativement peu coûteux.

Flux de traitement de la tôle

l Découpe : poinçonnage CNC, découpe laser, cisaille ; Formage - pliage, étirage, poinçonnage : plieuse, presse, etc.

l Autres traitements : rivetage, taraudage, etc.

l Soudage

l Traitement de surface : peinture en poudre, électrodéposition, brossage, sérigraphie, etc.

Processus de fabrication de tôle - Découpe

Les méthodes de découpe de tôle comprennent principalement le poinçonnage CNC, la découpe laser, les cisailles et la découpe par matrice. Le poinçonnage CNC est actuellement la méthode la plus couramment utilisée. La découpe laser est principalement utilisée au stade du prototypage, mais son coût de traitement est élevé. La découpe par matrice est principalement utilisée pour la production de masse.

Ci-dessous, nous présenterons principalement la découpe de tôle par poinçonnage CNC.

Le poinçonnage CNC, également appelé poinçonnage à tourelle, peut être utilisé pour la découpe, le perçage de trous, l'étirage de trous et l'ajout de nervures, etc. Sa précision de traitement peut atteindre +/-0,1 mm. L'épaisseur de tôle que le poinçonnage CNC peut traiter est :

Tôle laminée à froid, tôle laminée à chaud <3,0 mm ;

Tôle d'aluminium <4,0 mm ;

Tôle en acier inoxydable <2,0 mm.

1. Il existe des exigences minimales de taille pour le poinçonnage. La taille minimale de poinçonnage est liée à la forme du trou, aux propriétés mécaniques du matériau et à l'épaisseur du matériau. (Voir figure ci-dessous)

2. Espacement des trous et distance par rapport au bord en poinçonnage CNC. La distance minimale entre le bord d'un trou poinçonné et la forme extérieure d'une pièce est soumise à certaines limitations en fonction de la forme de la pièce et du trou. Lorsque le bord du trou poinçonné n'est pas parallèle au bord extérieur de la pièce, cette distance minimale ne doit pas être inférieure à l'épaisseur du matériau t ; lorsqu'ils sont parallèles, elle ne doit pas être inférieure à 1,5t. (Voir figure ci-dessous)

3. Lors du perçage de trous, la distance minimale entre le trou percé et le bord est de 3T, la distance minimale entre deux trous percés est de 6T, et la distance de sécurité minimale entre le trou percé et le bord de pliage (intérieur) est de 3T + R (T est l'épaisseur de la tôle, R est le rayon de pliage).

4. Lors du poinçonnage de trous dans des pièces étirées, pliées et embouties, une certaine distance doit être maintenue entre la paroi du trou et la paroi droite. (Voir diagramme ci-dessous)

Technologie de traitement de tôle - formage

Le formage de tôle implique principalement le pliage et l'étirage.

1. Pliage de tôle

1.1. Le pliage de tôle utilise principalement des presses plieuses.

Précision de traitement de la presse plieuse :

Premier pli : +/-0,1 mm

Deuxième pli : +/-0,2 mm

Plus de deux plis : +/-0,3 mm

1.2. Principes de base de la séquence de pliage : Plier de l'intérieur vers l'extérieur, du petit au grand, plier d'abord les formes spéciales, puis les formes générales, en veillant à ce que le processus précédent n'affecte ni n'interfère avec les processus suivants.

1.3. Formes courantes d'outils de pliage :

1.4. Rayon de pliage minimum des pièces pliées : Lorsqu'un matériau est plié, la couche extérieure est étirée tandis que la couche intérieure est comprimée dans la zone du congé. Lorsque l'épaisseur du matériau est constante, plus le rayon intérieur (r) est petit, plus l'étirement et la compression sont sévères. Lorsque la contrainte de traction au congé extérieur dépasse la résistance ultime du matériau, des fissures et des ruptures se produiront. Par conséquent, la conception structurelle des pièces pliées doit éviter des rayons de congé de pliage excessivement petits. Les rayons de pliage minimum des matériaux couramment utilisés dans l'entreprise sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Tableau des rayons de pliage minimaux pour les pièces pliées :

1.5. Hauteur de bord droit des pièces pliées En général, la hauteur minimale du bord droit ne doit pas être trop petite. Exigence de hauteur minimale : h > 2t

Si la hauteur du bord droit h < 2t de la pièce pliée doit d'abord être augmentée, il faut alors augmenter la hauteur de pliage, puis usiner à la dimension requise après pliage ; ou bien une rainure peu profonde doit être usinée dans la zone de déformation de pliage avant le pliage.

1.6. Hauteur d'un bord droit avec un côté en biseau : Lorsqu'une pièce pliée a un côté en biseau, la hauteur minimale du côté est : h = (2~4)t > 3 mm

1.7. Distance des trous sur les pièces pliées : Distance des trous : Après le poinçonnage, le trou doit être positionné en dehors de la zone de déformation de pliage pour éviter la déformation pendant le pliage. La distance de la paroi du trou au bord de pliage est indiquée dans le tableau ci-dessous.

1.8. Pour les pièces pliées localement, la ligne de pliage doit éviter les zones de changements dimensionnels brusques. Lors du pliage partiel d'une section d'un bord, pour éviter la concentration de contraintes et la fissuration aux angles vifs, la ligne de pliage peut être déplacée à une certaine distance du changement dimensionnel brusque (Figure a), ou une rainure de processus peut être créée (Figure b), ou un trou de processus peut être poinçonné (Figure c). Noter les exigences dimensionnelles dans les figures : S>R, largeur de rainure k≥t ; profondeur de rainure L>t+R+k/2

1.9. Le bord biseauté d'un bord plié doit éviter la zone de déformation.

1.10. Exigences de conception pour les bords morts La longueur d'un bord mort est liée à l'épaisseur du matériau. Comme le montre la figure ci-dessous, la longueur minimale du bord mort L > 3,5t + R. Où t est l'épaisseur de paroi du matériau, et R est le rayon de pliage intérieur minimal de l'opération précédente (comme indiqué à droite sur la figure ci-dessous).

1.11. Ajout de trous de positionnement de processus : Pour assurer un positionnement précis de l'ébauche dans le moule et éviter le déplacement de l'ébauche pendant le pliage, ce qui entraîne des produits défectueux, des trous de positionnement de processus doivent être ajoutés à l'avance lors de la conception, comme le montre la figure ci-dessous. En particulier, pour les pièces qui sont pliées et formées plusieurs fois, les trous de processus doivent être utilisés comme référence de positionnement pour réduire les erreurs cumulatives et garantir la qualité du produit.

1.12. Des dimensions différentes entraînent une aptitude à la fabrication différente :

Comme le montre le diagramme ci-dessus, a) poinçonner le trou d'abord puis le plier facilite la garantie de la précision de la dimension L et facilite l'usinage. b) et c) si la précision de la dimension L est élevée, le pliage doit être effectué en premier, puis le trou est usiné, ce qui est plus compliqué.

1.13. Retour élastique des pièces pliées : De nombreux facteurs influencent le retour élastique, y compris les propriétés mécaniques du matériau, l'épaisseur de paroi, le rayon de pliage et la pression normale pendant le pliage.

Plus le rapport entre le rayon de l'angle intérieur et l'épaisseur de la tôle de la pièce pliée est grand, plus le retour élastique est important.

Presser des nervures de renforcement dans la zone de pliage améliore non seulement la rigidité de la pièce, mais aide également à supprimer le retour élastique.

2. Emboutissage de tôle

L'emboutissage de tôle est principalement réalisé par poinçonnage CNC ou poinçonnage conventionnel, nécessitant divers poinçons ou matrices d'emboutissage.

La forme de la pièce emboutie doit être aussi simple et symétrique que possible, et emboutie en une seule opération autant que possible.

Pour les pièces nécessitant plusieurs opérations d'emboutissage, les marques qui peuvent se former sur la surface pendant le processus d'emboutissage doivent être autorisées.

Tout en s'assurant que les exigences d'assemblage sont satisfaites, un certain degré d'inclinaison sur les parois latérales embouties doit être autorisé.

2.1. Exigences pour le rayon de congé entre le fond de la pièce étirée et la paroi droite :

Comme le montre la figure, le rayon de congé entre le fond de la pièce étirée et la paroi droite doit être supérieur à l'épaisseur de la tôle, c'est-à-dire r>t. Pour rendre le processus d'étirage plus fluide, r1 est généralement pris comme (3+5)t, et le rayon de congé maximal doit être inférieur ou égal à 8 fois l'épaisseur de la tôle, c'est-à-dire r1<8t.

2.2. Rayon de congé entre la bride et la paroi de la pièce emboutie :

Comme le montre la figure, le rayon de congé entre la bride et la paroi de la pièce d'emboutissage doit être supérieur à deux fois l'épaisseur de la tôle, c'est-à-dire r2 > 2t. Pour rendre le processus d'emboutissage plus fluide, r2 est généralement pris comme (5 - 10)t. Le rayon maximal de la bride doit être inférieur ou égal à 8 fois l'épaisseur de la tôle, c'est-à-dire r2 < 8t.

2.3. Rayon de congé entre la bride et la paroi de la pièce d'emboutissage : Comme indiqué sur la figure, le rayon de congé entre la bride et la paroi de la pièce d'étirage doit être supérieur à deux fois l'épaisseur de la tôle, c'est-à-dire r2 > 2t. Pour rendre le processus d'étirage plus fluide, r2 est généralement pris comme (5-10)t. Le rayon maximal de la bride doit être inférieur ou égal à huit fois l'épaisseur de la tôle, c'est-à-dire r2 < 8t.

2.4. Diamètre de la cavité intérieure des pièces embouties circulaires : Comme indiqué sur la figure, le diamètre de la cavité intérieure des pièces embouties circulaires doit être D > d + 10t afin que la plaque de pression ne se plisse pas pendant l'emboutissage.

2.5. Rayon de congé entre les parois adjacentes d'une pièce d'emboutissage rectangulaire : Comme indiqué sur la figure, le rayon de congé entre les parois adjacentes d'une pièce d'emboutissage rectangulaire doit être r3 > 3t. Pour réduire le nombre d'opérations d'emboutissage, r3 doit être aussi grand que possible, supérieur à H/5, afin de pouvoir l'emboutir en une seule fois.

2.6. Lors de la formation d'une pièce emboutie circulaire sans bride en une seule étape, la relation dimensionnelle entre sa hauteur et son diamètre doit répondre aux exigences suivantes :

Comme indiqué sur la figure, lors de la formation d'une pièce emboutie circulaire sans bride en une seule étape, le rapport de la hauteur H au diamètre d doit être inférieur ou égal à 0,4, c'est-à-dire H/d < 0,4.

2.7. Variation d'épaisseur des composants étirés : En raison des différents niveaux de contrainte à divers endroits, l'épaisseur du matériau dans un composant étiré change après l'étirage. Généralement, le centre du fond conserve son épaisseur d'origine, le matériau s'amincit aux coins arrondis du fond, le matériau s'épaissit près de la bride en haut, et le matériau s'épaissit aux coins arrondis des composants étirés rectangulaires. Lors de la conception de produits étirés, les dimensions sur le dessin du produit doivent indiquer clairement si les dimensions externes ou internes doivent être garanties ; les deux dimensions internes et externes ne peuvent pas être spécifiées simultanément.

3. Autres procédés de formage de tôle :

Nervures de renforcement —— Les nervures sont estampées sur les pièces en tôle pour augmenter la rigidité structurelle.

Persiennes —— Les persiennes sont couramment utilisées dans divers boîtiers ou enveloppes pour la ventilation et la dissipation thermique.

Bordage de trous (trous emboutis) —— Utilisé pour usiner des filetages ou améliorer la rigidité des ouvertures.

3.1. Nervures de renforcement :

Sélection de la structure et des dimensions des nervures de renforcement

Dimensions limites de l'espacement des poinçons et de la distance au bord des poinçons

3.2. Persiennes :

La méthode de formation des persiennes consiste à utiliser un bord du poinçon pour couper le matériau tandis que le reste du poinçon étire et déforme le matériau simultanément, formant une forme ondulée avec un côté ouvert.

Structure typique des persiennes. Exigences de taille des persiennes : a>4t ; b>6t ; h<5t ; L>24t ; r>0,5t.

3.3. Bordage de trou (trou d'étirage) :

Il existe de nombreux types de bordage de trou, le plus courant étant le bordage des trous internes destinés au filetage.

Technologie de fabrication de tôle – soudage

Dans la conception de structures soudées en tôle, le principe de 'disposition symétrique des soudures et points de soudure, évitant la convergence, l'agrégation et le chevauchement' doit être suivi. Les soudures et points de soudure secondaires peuvent être interrompus, tandis que les soudures et points de soudure principaux doivent être connectés. Les méthodes de soudage couramment utilisées dans le travail de la tôle comprennent le soudage à l'arc et le soudage par résistance.

1. Soudage à l'arc :

Il doit y avoir un espace de soudage suffisant entre les pièces en tôle. L'espace de soudage maximal doit être de 0,5 à 0,8 mm, et la soudure doit être uniforme et plate.

2. Soudage par résistance

La surface de soudure doit être plate et exempte de rides, de retour élastique, etc.

Les dimensions pour le soudage par points par résistance sont indiquées dans le tableau ci-dessous :

Espacement des joints de soudure par résistance

Dans les applications pratiques, lors du soudage de petites pièces, les données du tableau ci-dessous peuvent être utilisées comme référence. Lors du soudage de grandes pièces, l'espacement des joints peut être augmenté de manière appropriée, généralement pas moins de 40-50 mm. Pour les pièces non porteuses, l'espacement des joints peut être augmenté à 70-80 mm.

Épaisseur de la tôle t, diamètre du point de soudure d, diamètre minimum du point de soudure dmin, distance minimale entre points de soudure e. Si les plaques sont d'épaisseurs différentes, sélectionnez l'épaisseur en fonction de la plaque la plus mince.

Nombre de couches de plaque et rapport d'épaisseur pour le soudage par résistance

Le soudage par points par résistance implique généralement deux couches de plaque, avec un maximum de trois couches. Le rapport d'épaisseur de chaque couche dans le joint de soudure doit être compris entre 1/3 et 3.

Si trois couches sont nécessaires pour le soudage, le rapport d'épaisseur doit d'abord être vérifié. S'il est raisonnable, le soudage peut continuer. Sinon, envisagez de créer des trous ou des entailles de procédé, de souder deux couches séparément et d'échelonner les points de soudure.

Technologie de traitement des tôles métalliques - Traitement de surface

Le traitement de surface des tôles métalliques sert à la fois à la protection contre la corrosion et à la décoration. Les traitements de surface courants pour les tôles incluent : la peinture en poudre, la galvanisation électrolytique, la galvanisation à chaud, l'oxydation de surface, le brossage de surface et la sérigraphie. Avant le traitement de surface, il faut enlever l'huile, la rouille, les scories de soudure, etc., de la surface de la tôle.

1. Peinture en poudre :

Il existe deux types de revêtement de surface pour les tôles métalliques : la peinture liquide et la peinture en poudre. Nous utilisons couramment la peinture en poudre. Par des méthodes telles que la pulvérisation de poudre, l'adsorption électrostatique et la cuisson à haute température, une couche de peinture de différentes couleurs est pulvérisée sur la surface de la tôle pour améliorer son apparence et augmenter la résistance à la corrosion du matériau. C'est une méthode de traitement de surface couramment utilisée.

Remarque : Il y aura un léger écart de couleur entre les tôles revêtues par différents fabricants. Par conséquent, les tôles métalliques de même couleur produites sur le même équipement devraient idéalement être revêtues par le même fabricant.

2. Galvanisation électrolytique et galvanisation à chaud par immersion :

La galvanisation de la surface des tôles métalliques est une méthode courante de traitement anti-corrosion de surface, et elle améliore également l'apparence. La galvanisation peut être divisée en galvanisation électrolytique et galvanisation à chaud.

La galvanisation électrolytique produit un aspect plus brillant et plus lisse, et la couche de zinc est plus fine, ce qui la rend plus couramment utilisée.

La galvanisation à chaud produit une couche de zinc plus épaisse et crée une couche d'alliage zinc-fer, qui offre une résistance à la corrosion plus forte que la galvanisation électrolytique.

3. Anodisation de surface :

Cette section présente principalement l'anodisation de surface de l'aluminium et des alliages d'aluminium.

L'anodisation de surface de l'aluminium et des alliages d'aluminium peut produire diverses couleurs, servant à la fois à la protection et à la décoration. Simultanément, un film d'oxyde anodique se forme sur la surface du matériau. Ce film possède une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure, ainsi que de bonnes propriétés d'isolation électrique et thermique.

4. Brossage de surface :

Le matériau est placé entre les rouleaux supérieur et inférieur de la machine à brosser. Des bandes abrasives sont fixées aux rouleaux. Entraîné par un moteur, le matériau est forcé à travers les bandes abrasives, créant des lignes sur la surface du matériau. L'épaisseur des lignes varie selon le type de bande abrasive. L'objectif principal est d'améliorer l'apparence. Ce traitement de brossage de surface est généralement envisagé uniquement pour les matériaux en aluminium.

5. Sérigraphie :

La sérigraphie est le processus d'impression de diverses marques sur la surface des matériaux. Il existe généralement deux méthodes : la sérigraphie à plat et la tampographie. La sérigraphie à plat est principalement utilisée pour les surfaces planes, mais la tampographie est nécessaire pour les creux plus profonds.

La sérigraphie nécessite un moule de sérigraphie.

Le pliage des tôles métalliques nécessite de l'expérience ; observez comment les artisans expérimentés plient les tôles et pourquoi ils le font de cette façon. Pour en savoir plus sur les machines de cintrage ou les processus de cintrage, veuillez contacter notre équipe JUGAO CNC MACHINE.