La technologie de traitement des tôles métalliques ne cesse de s'améliorer, en particulier dans certaines applications telles que le pliage de l'acier inoxydable de précision, le pliage des pièces décoratives en acier inoxydable, le pliage des alliages d'aluminium, le pliage des pièces d'avion, le pliage des plaques de cuivre, etc., ce qui impose des exigences encore plus élevées en matière de qualité de surface de la pièce formée. Le processus de pliage traditionnel est plus susceptible d'endommager la surface de la pièce. La surface en contact avec le moule formera une empreinte ou une rayure visible, ce qui affectera l'esthétique du produit final et réduira le jugement de valeur de l'utilisateur sur le produit.

1.Raisons de l'indentation de pliage

Prenons l'exemple du pliage d'une pièce en forme de V. Le pliage de tôle est un procédé de formage dans lequel la tôle métallique subit d'abord une déformation élastique puis entre en déformation plastique sous la pression du poinçon ou de la matrice de la plieuse. Au stade initial du pliage plastique, la tôle est pliée librement. Lorsque le poinçon ou la matrice presse la tôle, la tôle et la surface intérieure de la rainure en V de la matrice se rapprochent progressivement, et le rayon de courbure et le bras de levier de pliage diminuent progressivement. Continuez à pressuriser jusqu'à ce que la course se termine, de sorte que la matrice et la tôle soient en contact complet en trois points, et un pli en V est alors terminé.

Pendant le pliage, la tôle métallique sera comprimée par la matrice de pliage et subira une déformation élastique, et le point de contact entre la tôle et la matrice glissera au fur et à mesure que le processus de pliage avance. Pendant le processus de pliage, la tôle connaîtra deux étapes distinctes : la déformation élastique et la déformation plastique. Il y aura également un processus de maintien de la pression pendant le pliage (contact à trois points entre la matrice et la tôle), donc trois lignes d'indentation se formeront après l'achèvement du processus de pliage. Ces lignes d'indentation sont généralement causées par l'extrusion et la friction entre la tôle et l'épaulement de la rainure en V de la matrice, c'est pourquoi elles sont appelées indentations d'épaulement. Les principales raisons de la formation des indentations d'épaulement peuvent être simplement classées dans les catégories suivantes.

1.Méthode de pliage

Comme il a été mentionné précédemment que la génération de l'indentation de l'épaule est liée au contact entre la tôle et l'épaule de la rainure en V de la matrice, les différents écarts entre le poinçon et la matrice pendant le processus de pliage affectent la contrainte de compression sur la tôle, et la probabilité et le degré d'indentation seront également différents. Dans les mêmes conditions de rainure en V, plus l'angle de pliage de la pièce pliée est grand, plus la déformation en traction de la tôle métallique est importante, et plus la distance de frottement de la tôle métallique sur l'épaule de la rainure en V est longue; de plus, plus l'angle de pliage est grand, plus le temps pendant lequel le poinçon exerce une pression sur la tôle est long, et plus l'indentation causée par ces deux facteurs est évidente.

b.Structure de la rainure en V de la matrice

Lors du pliage de tôles métalliques d'épaisseurs différentes, la largeur de la rainure en V sélectionnée est également différente. Dans les mêmes conditions de poinçonnage, plus la taille de la rainure en V de la matrice est grande, plus la taille de la largeur d'empreinte est grande. En conséquence, la friction entre la tôle métallique et l'épaulement de la rainure en V de la matrice est moindre, et la profondeur de l'empreinte est naturellement réduite. À l'inverse, plus l'épaisseur de la tôle est fine, plus la rainure en V est étroite, et plus l'empreinte est visible.

En parlant de friction, un autre facteur lié à la friction que nous devons considérer est le coefficient de friction. L'angle R de l'épaulement de la rainure en V de la matrice est différent, et la friction causée à la tôle pendant le processus de pliage de la tôle est également différente. D'autre part, du point de vue de la pression exercée par la rainure en V de la matrice sur la tôle, plus l'angle R de la rainure en V de la matrice est grand, plus la pression entre la tôle et l'épaulement de la rainure en V de la matrice est faible, et plus l'indentation est légère, et vice versa.

c.Degré de lubrification de la rainure en V de la matrice

Comme mentionné précédemment, la surface de la rainure en V de la matrice entrera en contact avec la tôle et produira une friction. Lorsque le moule est usé, la partie de contact entre la rainure en V et la tôle deviendra de plus en plus rugueuse, et le coefficient de friction deviendra de plus en plus grand. Lorsque la tôle glisse sur la surface de la rainure en V, le contact entre la rainure en V et la tôle est en réalité le contact ponctuel entre d'innombrables points convexes rugueux et la surface, donc la pression sur la surface de la tôle augmentera en conséquence, et l'indentation sera plus évidente.

D'autre part, si la rainure en V de la matrice n'est pas nettoyée avant le pliage de la pièce, les débris résiduels sur la rainure en V provoqueront souvent des indentations visibles sur la tôle. Cette situation se produit généralement lorsque l'équipement plie des tôles galvanisées, des tôles en acier au carbone et d'autres pièces.

2. Application de la technologie de pliage sans marque

Puisque nous savons que la principale raison de la marque de pliage est la friction entre la tôle et l'épaulement de la rainure en V de la matrice, nous pouvons partir d'une réflexion axée sur la cause et utiliser la technologie de processus pour réduire la friction entre la tôle et l'épaulement de la rainure en V de la matrice. Selon la formule de friction f=μ·N, les facteurs qui affectent la friction sont le coefficient de friction μ et la pression N, et les deux sont proportionnels à la friction. En conséquence, les plans de processus suivants peuvent être formulés.

a.Utiliser des matériaux non métalliques pour l'épaulement de la rainure en V de la matrice

La méthode traditionnelle consistant simplement à augmenter l'angle R de l'épaulement de la rainure en V du moule n'est pas très efficace pour améliorer l'indentation de pliage. Du point de vue de la réduction de la pression dans la paire de friction, il est possible d'envisager de changer l'épaulement de la rainure en V en un matériau non métallique plus tendre que la tôle, comme le nylon, l'élastomère PU, etc., tout en garantissant l'effet d'extrusion requis initialement. Considérant que ces matériaux s'usent facilement et doivent être remplacés régulièrement, il existe actuellement plusieurs structures de rainure en V utilisant ces matériaux, comme le montre la figure.

b.Changer l'épaulement de la rainure en V de la matrice en une structure à bille et rouleau

Basé également sur le principe de réduction du coefficient de frottement de la paire de friction entre la tôle et la rainure en V de la matrice, la paire de friction glissante de la tôle et de l'épaulement de la rainure en V de la matrice peut être transformée en une paire de friction roulante, réduisant ainsi considérablement la force de frottement sur la tôle et évitant efficacement l'apparition d'indentations de pliage. Actuellement, ce procédé est largement utilisé dans l'industrie des moules, et le moule de pliage sans bille en est un exemple d'application typique.

Afin d'éviter le frottement rigide entre le rouleau et la rainure en V du moule de cintrage sans soudure à roulement à billes, et aussi pour faciliter la rotation et la lubrification du rouleau, des billes sont ajoutées, permettant ainsi de réduire la pression et le coefficient de frottement simultanément. Par conséquent, les pièces traitées par le moule de cintrage sans soudure à roulement à billes peuvent pratiquement ne présenter aucune indentation visible, mais l'effet de cintrage sans soudure sur des plaques molles comme l'aluminium et le cuivre n'est pas bon. D'un point de vue économique, puisque la structure du moule de cintrage sans soudure à roulement à billes est plus complexe que celle des plusieurs structures de moules mentionnées ci-dessus, le coût de traitement est élevé et la maintenance est difficile, c'est également un facteur que les gestionnaires d'entreprise doivent prendre en compte lors de la sélection.

c.L'épaulement de la rainure en V de la matrice est changé en une structure à bascule

Il existe un autre type de moule dans l'industrie qui utilise le principe de rotation du point d'appui pour réaliser le pliage des pièces en retournant l'épaulement de la matrice. Ce moule modifie la structure traditionnelle en V de la matrice stéréotypée et configure les surfaces inclinées des deux côtés de la rainure en V en un mécanisme de retournement. Lorsque le poinçon presse la tôle, le mécanisme de retournement des deux côtés de la matrice est retourné vers l'intérieur depuis le sommet du poinçon avec l'aide de la pression du poinçon, de sorte que la tôle est pliée et formée. Dans ces conditions de travail, la tôle et la matrice ne produisent pas de frottement de glissement local évident, mais se rapprochent du plan de retournement et du sommet du poinçon pour éviter les empreintes sur les pièces. La structure de ce moule est plus compliquée que les structures précédentes, avec un ressort de tension et une structure de plaque de retournement, et les coûts de maintenance et de traitement sont plus élevés.

d.La rainure en V de la matrice est isolée de la tôle

Les méthodes mentionnées ci-dessus visent toutes à obtenir un pliage sans soudure en changeant le moule de pliage. Pour les gestionnaires d'entreprise, il n'est pas conseillé de développer et d'acheter un nouvel ensemble de moules pour réaliser le pliage sans soudure de pièces individuelles. Du point de vue du contact par frottement, tant que le moule et la tôle sont séparés, le frottement n'existe pas. Par conséquent, sans changer le moule de pliage, un pliage sans soudure peut être réalisé en utilisant un film souple pour empêcher le contact entre la rainure en V de la matrice et la tôle. Ce film souple est également appelé film de pression sans soudure pour pliage, et les matériaux sont généralement le caoutchouc, le PVC (chlorure de polyvinyle), le PE (polyéthylène), le PU (polyuréthane), etc. Les avantages du caoutchouc et du PVC sont les faibles coûts des matières premières, et les inconvénients sont qu'ils ne sont pas résistants à la pression, ont une mauvaise performance de protection et une courte durée de vie; le PE et le PU sont d'excellents matériaux d'ingénierie, et le film de pression pour pliage sans soudure produit avec eux comme matériau de base a une bonne résistance à la déchirure, donc il a une longue durée de vie et une bonne protection.

Le film de protection contre la flexion joue principalement un rôle tampon entre la pièce et l'épaulement de la matrice, compensant la pression entre le moule et la tôle, empêchant ainsi la pièce de produire des empreintes lors de la flexion. Lors de son utilisation, il suffit de placer le film de flexion sur la matrice, ce qui présente les avantages d'un coût faible et d'une utilisation facile. L'épaisseur du film d'emboutissage sans flexion actuellement sur le marché est généralement de 0,5 mm, et la taille peut être personnalisée selon les besoins. Le film d'emboutissage sans flexion peut généralement atteindre une durée de vie d'environ 200 flexions sous une pression de 2t, et possède une forte résistance à l'usure, une forte résistance à la déchirure, d'excellentes performances de flexion, une haute résistance à la traction et un allongement à la rupture, ainsi qu'une résistance aux huiles lubrifiantes et aux solvants hydrocarbonés aliphatiques.

La concurrence sur le marché dans l'industrie de la transformation de tôle est très féroce. Si les entreprises veulent se faire une place sur le marché, elles doivent continuellement améliorer leur technologie de transformation. Non seulement la fonctionnalité du produit doit être atteinte, mais il faut aussi prendre en compte la facilité de fabrication et l'esthétique du produit, ainsi que l'efficacité économique de la transformation. En appliquant des méthodes de processus plus efficaces et économiques, le produit peut être rendu plus facile à fabriquer, plus économique et plus beau.