Stamping Die Essentials : conception de bande de support pour matrices progressives dans le formage des métaux

Jul 21, 2023

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Note de l'éditeur : il s'agit du troisième d'une série d'articles présentant les principes fondamentaux de la conception et de la construction des matrices d'emboutissage. Découvrez également les première et deuxième parties de cette série.

Dans mon article précédent, j'ai discuté de la conception des matrices pour une élimination efficace des déchets, de la conception de la bande de support pour les matrices progressives, de l'utilisation d'un système de transfert pour transférer la pièce d'une station à l'autre et des paramètres de presse. Examinons maintenant les paramètres de conception d'une bande de support pour une matrice progressive.

Dans une filière progressive, une bande de matériau est alimentée en continu et séquencée à travers diverses opérations de découpe et de formage jusqu'à ce qu'une ou plusieurs pièces terminées soient réalisées.

Pour que la pièce puisse se déplacer de station en station, elle est liée à une partie du matériau de base utilisé pour sa fabrication. Ce matériau supplémentaire à l'extérieur de la pièce, appelé bande de support, est découpé et jeté comme ferraille une fois la pièce terminée.

Les bandes porteuses varient en fonction de l'opération effectuée dans la filière progressive.

Un support solide (voir Figure 1) est généralement utilisé pour les opérations de base de découpe et de pliage. Il ne permet aucun mouvement vertical des pièces ; la bande entière doit rester plate et droite pendant toute la course de la presse. Le fait d'avoir des stations à différentes hauteurs dans l'outil entraînera une longueur de pas ou une distance incohérente entre chaque pièce. Les supports solides ne peuvent être utilisés que lorsqu'il y a très peu ou pas de métal circulant ou se déplaçant dans la géométrie de la pièce.

Un support en bande extensible (voir Figure 2) est plus adapté aux applications impliquant beaucoup de formage en profondeur, d'emboutissage ou de gaufrage, ainsi que de multiples réductions. Il permet au métal de circuler librement sans perturber la distance centrale entre chacune des pièces, et il fonctionne avec des stations de matrices progressives de différentes hauteurs.

Gardez à l’esprit que même si une grande partie du métal a été retirée autour du flan, le support n’est pas nécessairement un support étirable. Par exemple, la conception du support illustrée à la figure 3 est souvent décrite comme un support extensible, mais elle ne permet pas le flux de métal vers l'intérieur ni le mouvement de haut en bas de chaque pièce indépendamment.

Même si le support doit être conçu pour fléchir avec le mouvement du métal, il doit également rester suffisamment solide pour résister à la flexion pendant le processus d'alimentation. Il faut environ 10 % du poids de la pièce pour la déplacer horizontalement. Par exemple, si la pièce finie pèse 1 lb, 1/10 lb de force est nécessaire pour la déplacer. S'il y a huit progressions, la résistance totale de chaque support ou fixation flexible doit résister à 8 lb. de force sans se plier.

Aucune formule n'existe pour déterminer la résistance du support, utilisez donc votre jugement en fonction du type et de l'épaisseur du matériau. Si un support est conçu et construit trop faiblement, vous pouvez ajouter des nervures de renforcement avant ou après le processus de découpe pour augmenter sa résistance.

Le développement du transporteur est un processus relativement simple ; la clé est de développer suffisamment de longueur de ligne dans la bande de fixation pour permettre la flexibilité nécessaire. Deux méthodes principales sont utilisées pour développer le support : un logiciel de simulation et une découpe manuelle en cire.

Un logiciel de simulation simule l’étirement du support de manière efficace et précise. Il peut fournir des résultats de support critiques pour un nombre infini de types et d’épaisseurs de matériaux. La figure 4 montre une simulation d'un support d'attache déformé lors d'un processus d'emboutissage profond. La bande flexible se déforme à la fois horizontalement et verticalement. Cette simulation fournit des données comprenant l'épaisseur finie, la géométrie et la probabilité de déchirure. De plus, un logiciel de simulation peut prendre en compte tout écrouissage ou écrouissage du support pouvant survenir lors de la déformation.

La découpe à la cire est une méthode manuelle pour développer un support. Cela nécessite une feuille de cire d'abeille, un couteau bien aiguisé ou un traceur et une forme de test de support proposée. La cire est découpée à la forme proposée de la bande de fixation et étirée manuellement horizontalement et verticalement comme le sera le métal. Si la cire se brise pendant ce processus, le métal se brisera probablement aussi.