Conception de perçage de matrice d'estampage

La conception du perçage des matrices d'estampage

• Le découpage est un processus d'emboutissage qui utilise des matrices pour séparer la tôle, comprenant principalement le découpage (pour produire des pièces) et le perçage (pour créer des trous).
• Le processus de cisaillage d'une pièce (ou d'un flan) de la forme requise à partir d'une tôle est appelé découpage, tandis que le processus de création d'un trou de la forme requise dans une pièce est appelé perçage.
• La matrice utilisée pour les processus de découpage est appelée matrice de découpage et de perçage. Il peut être utilisé pour produire des pièces ou pour préparer des ébauches pour des étapes ultérieures telles que le pliage, l'emboutissage et le formage.

Caractéristiques de déformation des matrices d'estampage

• L'ensemble du processus de découpage peut être divisé en trois étapes : l'étape de déformation élastique, l'étape de déformation plastique et l'étape de rupture par cisaillement.

Étape de déformation élastique : Sous la pression appliquée par le poinçon, le matériau subit une flexion élastique et pénètre légèrement dans le bord de la matrice, comme le montre la figure ci-dessous.

Étape de déformation plastique : la contrainte exercée sur le matériau a dépassé sa limite élastique. À ce stade, le poinçon pénètre dans le matériau tandis que le matériau pénètre simultanément dans la matrice. En raison de la résistance du matériau à l'intrusion du poinçon et de la matrice, un moment de flexion M est généré, comme le montre le schéma suivant.

Étape de rupture par cisaillement : la contrainte près du bord de la cavité de la matrice atteint d'abord la résistance au cisaillement du matériau, provoquant l'apparition de fissures au bord de la matrice. À ce stade, le matériau proche du bord du poinçon reste dans un état plastique et le poinçon continue de pénétrer dans le matériau (Figure a). Par la suite, des fissures se développent également dans le matériau au niveau du bord du poinçon. Lorsque le jeu unilatéral z/2 entre le poinçon et la matrice est approprié, les fissures de cisaillement provenant à la fois du poinçon et de la matrice se propagent et coïncident, séparant ainsi la pièce découpée de la matière (Figure b). Après séparation, le poinçon continue son mouvement pour pousser la pièce découpée dans la cavité de la matrice (Figure c).

Surface cisaillée : La surface résultant du découpage, comme le montre la figure ci-dessous, présente trois zones distinctes sur le trou poinçonné : un coin légèrement arrondi au sommet appelé roll-over (zone de déformation), suivi d'une surface lisse et brillante formée par cisaillement appelée zone brunie, et enfin une surface rugueuse créée par déchirement appelée zone de fracture. Sur les rebuts, trois zones similaires apparaissent, mais dans l'ordre inverse de leur répartition.

Surface cisaillée et jeu sur la matrice d'estampage

Type I – Grand jeu, grand retournement (R), grand angle (a), bavures importantes (déchirure par traction).

Type II – Jeu relativement important, retournement relativement important (R), angle normal (a), bavures normales.

Type III – Dégagement modéré, retournement réduit (R), angle normal (a), bavures normales.

Type IV – Petit jeu, retournement réduit (R), angle normal (a), bavures allant de normales à augmentées.

Type V – Très petit jeu, très petit retournement (R), très petit angle (a), bavures accrues (à la fois déchirure par traction et extrusion par compression).

• La figure de la page précédente illustre les changements dans la surface cisaillée sous différents jeux, le jeu diminuant progressivement du type I au type V. Le type III représente un jeu optimal. Cette surface est constituée d'une zone brunie et d'une zone de fracture, accompagnées d'un retournement (R) et de bavures. Les bavures causées par une contrainte de traction sont appelées déchirures par traction. La zone de fracture présente un angle (a).

• Dans le type II, le retournement (R) augmente par rapport au type III, tandis que l'angle (a) reste largement inchangé et la déchirure par traction est toujours normale.

• Si le jeu est encore élargi (Type I), le retournement (R) et l'angle (a) augmentent de manière significative, la déchirure par traction s'aggrave et une déformation de la pièce se produit.

• Dans le type IV, le retournement (R) diminue par rapport au type III, mais l'angle (a) est similaire. En raison du jeu réduit, des points brillants apparaissent dans la zone de fracture, des bavures sont modérées et des bavures d'extrusion par compression apparaissent en plus des déchirures par traction.

• Le type V présente un retournement extrêmement faible (R), presque aucun angle (a), une alternance de couches de zones brunies et de fractures et une augmentation des bavures (à la fois déchirure par traction et extrusion par compression). La hauteur des bavures d'extrusion est liée à la netteté du bord de la filière : plus le bord est pointu, plus la hauteur des bavures d'extrusion est faible.

Grâce à l'analyse de la technologie du processus d'emboutissage , à l'ajustement des paramètres et à l'optimisation des pièces moulées, les cycles d'essai des moules peuvent être considérablement raccourcis, maximisant ainsi la rentabilité de l'entreprise et améliorant la compétitivité du marché.