Il est important de bien tolérer les travaux de pliage de tôles pour que vos conceptions soient prêtes à être fabriquées. Cet article explique brièvement d'où viennent les variations et quelles sont les tolérances acceptables pour les opérations habituelles de l'atelier.
D'où viennent les variations
Le processus de pliage (formage) est un processus sans enlèvement de matière.
Dans les processus d'enlèvement de matière (comme l'usinage CNC), la géométrie usinée est principalement contrôlée par la précision des mouvements des outils de coupe. D'autres facteurs contribuent beaucoup moins à la précision finale des dimensions.
Tandis que dans le pliage des tôles métalliques, bien que les outils et les matrices puissent être fabriqués très précisément, les allongement de la matière, retours élastiques, et le sens du grain, etc. entrent tous en jeu. Tous ces facteurs doivent être pris en compte pour une tolérancement approprié des pièces en tôle.
En réalité, la épaisseur et dureté trempée des tôles métalliques variera d'une tôle à l'autre, ou même sur différentes zones au sein de la même tôle.
Par ailleurs, dans le processus de pliage de la tôle, le bord coupé ou le bord formé sont utilisés comme points de référence pour positionner la pièce, ces points de référence sont moins précis que les points de référence usinés par CNC.
Il est donc très important de connaître les tolérances appropriées. Cela permettra de produire vos pièces de tôle de manière efficace et à faible coût. Une tolérance excessive augmentera considérablement les travaux de contrôle et de tri, ce qui entraînera une hausse des prix et une baisse de la vitesse de production.
Variations de l'épaisseur du matériau
Dans la réalité, l'épaisseur de la tôle peut varier légèrement dans ses variations autorisées. Par exemple, l'épaisseur de la tôle peut varier légèrement dans ses variations autorisées :
- Acier laminé à froid de 2 mm : 1,90-1,97 mm
- Acier laminé à chaud de 5 mm : 4,60-4,80 mm pour les produits de marque ; 4,40-4,75 mm pour les produits sans marque (moins bonne qualité et meilleur marché).
Les variations d'épaisseur ont un impact majeur sur la précision des pièces finies.
Deux types de variations pour le pliage des tôles
1. Angulaire
Lorsque le poinçon (la matrice supérieure) est relâché, la pièce fléchit légèrement vers l'arrière. L'ampleur de la flexion n'est pas constante, elle dépend de la dureté et de l'épaisseur du matériau.
Si le rayon de courbure et la dureté du matériau sont choisis correctement, l'angle de courbure peut normalement être compris entre +/-0,5° et +/-1°.
Comment cela affecte-t-il les dimensions linéaires ?
Lorsque nous mesurons les dimensions linéaires, nous devons mesurer le côté le plus proche des courbes, car les mesures sur le côté le plus éloigné sont moins précises et moins cohérentes (voir les images ci-dessous).
2. Linéaire
Lors du processus de pliage, la zone pliée est étirée plus finement et devient plus longue (allongée). Là encore, l'allongement n'est pas uniforme en raison de l'irrégularité de l'épaisseur du matériau et du harnais, ce qui a entraîné une incohérence des dimensions.
Dimensions contrôlées ou non contrôlées
Les dimensions linéaires peuvent être classées en dimensions contrôlées et non contrôlées.
Les dimensions contrôlées sont directement dérivées du pliage en plaçant la tôle plate contre la jauge arrière, ce qui permet de mieux les contrôler.
Les dimensions non contrôlées sont obtenues indirectement à partir de 2 coudes ou plus, il convient de leur accorder des tolérances plus importantes.
Un exemple
Supposons que nous devions produire une pièce comme celle-ci, et qu'elle passe par deux étapes
Les dimensions contrôlées peuvent être maintenues à une tolérance plus étroite que les dimensions non contrôlées, comme indiqué ci-dessous :
Tolérances normales pour le pliage de tôles
Dans la pratique, les tolérances acceptables varient en fonction de nombreux facteurs, tels que l'épaisseur du matériau, l'étendue globale des dimensions, l'acier laminé à froid ou à chaud, etc. Il est plus rapide et plus facile d'examiner quelques exemples pour se faire une idée, puis de travailler avec votre ingénieur DFM pour déterminer les tolérances appropriées à chaque travail spécifique.
Condition sur les exemples ci-dessous: l'épaisseur de la matière est moins de 2mm, les pièces sont réalisées par découpe au laser et presse plieuse pliage.
Ces exemples donnent les “ zones de confort ” des tolérances, mais ils ne concernent que la production à grand volume lorsque les outils, le matériau et les processus ont été optimisés. Pour les petites séries de production, les tolérances peuvent encore devoir être assouplies.
Dimensions découpées au laser : ±0,10 à ±0,20 mm (plus précises)
Les dimensions découpées au laser incluent diamètre de trou, distance entre trous, distance trou-bord, longueur et largeur du flan, et ainsi de suite. Pour les grandes portées (comme 2 mètres), la tolérance peut augmenter jusqu'à ±1 mm.
Dimensions courbées : ±0,25 à ±2 mm (moins précis)
Les dimensions pliées incluent trou-pliage, pliage-bord, et pliage-pliage.
Les tolérances varient en fonction de la séquence de pliage. Les premiers pliages seront plus précis, car ils utilisent le bord coupé comme référence, les suivants utilisant le bord plié comme référence seront moins précis. La dernière dimension non contrôlée sera la moins précise.
Utilisation de l'arête de coupe comme plan de référence
Utilisation de l'arête courbe comme plan de référence
Conseil : Vous constaterez qu'il est difficile de maintenir les trou (ou autres caractéristiques) à plier ou trou à trou (après pliage) distances à une tolérance serrée. Lorsque des tolérances serrées pour celles-ci sont inévitables, ces trous (ou d'autres caractéristiques similaires) doivent être usinés par CNC après le pliage.
Hiérarchiser les tolérances
Si nous prenons des séquences de pliage différentes, nous pouvons obtenir des tolérances différentes sur chaque dimension. C'est pourquoi il est important d'indiquer quelles sont les dimensions clés, ou d'expliquer à votre fabricant comment les pièces fonctionnent dans leur assemblage.
Séquence de pliage 1
Avec cette séquence de pliage, la largeur du fond est de 80±1mm, tandis que la hauteur est de 22 ±0,50mm.
Séquence de pliage 2
Il s'agit d'une séquence de pliage anormale, des outils spéciaux sont nécessaires pour éviter que la pièce n'interfère avec la machine.
Avec cette séquence de pliage, la largeur du fond peut être maintenue à 80 ± 0,5 mm, mais la hauteur ne peut être que de 22 ± 1 mm.
Conclusion
Cet article a pour but de vous aider à comprendre ce que peut être la tolérance admissible pour vos pièces de tôle. Cependant, même pour un concepteur expérimenté, il peut être difficile et fastidieux de déterminer les tolérances pour chaque dimension. Une approche plus simple consiste à expliquer au fabricant ou à l'ingénieur DFM comment la pièce s'intègre et fonctionne dans l'assemblage, comment elle interagit avec les autres composants. Ils ont l'expérience ou peuvent fabriquer des montages d'inspection sur la base de vos informations et déterminer les tolérances les plus appropriées pour les dimensions clés.
Boyan Manufacturing Solutions possède une riche expérience dans la fabrication de tôles métalliques. Si vous avez des questions, veuillez laisser un message ci-dessous, ou envoyez vos dessins pour consultation.