Blog

Mar 25, 2024

Die Science : Résoudre les problèmes de poinçonnage et d'écaillage des matrices

Les emboutisseurs et les constructeurs d'ajusteurs découpent et forment des aciers avec des résistances plus élevées que jamais, qui continuent d'augmenter chaque année. Il y a vingt-cinq ans, si un métal avait une résistance à la traction de 60 000

Les emboutisseurs et les constructeurs d'ajusteurs découpent et forment des aciers avec des résistances plus élevées que jamais, qui continuent d'augmenter chaque année. Il y a vingt-cinq ans, si un métal avait une résistance à la traction de 60 000 livres par pouce carré (PSI), il était considéré comme « à haute résistance » et difficile à couper et à former. Aujourd'hui, il n'est pas rare que les emboutisseurs forment des métaux ayant une résistance à la traction supérieure à 174 000 PSI.

Ces métaux à plus haute résistance nécessitent des forces et une énergie plus importantes pour être formés et coupés. Par la suite, la découpe de métaux à haute résistance augmente les chocs qui se produisent sur les sections et les composants de découpe. Des charges de choc excessives sur les poinçons et les matrices provoquent souvent un écaillage prématuré des arêtes de coupe, voire des fissures.

Statistiquement parlant, la cause première de l’écaillage des poinçons est le type de presse. Certains types de presses, même neuves ou en parfait état de fonctionnement, ne sont pas adaptées aux applications de précision à fort tonnage. Les presses Gap-frame et C-frame en sont deux exemples typiques. Bien que ces types de presses soient très populaires et largement utilisés, elles présentent souvent des taux de déflexion élevés lorsqu’elles sont soumises à des forces proches de leur capacité. En d’autres termes, lorsque le tonnage sur le vérin augmente, la quantité de déflexion du vérin par rapport à la traverse augmente, ce qui entraîne un mauvais alignement du poinçon de perçage et de la section de coupe.

La plupart des presses à cadre à espacement sont conçues pour la déviation par pouce de profondeur de gorge. Par exemple, si vous disposez d'une presse à châssis avec un lit de 24 pouces de profondeur évalué à 100 tonnes et que vous calculez la déflexion du vérin vers la traverse lorsque 100 tonnes sont appliquées à la presse, le vérin pourrait ne pas être parallèle au renforcer jusqu'à 0,048 po. Ce calcul utilise un taux de déflexion de 0,002 po par pouce de profondeur de gorge. La plupart des anciennes presses à cadre à espacement sont évaluées entre 0,0015 et 0,002 pouces. déviation par pouce de profondeur de gorge.

Les vibrations de la presse constituent également un problème avec les presses à espacement, en particulier lors de l'utilisation de poinçons en carbure monobloc. Bien que le carbure soit extrêmement résistant à l’usure, sa capacité à absorber les chocs et les vibrations est très faible.

Dans la mesure du possible, utilisez une presse à côté droit ou à cadre caisson. Ces presses fléchissent généralement 12 fois moins qu'une presse à cadre à espacement. Le système de guidage d'une presse à côté droit est généralement plus précis et plus rigide que celui d'une presse à cadre à espacement.

L'utilisation d'une presse à servomoteur peut également réduire l'écaillage des poinçons car, contrairement à une presse à manivelle conventionnelle, une presse à servomoteur peut ralentir le coulisseau au point où les poinçons de coupe entrent en contact avec le matériau en feuille, ce qui réduit la charge de choc de la découpe. sections. Et contrairement à une presse à manivelle conventionnelle, une presse servo dispose généralement de toute l'énergie disponible à ce point de contact, ce qui en fait une machine idéale de découpe et de formage des métaux.

N'oubliez pas que tout le travail effectué dans une presse est mieux adapté pour avoir lieu directement sous le vérin et idéalement dans les limites du charançon du vérin. Évitez que les matrices s'étendent au-delà de la surface du vérin et du support, car cela entraînerait très probablement le basculement et la déviation importante du vérin, en particulier si la découpe ou le formage a lieu dans la zone en surplomb.

Et voici un conseil concernant le basculement : si vous ne savez pas si votre vérin de presse bascule, rebondit, saute ou dévie, prenez une vidéo au ralenti du cycle de presse et regardez-la attentivement.

En cas d'écaillage du poinçon, choisissez un acier à outils offrant une résistance élevée aux chocs. L'acier à outils conventionnel le plus populaire, doté d'une résistance aux chocs impressionnante, est le S-7, mais même si ce type d'acier à outils contribue à réduire l'écaillage, il nécessitera probablement un affûtage fréquent.

Certaines nuances d'aciers à outils pour la métallurgie des poudres sont très bien adaptées aux applications nécessitant une résistance élevée aux chocs. Ils offrent non seulement la résistance aux chocs requise, mais également une résistance à l'usure abrasive et adhésive. Gardez cependant à l’esprit que les aciers à outils de métallurgie des poudres peuvent être un peu chers.

Le processus d'usinage par électroérosion à fil (EDM) peut également causer des dommages à l'acier pouvant entraîner une rupture prématurée du poinçon. À un niveau microscopique, la combustion d'un fil ressemble à un éclair sortant du fil et frappant la section d'acier à outils. Cette décharge crée un cratère fondu de lave d'acier qui sera évacuée hors de la section d'acier à outils.