Emboutissage de la tôle La société produit des pièces complexes en grandes quantités à des prix compétitifs. Cependant, ce processus n'est pas exempt de risques de défauts. Toute erreur dans les paramètres d'emboutissage, une mauvaise qualité du matériau, un outillage incorrect et d'autres facteurs peuvent entraîner des défauts dans les pièces métalliques embouties.
Comprendre les défauts potentiels, leurs conséquences et leurs causes permet de comprendre leur nature et d’élaborer des stratégies de prévention efficaces.
Discutons défauts courants, les causes et comment les prévenir en détail.
Quels sont les défauts courants dans le processus d’emboutissage des métaux ?
Les défauts d'emboutissage sont liés aux erreurs dimensionnelles, aux défauts de matériaux, à la qualité de déformation, etc. Chacun de ces défauts dans les pièces métalliques embouties entraîne un taux de rejet plus élevé et une augmentation des coûts de production.
Commençons par comprendre brièvement tous les défauts possibles de l’emboutissage des métaux ;
Défaut de bavure
Défaut de bavure
Les bavures sont des petits excès de matière sur les bords associés au jeu de la matrice et du poinçon. Un jeu serré empêche parfois la découpe complète de la tôle et laisse des bords surélevés et des bavures. La conséquence du défaut de bavure est une nécessité de traitement ultérieur (par exemple, ébavurage, meulage, etc.). Dans le cas contraire, la bavure influence la fonctionnalité du composant.
Fissures et rides du matériau
Fissure dans la pièce d'emboutissage
Le matériau en feuille introduit dans l'outil d'emboutissage peut être fissuré au niveau des coins, des bords et de toute section déformée localisée. En règle générale, la force de pression plus importante entraîne des fissures dans des zones concentrées. De plus, une mauvaise qualité du matériau peut également provoquer des fissures.
Les défauts de plis sont des surfaces irrégulières, plissées ou pliées dans les pièces embouties. Les principales causes sont un mauvais écoulement du matériau pendant le formage. De plus, les plis sont plus susceptibles de se former dans les sections courbes des pièces embouties.
Trous déformés
Trou déformé sur la pièce d'emboutissage
Les trous des pièces d'emboutissage peuvent perdre leur forme, leur taille ou leur alignement prévus, généralement en raison d'une contrainte ou d'un frottement excessif entre la matrice et la pièce. Les défauts de déformation des trous compromettent la fonctionnalité, la précision et l'assemblage de la pièce.
Cela peut également résulter d'une conception d'outillage inadéquate, d'une application de pression incorrecte ou d'un retour élastique du matériau.
Usure de la matrice et du poinçon
Poinçons d'estampage usés
Après un certain temps d'estampillage, la surface de la matrice, les cavités et les bords tranchants peuvent s'user en raison des contraintes continues du poinçon. Parfois, ces usures sont visibles à l'œil nu, ou parfois, elles peuvent être difficiles à remarquer. Cette usure a un impact direct sur la précision dimensionnelle des pièces.
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Traces d'affaissement et autres empreintes
indentation de surface
Les retassures sont des dépressions superficielles sur la surface dues à un refroidissement irrégulier après déformation. Les retassures mineures affectent l'esthétique des pièces embouties, tandis que les retassures plus profondes influencent les performances prévues. Les conceptions avec des sections d'épaisseurs variées sont particulièrement sujettes aux retassures.
D'autres empreintes de surface peuvent être observées sur les pièces estampées si des impuretés et de la poussière sont pressées avec le matériau.
Défaut de retour élastique
Retour élastique dans l'emboutissage
Le retour élastique est un défaut courant dans l'emboutissage, où le matériau revient partiellement à sa forme initiale après le formage en raison d'une récupération élastique. Cela entraîne des imprécisions dimensionnelles et géométriques.
Ce phénomène se produit lorsque le matériau de travail subit une déformation à la fois élastique et plastique pendant le pliage, et la partie élastique provoque la déformation de la pièce.ressort de retour« une fois la force supprimée.
Bordure et trou éclatés
Éclatement d'un trou
Les bords et les trous peuvent éclater lors de l'emboutissage, réduisant l'intégrité structurelle et la résistance mécanique des pièces. Si des contraintes élevées sont concentrées dans ces éléments, le matériau peut éclater dans les zones les plus fragiles.
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Causes des défauts dans l'emboutissage de tôles
Ensuite, voici les principales causes de défauts dans l’emboutissage de pièces métalliques :
Déformation élevée
La déformation désigne la longueur de déformation de la dimension causée par la pression d'emboutissage appliquée. La déformation élevée, lorsqu'elle est appliquée, dépasse la résistance ultime à la traction de la feuille de matériau, plie les lignes ou les bords et tend à se déchirer et à se fissurer.
Faible qualité du matériau ou défauts dans les tôles
Une mauvaise qualité des matériaux ou un choix inapproprié de matériaux sont une autre cause de défauts d'emboutissage. Si la qualité n'est pas à la hauteur, les pièces risquent de ne pas résister à la force de déformation appliquée, ce qui provoque des fissures. Par conséquent, s'il existe déjà des défauts dans les tôles vierges, ils resteront dans les pièces d'emboutissage.
Problèmes de matrices et d'outillage
Les matrices, poinçons et autres dispositifs associés peuvent présenter des problèmes de conception ou d'installation si les éléments estampés présentent un défaut quelconque. Il peut s'agir d'un poinçon émoussé, d'un matériau usé, d'un mauvais alignement ou d'une conception défectueuse de la matrice avec une répartition inégale des contraintes.
Vitesse et force de frappe incorrectes
Une vitesse de poinçonnage, une force de pressage et d'autres paramètres d'emboutissage incorrects provoquent plusieurs défauts, allant de l'incohérence dimensionnelle au formage incomplet.
- Vitesse de poinçonnage élevée → Risque de fissures et de déchirures.
- Faible vitesse de poinçonnage → Formage incomplet et plis.
- Force de pression élevée → Fissuration du matériau, usure de l'outil et déformation des pièces.
- Faible force de pression → Défaut de mise en forme et de retour élastique.
Contamination et manque de lubrification
La présence de poussière, de graisse, de débris ou d'autres contaminants sur les surfaces des tôles ou dans la cavité de l'outil peut entraîner des imperfections visuelles lors de l'emboutissage des pièces. Par conséquent, le manque de lubrification entraîne une friction élevée, ce qui peut entraîner des fissures et des pliages du matériau sur les bords.
Écart incohérent entre les côtés concave et convexe du moule
Le jeu irrégulier et irrégulier ou le mauvais alignement entre les surfaces supérieure (convexe) et inférieure (concave) de l'outil perturbe la répartition de la force et le flux de matière. Cela provoque des défauts d'emboutissage du métal tels que des rebords irréguliers et des plis.
Comment les défauts de matériaux affectent le processus d'emboutissage des métaux
Si la tôle que vous utilisez comme matière première pour l'emboutissage présente elle-même des défauts, elle transmettra ces défauts aux pièces métalliques embouties. Les problèmes de matériau peuvent également provoquer d'autres défauts dans la processus d'estampage, comme une fissuration ou une défaillance complète du matériau.
Rayures sur une tôle vierge
Recherchez donc les défauts de matériau suivants dans l'emboutissage des métaux. Ensuite, assurez-vous que vos tôles à emboutir sont exemptes de tout type de défaut de ce type avant l'emboutissage ;
- Défauts de surface comme de la rouille, des rayures, des piqûres ou des débris.
- Présence d'impuretés non métalliques, telles que des oxydes ou des scories.
- Petits vides provoquant de la porosité
- Épaisseur variable sur toute la section transversale de la feuille.
- Structures de grain grossières ou irrégulières dues à un traitement thermique ou à un laminage inapproprié.
L'un des défauts de matériau mentionnés ci-dessus lors de l'emboutissage perturbe le processus et entraîne une répartition inégale des contraintes. Cela a également un impact sur l'outillage de matrice et de poinçonnage. Une inspection et un test détaillés de la feuille de matériau, ainsi que d'autres étapes lors de la sélection du matériau, sont essentiels.
Comment éviter les défauts dans l’emboutissage de métal personnalisé ?
La prévention d’éventuels défauts dans l’emboutissage de métaux sur mesure nécessite plusieurs considérations dès le début du processus : vérification de l’installation, contrôle qualité en cours de processus et inspections après production.
- Conception d'outillage de moulage
La conception de votre outil d'emboutissage doit être compatible avec sa technique de production. Il est donc important d'optimiser la conception de votre outil d'emboutissage pour DMF. Par conséquent, il doit inclure toutes les fonctionnalités nécessaires et le matériau de l'outil doit être choisi en fonction de la géométrie et du matériau des pièces à emboutir.
- Installation correcte de la matrice et paramètres d'emboutissage corrects
Installez la matrice dans la presse à poinçonner avec un alignement correct. Vous pouvez utiliser l'instrument d'étalonnage après la configuration pour vous en assurer. Ensuite, saisissez les paramètres tels que la vitesse, le tonnage, la hauteur de fermeture, le jeu de la matrice et la contre-pression dans la machine d'emboutissage CNC en fonction de l'épaisseur, de la taille et de la complexité de la pièce conçue.
- Préchauffage et lubrification
Préchauffez la tôle et la matrice pour éviter les fissures, car cela améliore la plasticité du métal. Ensuite, une lubrification doit être appliquée à la matrice et à la tôle vierge pour réduire la friction due au pressage répétitif.
- Entretien régulier des équipements et de l'outillage
Entretenir les équipements d'emboutissage CNC, outillage d'emboutissage de métal, et les systèmes auxiliaires régulièrement. Vous pouvez soit suivre les directives du fabricant, soit élaborer un nouveau plan de maintenance périodique intégrant ces directives.
- Utiliser des matériaux anti-stress
Choisissez des tôles traitées thermiquement (recuites) ; elles augmentent la formabilité et évitent le risque de déformation et de retour élastique du matériau. De plus, vous pouvez tenir compte du facteur de retour élastique lors de la conception de la pièce.
Comment puis-je éviter le gauchissement et la déformation des pièces estampées ?
Le choix du bon matériau est l'une des méthodes permettant d'éviter le gauchissement et la déformation des pièces embouties. Choisissez le bon type de tôle avec une épaisseur uniforme. De plus, vous pouvez appliquer des traitements de recuit ou de soulagement des contraintes avant l'emboutissage. Cela réduit ainsi les contraintes internes et augmente la ductilité.
Ajustez la vitesse et la pression et maintenez une application de pression uniforme sur une pièce pour éviter toute déformation inégale. De plus, estampage progressif, ou emboutissage en plusieurs étapes, répartit les contraintes de manière plus uniforme et réduit le risque de déformation et de déformation.
Contrôle qualité dans l'emboutissage des métaux : comment identifier et corriger les défauts
Contrôle de qualité en emboutissage
Le contrôle qualité est une approche systématique de l'inspection, de la mesure et de l'analyse dans la fabrication d'emboutissage. Ces contrôles sont effectués avant, après et pendant le processus d'emboutissage avec différentes méthodologies et instruments. À chaque étape, les défauts sont identifiés et traités immédiatement.
Inspection des matériaux
Tout d'abord, les métaux bruts sont inspectés pour vérifier leur épaisseur constante, les fissures de surface, les impuretés et les marques. Des pieds à coulisse, des micromètres, des tests par ultrasons et divers autres instruments peuvent être utilisés à cette fin. L'objectif principal de cette étape est de garantir un matériau sans défaut pour l'emboutissage.
Contrôle qualité du processus
Des instruments automatisés surveillent de près le processus d'emboutissage pour identifier les défauts dans le processus d'emboutissage de tôles et agir rapidement. En général, des systèmes de surveillance en temps réel sont utilisés à cet effet, fournissant des données relatives à la pression, à l'alignement, à la vitesse et à l'usure des outils. Le processus peut être ajusté pour garantir la qualité si des erreurs sont détectées.
Contrôle qualité après estampage
Les contrôles et analyses finaux garantissent que les pièces finies répondent aux normes de qualité. Des techniques avancées telles que des machines de mesure tridimensionnelle (MMT) et des testeurs de rugosité de surface sont utilisées à cet effet. Si des pièces défectueuses sont identifiées, les cas sont analysés et des mesures de prévention sont adaptées au cycle suivant pour affiner la production.
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résumer
Le processus d'emboutissage peut produire des pièces présentant des défauts tels que des indentations esthétiques, des rides, des bords fissurés, des coins décalés, etc. Vous devez comprendre les causes profondes de ces défauts pour élaborer des stratégies préventives ; les raisons peuvent être une configuration incorrecte, l'usure de la matrice, une vitesse de poinçonnage incorrecte, une feuille de travail contaminée, etc. Ensuite, la bonne mesure de prévention peut être prise.
FAQ
- Quels sont les défauts les plus courants dans l’emboutissage des métaux ?
Les déchirures et fissures du matériau, les bavures, les rides et les indentations de surface sont quelques-uns des défauts typiques du processus d'emboutissage de tôles.
- Comment les défauts de matériaux affectent-ils l’emboutissage des métaux ?
Supposons qu'une feuille de matériau contienne des défauts, tels qu'une épaisseur inégale, des impuretés d'oxyde ou une mauvaise formabilité. Dans ce cas, cela provoque des défauts tels que des fissures dans les pièces d'emboutissage et conduit également à outil rapide porter.
- Comment puis-je éviter les défauts dans l’emboutissage de métal personnalisé ?
Pour éviter les défauts dans l’emboutissage des métaux ;
- Utiliser des matériaux de qualité
- Entretenir régulièrement l'équipement et la configuration des matrices
- Célébrez la configuration de l'alignement avant l'estampage
- Adopter une surveillance en temps réel et des mesures strictes de contrôle de la qualité
- Quelles sont les causes des défauts de surface dans l’emboutissage des métaux ?
Les principales causes de défauts de surface dans l'emboutissage des métaux sont une installation incorrecte de la matrice et des paramètres d'emboutissage, des contaminations externes, une lubrification inadéquate et un manque d'entretien fréquent.
- Comment l’entretien des outils et des matrices peut-il réduire les défauts d’emboutissage ?
L'entretien des outils et des matrices est essentiel pour réduire et prévenir les éventuels défauts d'emboutissage des métaux. Un nettoyage, une lubrification et des contrôles d'usure périodiques permettent d'éviter des problèmes tels que l'écaillage des bords émoussés et les déchirures du matériau.
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