Cisaillement de tôle avec angles de coupe à râteau variable
Metal Shearing est un procédé de fabrication de métal utilisé pour couper (cisailler) des lignes droites sur de la tôle entre les bords de deux outils de coupe opposés. La première étape du processus consiste à serrer le matériau avec des cylindres de retenue. Une fois que le matériau est serré, une lame en mouvement descend sur une lame fixe, l'écart entre eux étant déterminé par un décalage requis.
La lame mobile peut être inclinée pour couper le matériau métallique progressivement d'un côté à l'autre; cet angle est appelé angle de cisaillement ou angle de coupe. Un angle de cisaillement plus élevé diminue la force requise mais augmente la course.
En ce qui concerne l’équipement, la machine se compose des éléments indiqués à la figure 1: une table de cisaillement, des supports de flans (F), des lames supérieure et inférieure (A, E) et une jauge arrière (G) le matériel est coupé là où il est censé être. Un support arrière est souvent trouvé pour supporter le matériau de coupe avec un déchargement ou un empilement automatique en option.
Pour obtenir une découpe parfaite de la tôle, un cisaillement en métal de haute qualité capable de réduire les effets des caractéristiques de tôle, des contraintes internes et de la géométrie variables est nécessaire. Ces effets naturels, s'ils ne sont pas corrigés et compensés, deviennent des défauts dans le produit final, affectant la qualité.
Variables de procédé de coupe du métal
Comme dans presque tous les processus de fabrication, il existe des méthodes recommandées pour garantir le meilleur résultat final. Le cisaillage de la tôle ne fait pas exception. Lors de la découpe avec ce processus, il est important de comprendre les multiples variables qui peuvent déterminer la qualité de la machine à cisailler. Ceux-ci incluent l'angle de coupe, l'angle de cisaillement, le jeu de la lame et l'angle de dégagement.
Angle de coupe: Comme le montre la figure 1, l’angle de coupe (C) est l’angle du tranchant de la lame. Il influe légèrement sur la force de cisaillement: l'utilisation de deux lames à bords carrés nécessite une force de coupe plus importante que si la lame supérieure est légèrement inclinée, généralement à un maximum de 87 degrés. La lame inférieure est toujours à un angle de 90 degrés.
Une lame à angle de 90 degrés est appelée une lame à quatre arêtes et peut être tournée pour utiliser tous ses quatre bords. Les lames coudées sont appelées des lames "à deux bords" et peuvent être tournées pour n’utiliser que deux bords. Les bords opposés ont un angle supérieur à 90 degrés et ne peuvent donc pas être utilisés pour le cisaillement.
Angle de cisaillement: Comme le montre la figure 2, l'angle de cisaillement (M) a un effet important sur la force de cisaillement et a un effet important sur la torsion, ce qui peut se produire lors du cisaillement de bandes minces. Un angle de cisaillement est inférieur à 3 degrés.
Jeu de la lame: Comme le montre la figure 1, le jeu de la lame est la distance perpendiculaire (B) entre les lames de cisaillement. Le jeu de coupe exact dépend de l'épaisseur de la plaque et de la résistance du matériau. Des valeurs précises doivent être déterminées pour chaque cas.
Si le jeu de coupe est trop petit, l'usure de l'outil augmente, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'outillage et de la force de coupe. Si le jeu de coupe est trop important, le matériau est tiré entre les deux lames. Le résultat sera un tranchant avec une conicité accrue et une plus grande déformation plastique. Le dégagement de coupe est un facteur clé pour la qualité des arêtes.
Par exemple, une plaque de 16 mm d'épaisseur doit être découpée avec un jeu de lame de 0,64 mm (0,04 mm x 16 mm = 0,64 mm). En unités impériales, un 1/2 pouce. la plaque doit être coupée avec un 0,03 po. jeu de la lame (0,06 pouce x 0,5 pouce = 0,03 pouce).
Angle de dégagement: Le coulisseau de la lame n'est pas parfaitement vertical, mais incliné vers l'arrière pour faciliter la séparation des pièces. Comme le montre la figure 1, l'angle de dégagement (D) est fixe et généralement réglé à 1,5 degré.
Défauts de cisaillement
Les défauts de cisaillement courants incluent la torsion, une erreur de rectitude (croûtage), la courbure et une qualité de bord médiocre. En comprenant les causes des défauts de cisaillement, les opérateurs de cisailles à métaux ont de meilleures chances de les éviter.
Défaut 1: Torsion: Comme le montre la figure 3, ce défaut tord la plaque le long de son axe. Cela se produit généralement lors du cisaillage de bandes étroites (moins de 10 fois l'épaisseur). Les conditions de cisaillement qui augmentent ce défaut sont liées à la géométrie de la tôle (épaisseur élevée, largeur réduite, longueur courte), aux caractéristiques des matériaux (matériau souple, répartition inégale des contraintes) et, bien sûr, aux paramètres de coupe (angle de coupe élevé, vitesse de coupe élevée).
Pour réduire ce défaut, il est recommandé de réduire l'angle de coupe et la vitesse de la lame. Il est également utile d'ajouter un dispositif anti-torsion. Cette option consiste en une série de vérins hydrauliques qui poussent la plaque contre la lame supérieure. La force opposée est appliquée pendant le cisaillement, proportionnellement à l'épaisseur de la plaque.
Défaut 2: Croisement: Comme le montre la figure 4, le défaut de crochetage produit une plaque incurvée le long de son plan (la surface reste plate). Il est lié à la largeur de la bande, à son épaisseur, à la résistance du matériau et à la direction précédente du laminage à froid (contraintes résiduelles). Pour réduire le rabattement, utilisez un angle de cisaillement plus petit et effectuez des prédécoupes dans le sens du roulement.
Une autre cause majeure est l'utilisation d'une cisaille à guillotine où le vérin de lame n'est supporté qu'à ses extrémités plutôt que sur toute sa longueur. Lors du cisaillement, la lame est tordue à cause de la force de coupe et a tendance à s'ouvrir au centre. Pour éliminer la cause fondamentale de ce problème, choisissez une cisaille avec des patins réglables qui s'opposeront à cette déviation et maintiendront la lame parfaitement linéaire.
Défaut 3: Inclinaison: L’effet de courbure, comme on peut le voir à la figure 5, donne une feuille courbée. La tôle n'est plus plate car ses bords s'élèvent de l'avion. Ce défaut est lié à l'angle de coupe et à la résistance de la plaque. Pour réduire cet effet, il est recommandé d'utiliser un angle de cisaillement plus petit (M), illustré à la figure 2, et de tenir la tôle avec un support arrière.
Défaut 4: qualité des bords médiocres: lors du cisaillement, le matériau se déforme initialement plastiquement, comme le montre la figure 6, dans une très petite région (H), provoquant une déformation résiduelle. Ensuite, la lame supérieure pénètre dans le matériau en formant une zone propre (I) où la coupe est nette et régulière. Près de la fin du cisaillement, le matériau cède et se fissure, produisant une surface rugueuse et irrégulière connue sous le nom de zone fracturée (J), qui se prolonge dans la bavure de bord (K). La zone fracturée n'est souvent pas perpendiculaire à la plaque mais à un angle variable (L).
Pour améliorer la qualité des bords, ajustez le jeu des lames (B) et conservez l’usure des lames.
Pour différentes cisailles à couper en métal, cela dépend de vos exigences en matière de performance de coupe: couper en dessous de l'acier doux de 12 mm, cisaillement avec 2 tranchants peut finir presque tout en coupant des tôles épaisses au-dessus de 12 mm. performance de coupe parfaite.
