transformation de la tôle

Le traitement de la tôle est une technologie fondamentale que les techniciens en tôlerie doivent maîtriser. Il s'agit également d'un processus essentiel dans la mise en forme des produits en tôle. Le traitement de la tôle englobe les méthodes traditionnelles de découpe, de poinçonnage, de pliage et de formage, ainsi que leurs paramètres respectifs. Il comprend aussi diverses structures et paramètres de matrices d'emboutissage à froid, les principes de fonctionnement et les méthodes d'utilisation de différents équipements, et les nouvelles technologies d'emboutissage. Le traitement de pièces en tôle est appelé traitement de la tôle.

Le travail de la tôle consiste à transformer des plaques de métal en acier. Il s'agit, par exemple, de fabriquer des cheminées, des fûts en fer, des réservoirs de carburant ou d'huile, des conduits de ventilation, des coudes, des profilés carrés, des entonnoirs, etc. Les principaux procédés comprennent le cisaillement, le pliage, le formage, le soudage, le rivetage, etc. Une certaine connaissance géométrique est nécessaire. Les pièces en tôle sont des pièces minces, c'est-à-dire des pièces qui peuvent être transformées par estampage, pliage, étirage et autres procédés. De manière générale, une pièce en tôle conserve son épaisseur constante lors de sa transformation. Ce type de pièce correspond aux pièces moulées, forgées, usinées, etc.

sélection des matériaux

Les matériaux généralement utilisés dans le traitement de la tôle sont les tôles laminées à froid (SPCC), les tôles laminées à chaud (SHCC), les tôles galvanisées (SECC, SGCC), le cuivre (CU), le laiton, le cuivre rouge, le cuivre au béryllium, les tôles d'aluminium (6061, 5052), 1010, 1060, 6063, le duralumin, etc.), les profilés en aluminium, l'acier inoxydable (surface miroir, surface brossée, surface mate). Le choix des matériaux dépend du rôle du produit et doit généralement être pris en compte en fonction de l'utilisation et du coût du produit.

(1) Tôle laminée à froid SPCC, principalement utilisée pour les pièces de galvanoplastie et de vernis de cuisson, à faible coût, facile à façonner et épaisseur du matériau ≤ 3,2 mm.

(2) Tôle laminée à chaud SHCC, matériau T≥3,0 mm, utilise également l'électroplacage, les pièces peintes, à faible coût, mais difficile à former, principalement des pièces plates.

(3) Tôle galvanisée SECC/SGCC. La tôle électrolytique SECC se décline en deux matériaux : le matériau N et le matériau P. Le matériau N est principalement utilisé pour les traitements de surface et présente un coût élevé. Le matériau P est utilisé pour les pièces peintes.

(4) Le cuivre, matériau conducteur principalement utilisé, le traitement de surface est le nickelage, le chromage ou aucun traitement, coût élevé.

(5) Plaque d'aluminium, généralement chromate de surface (J11-A), oxydation (oxydation conductrice, oxydation chimique), coût élevé, placage argent, placage nickel.

(6) Les profilés en aluminium, matériaux à structure transversale complexe, sont largement utilisés dans divers sous-caisses. Le traitement de surface est identique à celui des plaques d'aluminium.

(7) L'acier inoxydable, il est principalement utilisé sans aucun traitement de surface et son coût est élevé.

Matériaux couramment utilisés

1. Tôle d'acier galvanisé SECC

Le substrat du SECC est une bobine d'acier laminée à froid ordinaire, qui devient un produit électro-galvanisé après dégraissage, décapage, galvanisation et divers traitements ultérieurs sur une ligne de production d'électro-galvanisation continue. Le SECC possède non seulement des propriétés mécaniques et une usinabilité similaires à celles de la tôle d'acier laminée à froid classique, mais aussi une résistance à la corrosion et un aspect esthétique supérieurs. Il est très compétitif et facilement substituable sur le marché des produits électroniques, de l'électroménager et du mobilier. Par exemple, le SECC est couramment utilisé dans la fabrication des boîtiers d'ordinateurs.

2. Tôle laminée à froid ordinaire SPCC

Le terme SPCC désigne le laminage continu de lingots d'acier à travers des laminoirs à froid pour obtenir des bobines ou des tôles d'acier de l'épaisseur requise. La surface du SPCC n'est pas protégée et s'oxyde facilement au contact de l'air, notamment en milieu humide où le taux d'oxydation est accéléré et une rouille rouge foncé apparaît. Il est donc nécessaire de peindre, de galvaniser ou d'appliquer un autre traitement de protection sur la surface avant utilisation.

3. Tôle d'acier galvanisée à chaud SGCC

La bobine d'acier galvanisé à chaud désigne le produit semi-fini après laminage à chaud et décapage ou laminage à froid, qui est lavé et immergé en continu dans un bain de zinc fondu à une température d'environ 460 °C, de sorte que la tôle d'acier est revêtue d'une couche de zinc, puis trempée et revenue. Le matériau SGCC est plus dur que le matériau SECC, a une faible ductilité (éviter les conceptions d'emboutissage profond), une couche de zinc plus épaisse et une faible soudabilité.

4. Acier inoxydable SUS304

L'un des aciers inoxydables les plus utilisés. Grâce à sa teneur en nickel, il présente une meilleure résistance à la corrosion et à la chaleur que l'acier au chrome. Il possède d'excellentes propriétés mécaniques, ne subit aucun durcissement thermique et est dépourvu d'élasticité.

5. Acier inoxydable SUS301

Sa teneur en chrome est inférieure à celle de l'acier inoxydable SUS304, et sa résistance à la corrosion est faible. Cependant, après écrouissage à froid, il présente une bonne résistance à la traction et une bonne dureté, ainsi qu'une bonne élasticité. Il est principalement utilisé pour les ressorts de protection contre les éclats d'obus et les dispositifs anti-interférences électromagnétiques.

Revue de dessin

Pour établir le flux de processus d'une pièce, il faut d'abord connaître les différentes exigences techniques du dessin de la pièce ; la revue du dessin est l'étape la plus importante dans l'établissement du flux de processus de la pièce.

(1) Vérifiez si les dessins sont complets.

(2) La relation entre le dessin et la vue, si l'étiquette est claire, complète et l'unité de dimension.

(3) Relations d'assemblage, dimensions clés des exigences d'assemblage.

(4) La différence entre les anciennes et les nouvelles versions des graphiques.

(5) Traduction d'images en langues étrangères.

(6) Conversion des codes de table.

(7) Commentaires et résolution des problèmes de dessin.

(8) Matériel.

(9) Exigences de qualité et exigences de processus.

(10) La publication officielle des dessins doit être estampillée d'un sceau de contrôle de qualité.

Précautions

La vue étendue est une vue en plan (2D) basée sur le dessin de la pièce (3D).

(1) La méthode d'expansion doit être appropriée et il doit être pratique d'économiser des matériaux et de faciliter le traitement.

(2) Choisissez raisonnablement la méthode d'écart et de bordure, T=2,0, l'écart est de 0,2, T=2-3, l'écart est de 0,5 et la méthode de bordure adopte les côtés longs et les côtés courts (panneaux de porte).

(3) Prise en compte raisonnable des dimensions de tolérance : la différence négative va à l'extrémité, la différence positive va à la moitié ; taille du trou : la différence positive va à l'extrémité, la différence négative va à la moitié.

(4) Direction de la bavure.

(5) Dessinez une vue en coupe dans la direction de l'extraction, du rivetage par pression, du déchirement, du poinçonnage des points convexes (emballage), etc.

(6) Vérifiez le matériau et l'épaisseur de la carte par rapport à la tolérance d'épaisseur de la carte.

(7) Pour les angles spéciaux, le rayon intérieur de l'angle de pliage (généralement R=0,5) doit être plié et déplié.

(8) Les endroits sujets à des erreurs (asymétrie similaire) doivent être mis en évidence.

(9) Des images agrandies doivent être ajoutées lorsqu'il existe plusieurs tailles.

(10) La zone à protéger par pulvérisation doit être indiquée.

procédés de fabrication

En fonction de la structure des pièces en tôle, le processus peut varier, mais le total ne dépasse pas les points suivants.

1. Découpe : Il existe différentes méthodes de découpe, principalement les suivantes.

①Cisailleuse : Il s’agit d’une machine simple qui utilise une cisaille pour découper des bandes. Elle est principalement utilisée pour le découpage de moules et la préparation de pièces. Son coût est faible et sa précision est inférieure à 0,2, mais elle ne peut traiter que des bandes ou des blocs sans trous ni angles.

2. Poinçonnage : Ce procédé utilise un poinçon pour découper les pièces plates après leur dépliage sur la plaque, en une ou plusieurs étapes, afin de former diverses pièces. Ses avantages sont un faible temps de travail, une grande efficacité, une haute précision et un faible coût. Il est adapté à la production en série. Cependant, la conception du moule reste complexe.

③ Découpe par commande numérique (CNC). Pour la découpe par commande numérique, il est nécessaire de programmer l'usinage CNC. Le logiciel de programmation permet de convertir le dessin déplié en un programme interprétable par la machine de découpe numérique, qui découpera ensuite chaque élément de la plaque étape par étape, conformément à ce programme. La pièce obtenue est plate, mais sa structure dépend de celle de l'outil. Le coût est faible et la précision est de 0,15.

④ La découpe laser consiste à découper la structure et la forme d'une plaque plane de grande taille à l'aide d'un laser. Le programme laser doit être programmé comme pour la découpe à commande numérique. Il permet de réaliser des pièces planes de formes complexes, mais à un coût élevé et avec une précision moindre. 0.1.

⑤ Machine à scier : Utilise principalement des profilés en aluminium, des tubes carrés, des tubes de tréfilage, des barres rondes, etc., à faible coût et à faible précision.

2. Ajusteur : fraisage, taraudage, alésage, perçage.

L'angle de contre-alésage est généralement de 120℃, utilisé pour tirer les rivets, et de 90℃ utilisé pour les vis à tête fraisée et le taraudage des trous de fond en pouces.

3. Bordage : Également appelé emboutissage ou tournage de perçage, ce procédé consiste à emboutir un trou légèrement plus grand dans un trou de base plus petit, puis à le tarauder. Il est principalement utilisé avec des tôles fines afin d'en augmenter la résistance et le nombre de filets. Pour éviter le glissement des dents, il est généralement employé pour les tôles minces. Un bordage superficiel autour du trou est généralement réalisé, l'épaisseur restant globalement inchangée. On peut toutefois l'amincir de 30 à 40 %, une hauteur supérieure à celle d'un bordage classique étant obtenue avec une réduction de 40 %. Pour une hauteur de 60 %, la hauteur de bordage maximale est atteinte avec une réduction de 50 %. Lorsque l'épaisseur de la tôle est plus importante, par exemple 2,0 ou 2,5 mm, le taraudage peut être effectué directement.

4. Poinçonnage : Il s’agit d’un procédé de fabrication utilisant un moule. Le poinçonnage comprend généralement le poinçonnage, le découpage d’angles, le découpage à chaud, le poinçonnage de formes convexes (bosses), le poinçonnage et le découpage, le formage et d’autres procédés. Chaque procédé nécessite un moule adapté. Ce moule permet de réaliser les opérations ; il existe différents types de moules : moules de poinçonnage et de découpage à chaud, moules de formes convexes, moules de découpage à découpage, moules de formage, etc. L’opération est principalement axée sur le positionnement et la direction.

5. Rivetage par pression : Dans notre entreprise, le rivetage par pression comprend principalement le rivetage par pression d’écrous, de vis, etc. L’opération est réalisée à l’aide d’une riveteuse hydraulique ou d’une poinçonneuse, qui rivette les pièces sur de la tôle. Le sens de rivetage doit être respecté.

6. Pliage : Le pliage consiste à transformer des pièces plates 2D en pièces 3D. Ce procédé nécessite l’utilisation d’une table de pliage et de moules de pliage adaptés, et suit une séquence de pliage précise. Le principe est que chaque étape de pliage ne doit pas interférer avec la précédente ; toute interférence se produit après le pliage.

Le nombre de bandes de pliage est 6 fois l'épaisseur de la plaque en dessous de T=3,0 mm pour calculer la largeur de la rainure, comme par exemple : T=1,0, V=6,0 F=1,8, T=1,2, V=8, F=2,2, T=1,5, V=10, F=2,7, T=2,0, V=12, F=4,0.

Classification des moules de lit de cintrage, couteau droit, cimeterre (80 ℃, 30 ℃).

Des fissures apparaissent lorsque la plaque d'aluminium est pliée. La largeur de la fente de la matrice inférieure peut être augmentée, ainsi que le rayon de courbure de la matrice supérieure (un recuit permet d'éviter les fissures).

Précautions lors du pliage : I. Dessin, épaisseur et quantité de tôle requises ; II. Sens du pliage ; III. Angle de pliage ; IV. Dimensions du pliage ; VI. Aspect : aucun pli n’est toléré sur le matériau chromé électroplaqué. Le processus de pliage s’effectue généralement en procédant d’abord au rivetage sous pression, puis au pliage. Cependant, certains matériaux peuvent interférer avec le rivetage sous pression ; dans ce cas, il faut procéder d’abord au rivetage. D’autres procédés peuvent nécessiter le pliage, puis le rivetage sous pression, puis le pliage.

7. Soudage : Définition du soudage : La distance entre les atomes et les molécules du matériau soudé et le réseau Jingda forment un tout.

① Classification : a Soudage par fusion : soudage à l’arc sous argon, soudage CO2, soudage au gaz, soudage manuel. b Soudage par pression : soudage par points, soudage bout à bout, soudage par martelage. c Brasage : soudage électrique au chrome, soudage au fil de cuivre.

② Méthode de soudage : a Soudage sous protection gazeuse CO2. b Soudage à l’arc sous argon. c Soudage par points, etc. d Soudage robotisé.

Le choix de la méthode de soudage dépend des exigences et des matériaux. Généralement, le soudage sous protection gazeuse CO2 est utilisé pour les tôles de fer ; le soudage à l'arc sous argon est utilisé pour les tôles d'acier inoxydable et d'aluminium. Le soudage robotisé permet de gagner du temps et d'améliorer la productivité et la qualité du soudage, tout en réduisant la pénibilité du travail.

③ Symbole de soudage : Δ soudage d'angle, Д, soudage de type I, soudage de type V, soudage de type V simple face (V), soudage de type V avec un bord émoussé (V), soudage par points (O), soudage par bouchon ou soudage par fente (∏), soudage par sertissage (χ), soudage en forme de V simple face avec bord émoussé (V), soudage en forme de U avec bord émoussé, soudage en forme de J avec bord émoussé, soudage de couvercle arrière et tout autre soudage.

④ Fils et connecteurs Arrow.

⑤ Soudure et mesures préventives manquantes.

Soudage par points : si la résistance est insuffisante, des bosses peuvent être réalisées et la zone de soudage est imposée.

Soudage CO2 : productivité élevée, faible consommation d’énergie, faible coût, forte résistance à la corrosion

Soudage à l'arc sous argon : faible profondeur de fusion, vitesse de soudage lente, faible rendement, coût de production élevé, défauts d'inclusion de tungstène, mais présente l'avantage d'une bonne qualité de soudage et peut souder des métaux non ferreux, tels que l'aluminium, le cuivre, le magnésium, etc.

⑥ Causes de déformation lors du soudage : préparation insuffisante avant soudage, nécessité de dispositifs de fixation supplémentaires. Amélioration du processus en cas de montages de soudage inadéquats. Séquence de soudage incorrecte.

⑦ Méthode de correction des déformations de soudage : Méthode de correction à la flamme. Méthode de vibration. Méthode de martelage. Méthode de vieillissement artificiel.

autres applications

Les étapes de transformation des pièces en atelier de tôlerie sont les suivantes : pré-test du produit, production d'essai et production en série. Lors de la production d'essai, il est essentiel de communiquer régulièrement avec le client et, après avoir obtenu son évaluation, de lancer la production en série.

La technologie de perçage laser est la première technologie laser appliquée au traitement des matériaux. En atelier de tôlerie, le perçage laser utilise généralement des lasers pulsés, caractérisés par une densité d'énergie plus élevée et une durée d'impulsion plus courte. Il permet de réaliser des trous de 1 µm de diamètre. Cette technique est particulièrement adaptée au perçage de petits trous inclinés et dans des matériaux fins, ainsi qu'à l'usinage de pièces résistantes et dures, notamment pour réaliser des trous profonds et minuscules dans des matériaux plus durs, plus fragiles ou plus tendres.

Le laser permet de percer les pièces de la chambre de combustion des turbines à gaz, et ce, dans les trois dimensions. Le nombre de perforations peut atteindre plusieurs milliers. Les matériaux percés comprennent l'acier inoxydable, les alliages nickel-chrome-fer et les alliages à base d'Hastelloy. La technologie de perçage laser est insensible aux propriétés mécaniques du matériau et se prête aisément à l'automatisation.

Avec le développement de la technologie de perçage laser, la machine de découpe laser fonctionne désormais de manière automatisée. Son application dans l'industrie de la tôlerie a révolutionné les méthodes de traitement traditionnelles, permettant un fonctionnement sans opérateur et améliorant considérablement la productivité. L'automatisation complète du processus a favorisé le développement économique de la tôlerie et a permis d'optimiser le poinçonnage, offrant ainsi des résultats remarquables.