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Défaillances de l'emboutissage profond : Analyse détaillée et solutions

Pourquoi les pièces métalliques embouties sont-elles souvent défectueuses ? Il est essentiel d'en comprendre les causes pour assurer le contrôle de la qualité dans la fabrication. Les problèmes les plus courants sont les fractures dues à des matrices inégales, à un mauvais allongement du matériau et à une force excessive exercée sur le porte-éclat. Cet article examine ces problèmes en détail et propose des solutions pratiques pour améliorer la fiabilité des processus d'emboutissage. En lisant cet article, vous apprendrez à identifier et à corriger ces problèmes, afin de garantir une production plus fluide et des résultats de meilleure qualité.

Dernière mise à jour :
28 juin 2024
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Table des matières

Analyse rapide des causes de rupture des pièces d'emboutissage

Les ruptures dans les pièces embouties se produisent le plus souvent à l'extrémité du rayon sur la paroi de la pièce, ou légèrement en dessous, à ce que l'on appelle la section critique. Les principales causes de rupture sont les suivantes

1) Des matrices inégales.

2) Surfaces supérieure et inférieure de la table de travail non parallèles.

3) Allongement insuffisant du matériau.

4) Rayon trop faible des coins du poinçon et de la matrice.

5) Coefficient d'emboutissage trop faible, d'où une déformation excessive.

6) Force excessive exercée sur le support de la pièce brute.

Les personnes expérimentées peuvent rapidement déterminer la cause par l'observation. Par exemple, si la circonférence de la fracture est comprise entre la moitié et les deux tiers, elle est probablement due à des matrices inégales ; si la circonférence de la fracture est égale ou supérieure aux deux tiers, cela suggère que les matrices supérieure et inférieure sont essentiellement parallèles, et l'attention doit se porter sur les quatrième à sixième raisons mentionnées ci-dessus.

Lorsque le rayon de l'angle de la filière est trop petit, l'amincissement du matériau est évident et la zone de rupture se rapproche de l'angle de la filière, ce qui peut être observé directement sur le site de la rupture.

Si la force exercée par le porte-flan est excessive, l'éclat original de la surface du matériau est complètement détruit et remplacé par un reflet créé par le glissement sous une forte pression. En tenant la pièce devant une lumière et en ajustant l'angle de la surface du porte-éclat, il est possible de voir un reflet clair.

Des indices auditifs peuvent également aider au diagnostic. Les fractures dues à des matrices inégales partent d'un côté ou d'un point, produisant un son plus doux et plus long, tandis que les fractures causées par les raisons trois à six se produisent presque simultanément sur toute la section, produisant un son plus fort et plus abrupt.

Si les ajustements multiples ne permettent pas d'obtenir le résultat souhaité, les mesures suivantes peuvent être prises :

1) Intervertir les positions relatives de la matrice et de la table de travail de la presse. Si le point de départ de la rupture ne change pas par rapport à la matrice, cela indique que les surfaces supérieure et inférieure de la table de travail sont parallèles et que les surfaces de la matrice sont inégales. Si le point de départ de la rupture reste constant par rapport à la table de travail, cela signifie que la matrice est plate et que les surfaces supérieure et inférieure de la table de travail ne sont pas parallèles.

2) Si le point de départ de la rupture n'est pas fixe mais varie autour de la circonférence, l'allongement du matériau doit être pris en compte après avoir écarté le problème d'un rayon d'angle de matrice trop petit.

3) En outre, en cas de déviation importante de la bride, les éléments suivants doivent être pris en compte : légère irrégularité de la filière, rugosité irrégulière au niveau du rayon de l'angle de la filière et rugosité irrégulière sur la surface du support de l'ébauche ou sur la face de la filière.

Analyse des causes des produits d'emboutissage défectueux

L'analyse des causes des défauts dans l'emboutissage est présentée dans le tableau 1.

Tableau 1 : Analyse des causes des produits d'emboutissage défectueux

CatégorieEmplacement défectueuxAnalyse des causesSolutions
RidesFroissement de la colleretteLa force de bridage est insuffisante.Augmenter la force de maintien des bords.
Certaines brides présentent des plis, ainsi que des plis au niveau du bord supérieur.Le support de l'ébauche n'est pas parallèle à la surface de travail de la matrice.Aplatir l'anneau porte-arêtes ou la matrice en ajoutant des cales à certaines extrémités du poinçon pour ajuster le parallélisme de l'anneau porte-arêtes ou de la matrice.
Le rayon de la filière est trop grand, ce qui entraîne une largeur finale de la bride supérieure à 10 fois l'épaisseur du matériau.Affiner le rayon de courbure de la matrice.
Les composants coniques, les formes paraboliques et les pièces hémisphériques présentent des plis autour de la section médiane.La force de bridage est trop faible.Augmenter la force de maintien des bords.
Le rayon de la matrice est excessivement grand.Réparez le rayon d'angle de la matrice.
Une lubrification excessive a été appliquée.Réduire la lubrification.
FractureLe composant cylindrique a une base fracturée.La force de la bride est excessive.Réduire la force du support de l'ébauche.
Le rayon de l'angle du poinçon est trop petit.Augmenter la taille.
Le matériau n'est pas suffisamment résistant.Matériaux de commutation.
Le taux de tirage est trop faible.Calculer le taux de tirage.
Durcissement dû à l'écrouissage.Recuire le métal.
L'espace libre est trop étroit.Ajuster le jeu entre le poinçon et l'emporte-pièce.
Le dégagement est irrégulier.Veiller à ce que l'espace libre soit uniforme.
Les surfaces de travail de la matrice et du porte-objet présentent une rugosité excessive.Polir les surfaces de travail.
La lubrification est insuffisante.Appliquer du lubrifiant dans la cavité de l'outil.
Les composants tronconiques, les pièces paraboliques et les pièces hémisphériques subissent des fractures dans la partie centrale.La pression sur les bords est excessive.Réduire la force du support de l'ébauche.
La surface du poinçon est trop lisse.Rendre la surface du poinçon rugueuse à la main avec du papier de verre grossier.
Il y a surabondance de lubrifiant, ce qui entraîne une friction insuffisante entre le matériau et le poinçon.Utilisez de la poudre sèche au lieu de l'huile de lubrification sur la surface du poinçon, ou n'en utilisez pas.
Si la matrice est inégale, les plis de la collerette ne peuvent pas être aspirés dans la matrice.Ajuster la matrice ou la table de travail de la machine-outil.
Les pièces tronconiques, paraboliques et hémisphériques présentent des fractures dans la partie inférieure de l'abdomen.Force de bordage excessiveRéduire la force du support de l'ébauche.
Le rayon de la matrice est trop petitAugmenter la taille.
Rapport de tirage insuffisantRecalculer le taux de tirage.
Mauvaise lubrification (manque d'huile ou viscosité insuffisante)Sélectionnez la qualité d'huile de lubrification appropriée.
Le coin du composant en forme de boîte s'est fissuré.La surface de la bride est trop importante.Augmenter la taille de la surface de coupe.
Le rayon de l'angle de la matrice est trop petit.Augmenter le rayon des coins concaves de la matrice.
L'espace libre au niveau de l'angle est insuffisant.Ajuster pour dépasser 1,1 fois l'épaisseur du matériau.
La force de bridage est excessive.Régler la force de serrage.
L'alignement de la matrice est mauvais, ce qui entraîne un dégagement inégal sur le périmètre.Réaligner le dégagement.
Décalage des bordsDécalage de la brideL'emplacement de la pièce défectueuse n'est pas centré.Ajuster le positionnement.
Les surfaces de travail de la matrice et du porte-objet ne sont pas parallèles.Assurer le parallélisme de la bague de serrage des bords.
Les surfaces de travail de la matrice de retour et du porte-objet présentent des marques de meulage striées qui n'ont pas été enlevées.Meuler et polir les orifices de la matrice et les anneaux de serrage des bords sur l'outil rotatif.
La pièce est décentréeLe tirage au sort dégagement de la matrice est inégale.Ajuster le jeu du moule,
Le rayon des coins de la matrice n'est pas uniforme.Réparer le rayon de la matrice,
Les surfaces de travail de la matrice de retour et du liant ne sont pas parallèles.Nivelez ou calez l'anneau du classeur,
La rugosité de la surface de la filière et du liant n'est pas uniforme.Repolir la surface de la matrice et de l'anneau de reliure.
Les surfaces murales présentent des traces de brossage et des rayures./Le moule manque de douceur.Polissage des moules
Les coins arrondis de la matrice ont accumulé des dépôts ou présentent des signes d'usure.Réparation et lissage des filets de moules polis
Le lubrifiant est contaminé.Filtration des lubrifiants
Le phénomène de l'ébarbage est important/Epaisseur inégale du matériauRemplacer les matériaux.
Accumulation de nodules ou de points durs sur le mouleRéparer, rectifier et polir les rayons de la matrice.
Contaminants solides présents dans le lubrifiantFiltrer le lubrifiant.
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