Découpage de la tôle : Techniques, outils et meilleures pratiques

I. Méthodes courantes de suppression et leurs applications

Les matériaux utilisés dans la transformation de la tôle comprennent principalement les plaques, les profilés d'acier et les tuyaux. Pour produire les formes requises et autres exigences des composants en tôle, les matériaux bruts doivent d'abord être découpés en ébauches selon les besoins. Ce processus, appelé découpage, est souvent la première étape de la transformation de la tôle.

Il existe de nombreuses méthodes de découpage. Les principaux types utilisés en production sont le cisaillement, le poinçonnage, le découpage et l'usinage. Le tableau 1 présente les méthodes de découpage les plus courantes et leurs applications.

Tableau 1 Méthodes de suppression courantes et leurs applications

Il convient de noter que la méthode de découpe doit être choisie en fonction de l'équipement de traitement existant dans l'entreprise, de la capacité de production, des exigences de précision des pièces de tôle traitées, du lot de production et de l'économie de traitement.

Parmi les méthodes de coupe mentionnées ci-dessus, les plus couramment utilisées dans la production sont : le cisaillement par un machine à cisaillerLes machines à découper manuelles sont les suivantes : les scies pneumatiques, le poinçonnage, l'oxycoupage, le découpage au plasma, le découpage au laser et certains procédés de découpage. Les figures 1a et 1b montrent des scies pneumatiques manuelles courantes et des machines à découper à la meule utilisées pour le découpage manuel. La figure 2 montre une machine-outil courante de découpe à la scie à archet.

II. La tonte

Le cisaillage est une méthode de traitement dans laquelle les plaques, les profilés et les barres sont séparés le long de lignes droites ou courbes prédéterminées à l'aide d'équipements ou d'outils de cisaillage spécialisés, ce qui permet d'obtenir diverses ébauches de contour droites ou courbes (parfois aussi des formes internes). Il convient à tous les types de matériaux, à l'exception de l'acier trempé et des matériaux durs et cassants (tels que la fonte, la céramique, le verre, le carbure cémenté, etc.)

1. Techniques de cisaillement manuel

Le cisaillage manuel est un élément important des compétences en matière de tôlerie, qui comprend l'alimentation, l'enlèvement de l'excédent de matériau, etc. Presque toutes les formes de pièces en tôle fine peuvent être cisaillées manuellement. Le cisaillage manuel est flexible et pratique, et ne présente pratiquement aucune restriction.

(1) Outils de cisaillement manuel

Les outils de cisaillement manuel comprennent les ciseaux droits, les ciseaux courbes, les ciseaux droits pneumatiques et les ciseaux à poinçonner pneumatiques (voir figure 3).

a) Ciseaux droits
b) Ciseaux courbes
c) Ciseaux droits pneumatiques
d) Cisailles à poinçonner pneumatiques

Les ciseaux droits sont des ciseaux manuels à bords tranchants droits, utilisés pour cisailler les contours droits des plaques, capables de cisailler des plaques d'aluminium jusqu'à 1,5 mm d'épaisseur et des plaques d'acier jusqu'à 1 mm d'épaisseur. Les ciseaux courbes ont des bords de coupe qui suivent une courbe, utilisés pour cisailler les contours courbes des plaques, capables de cisailler des plaques d'aluminium jusqu'à 2 mm d'épaisseur et des plaques d'acier jusqu'à 0,8 mm d'épaisseur. Les cisailles pneumatiques portables sont des cisailles à main semi-mécanisées, capables de cisailler jusqu'à 2,5 mm d'épaisseur.

(2) Opérations de cisaillement manuel

1) Techniques de cisaillement manuel

En général, lors du cisaillement manuel de plaques minces, il est d'usage de tenir les ciseaux de la main droite et le matériau de la main gauche. La figure 4 montre la méthode correcte pour tenir les ciseaux ; la poignée des ciseaux ne doit pas dépasser trop de la paume pour faciliter l'exercice d'une force sur la poignée, et l'extrémité de la queue ne doit pas être maintenue à l'intérieur de la paume pour éviter une prise gênante par la main droite.

La main gauche tient le matériau et le fait avancer dans le sens du cisaillement, en alignant la lame supérieure sur la ligne de cisaillement (tangente à une ligne droite ou courbe). Pendant le cisaillement, la lame supérieure doit appuyer fortement sur le matériau et l'angle de la lame doit être ajusté pour faciliter la force, comme le montre la figure 5.

Au début de la tonte, les deux lames ne doivent s'ouvrir que sur les 3/4 de la longueur de la lame. À la fin de chaque coupe, les lames ne doivent pas se fermer complètement, laissant 1/4 de la longueur de la lame. En d'autres termes, les ciseaux ne doivent s'ouvrir et se fermer que partiellement, de la position 1/4 à la position 3/4 de la longueur de la lame, chaque coupe représentant environ 1/2 de la longueur de la lame, comme le montre la figure 6.

a) Début du cisaillement
b) Extrémités de cisaillement

Pendant la fermeture de la lame, une pression continue doit être appliquée le long de la ligne de coupe, et les bords de coupe doivent se chevaucher. Un espace de 0 à 0,2 mm doit être maintenu entre les deux lames, avec des valeurs plus petites pour les matériaux plus fins et des valeurs plus grandes pour les matériaux plus épais, comme le montre la figure 7.

2) Méthode de coupe des lignes droites

Les figures 8a et 8b montrent respectivement les directions correctes et incorrectes pour couper des lignes droites.

La figure 8a montre la bonne direction car, pendant le processus de coupe, la main droite tient le corps des ciseaux, le pied droit marche sur le point A, la main gauche tient le point B. Lorsque la coupe s'approfondit, la main gauche doit se soulever pour aider à déchirer le point de coupe et faire de la place pour la partie inférieure du corps des ciseaux. La plaque B étant petite, elle peut être facilement soulevée, ce qui en fait la bonne direction. En revanche, dans la figure 8b, la surface et le poids du point B sont plus importants, ce qui rend difficile le soulèvement du matériau et la coupe en profondeur, d'où la direction incorrecte.

3) Méthode de coupe des coins concaves et des matériaux angulaires

Si la ligne de coupe sur la tôle forme une forme concave pour la pièce, ce que l'on appelle un coin concave, un trou d'arrêt de fissure doit être percé à l'intersection de la ligne de coupe concave ou une certaine distance doit être laissée non coupée.

Le but du perçage d'un trou d'arrêt est de s'assurer que les positions finales des lignes de coupe des deux côtés tombent sur le trou d'arrêt pendant la coupe, ou de laisser une certaine distance non coupée afin que les extrémités de cisaillement ne laissent pas de marques sur l'intersection de la pièce, évitant ainsi les points de concentration de contraintes.

En général, une certaine distance est laissée non coupée à l'intersection des lignes de coupe, la connexion est ensuite brisée à la main et, enfin, une lime est utilisée pour obtenir la forme et les dimensions requises. Pour couper des pièces en diagonale, la racine peut être sciée en premier, puis la ligne peut être coupée avec des ciseaux, comme le montre la figure 9.

4) Méthode de découpe des courbes

Lorsque la ligne de coupe est une courbe, la direction du mouvement des ciseaux doit suivre la courbe sans couvrir la ligne de coupe afin de permettre à l'opérateur de contrôler la lame supérieure pour qu'elle reste tangente à la courbe, comme le montre la figure 10.

a) Sens des aiguilles d'une montre
b) Sens inverse des aiguilles d'une montre

La méthode de découpe des trous internes consiste à créer d'abord un trou de traitement dans la tôle, puis à l'agrandir progressivement le long de la ligne de découpe à l'aide de ciseaux courbes en spirale. Pour les trous internes plus importants, il est préférable d'utiliser une cisaille vibrante.

(3) Défauts de coupe courants et contre-mesures

Au cours de l'opération de découpe de la tôle, des problèmes tels qu'une découpe incomplète, un écart dimensionnel, des lignes de découpe interrompues et non droites, des coupes et des bavures excessives se posent souvent. Nous analysons ci-dessous ces problèmes et proposons des solutions correspondantes.

1) Découpe incomplète de la tôle

Les principales raisons d'une coupe incomplète sont les suivantes :

① L'écart entre les lames supérieure et inférieure est trop important. Différents écarts conviennent à différentes épaisseurs de tôle. Un écart trop faible peut entraîner une usure de la lame et une augmentation de la force de coupe, tandis qu'un écart trop important peut entraîner un retournement du matériau et une coupe incomplète. La solution consiste à régler correctement l'écartement des lames.

La figure 11 montre les méthodes de réglage de l'écartement. Dans la figure 11a, la méthode pour réduire l'écart consiste à frapper le bord de la tête du rivet, en appliquant une pression sur la rondelle convexe des ciseaux, ce qui entraîne le déplacement d'une partie du métal vers le bas et réduit l'écart de la lame. Ne pas exercer une force excessive ; en général, deux ou trois coups légers sur le bord suffisent.

Dans la figure 11b, la méthode pour élargir l'écart consiste à placer un support fixe sous une lame et le manche (plus il est proche du pivot, mieux c'est), puis à frapper l'autre lame (là encore, plus il est proche du pivot, mieux c'est). N'utilisez pas une force excessive ; en général, deux ou trois coups légers suffisent.

Si la rondelle convexe est devenue plate (comme le montre la figure 11c), aucun coup de marteau ne permettra d'ajuster l'écart. Dans ce cas, la solution consiste à remplacer le rivet et la rondelle convexe.

② Lame émoussée. La solution consiste à affûter la lame.

③ La tôle est trop épaisse, dépassant la plage de découpe manuelle.

2) Écart dimensionnel lors de la coupe

La principale raison d'un écart dimensionnel est que la lame supérieure des ciseaux n'est pas alignée sur la ligne de coupe de la tôle. Pour les lignes de coupe droites, la lame supérieure doit être alignée et appuyer le long de la ligne. Pour les lignes courbes, les ciseaux doivent éviter de couvrir la ligne tracée, et la lame supérieure doit appuyer sur la tôle et rester tangente à la ligne pendant la coupe.

3) Lignes de coupe interrompues et non droites

Cela est dû à :

① Relâchement de la liaison entre les ciseaux et la tôle lors des coupes successives. L'alignement continu de la lame supérieure avec la ligne peut éviter ce phénomène.

② L'utilisation prolongée des ciseaux entraîne une courbure des lames vers l'extérieur ou vers l'intérieur. La solution consiste à redresser la lame ou à remplacer les ciseaux.

4) Coupes

Les principales raisons des défauts de coupe sont les suivantes :

① Ne pas percer de trous d'arrêt de fissure dans l'angle concave de la pièce ou laisser le cisaillement dépasser la ligne, laissant des lignes non coupées qui deviennent des points de concentration des contraintes, conduisant finalement à diverses fissures. La seule solution consiste à percer des trous d'arrêt de fissure ou à laisser des marges de classement selon les besoins.

② Les écarts entre les lames supérieure et inférieure sont trop faibles, ce qui entraîne la fermeture complète de la lame et le pincement de la pièce pendant la coupe. La solution consiste à ajuster l'écart entre les lames et à éviter de fermer complètement les lames pendant la coupe, en laissant un quart de la longueur de la lame et en effectuant ensuite d'autres coupes.

5) Bavures excessives

Les principales raisons d'une bavure excessive sont les suivantes :

① Un mauvais écartement de la lame, qu'il soit trop grand ou trop petit, provoque de grosses bavures. La solution consiste à ajuster l'écartement et à effectuer quelques essais de coupe pour trouver l'écartement optimal.

② Lames émoussées. Les lames émoussées provoquent également des bavures excessives, c'est pourquoi un affûtage régulier des lames améliore la qualité du produit et l'efficacité du traitement.

(4) Précautions à prendre lors des opérations de coupe

Lors de la découpe de la tôle, il faut faire attention aux points suivants :

1) Lors de la coupe manuelle de tôles fines, les faces de coupe des lames doivent rester perpendiculaires à la surface de la tôle afin de maintenir les lames dans la position de coupe la plus efficace. L'inclinaison de la face de coupe contre la surface de la tôle est interdite car elle provoque des bavures excessives, voire des coupes incomplètes ou le blocage de la pièce entre les plans de pivotement des lames.

2) La force de coupe appliquée par les lames sur la pièce doit être continue et régulière. Lors de la découpe de feuilles plus épaisses, évitez de marteler le dos des ciseaux pour augmenter la force de coupe, car cela peut endommager les bords des lames et transformer les courbes en lignes brisées, ce qui nuit à la qualité de la découpe. Au lieu de cela, allongez la longueur des poignées des ciseaux, par exemple en y fixant un tube d'acier, afin d'augmenter la force de coupe.

2. Techniques de ciselage manuel

Tout comme le découpage manuel, le ciselage manuel est une compétence importante en matière de découpage de tôles, généralement utilisée pour découper des tôles d'une épaisseur supérieure à 3 mm. Le ciselage s'effectue à l'aide d'outils à ciseau et d'une masse.

Le burinage utilise le mouvement de coupe de la lame du burin pour traiter la pièce. La principale caractéristique du burinage manuel est qu'il n'est pas limité par la position de travail ou la forme des pièces, ce qui rend l'opération simple et flexible.

(1) Outils de coupe à main

Couramment utilisé outils de coupe manuels - kezi, divisés en kezi supérieur et kezi inférieur, comme le montre la figure 12. Le kezi inférieur est généralement fabriqué à partir de lames de ciseaux usagées ou de rails en acier (voir figure 12b).

a) Dimensions du kezi supérieur
b) Le kezi inférieur

La partie de la lame du kezi supérieur a une forme de coin asymétrique. Lors de la découpe, le côté gauche de la pointe de la lame (voir figure 12a) est la partie de l'ébauche, et le côté droit est la partie perdue. Sous l'effet de la force de martelage sur le dessus, la pointe de la lame du kezi est pressée dans le matériau de la pièce le long de l'axe du kezi.

Lorsque la pointe de la lame est coincée dans la majeure partie de la tôle, en raison de l'importante force d'écrasement du côté des déchets de la lame asymétrique en forme de coin, la tôle est déchirée le long de la ligne de la pointe de la lame avant que celle-ci n'atteigne le bas de la tôle, ce qui sépare le matériau.

Comme le montre la figure 12a, la section transversale de la pointe de la lame du kezi est différente de celle des outils ordinaires. La pointe épaisse et large de la lame garantit que le kezi ne se déforme pas ou ne se brise pas sous l'effet d'une force d'impact importante et empêche la pointe de la lame de s'enfoncer dans des matériaux durs et fragiles, ce qui pourrait provoquer une rupture ou une éjection et potentiellement causer des blessures. Elle assure principalement la fonction de séparation des matériaux (en particulier des tôles) de la kezi.

(2) Techniques de coupe à la main

Avant d'effectuer une coupe manuelle sur une pièce, il faut d'abord se familiariser avec le dessin de la pièce, comprendre la forme et les dimensions de la pièce. Le kezi choisi doit avoir un manche d'une longueur d'environ 320 à 370 mm et une lame d'une épaisseur d'environ 5 à 10 mm, comme le montre la figure 12a.

Lors de la coupe à la main, la paume doit être tournée vers le bas, en tenant le manche de la kezi avec la main à environ 30-40 mm de l'extrémité du manche de la kezi.

La coupe est effectuée par deux personnes travaillant ensemble. La personne qui tient la poignée du kezi la saisit fermement à deux mains, ce qui a pour effet d'incliner légèrement le kezi. Après avoir aligné la pointe de la lame avec la ligne sur la tôle, ils redressent le kezi, se tiennent légèrement debout et se concentrent sur la pointe de la lame. L'autre personne frappe alors le dessus du kezi avec une masse, en veillant à ce que les coups soient droits et précis. Lors de la découpe de plaques d'acier marquées sur la plate-forme, la personne qui tient la poignée du kezi doit s'accroupir, se pencher légèrement vers l'avant, tout en gardant la tête droite et légèrement en arrière.

Le fait de se pencher vers l'avant permet de maintenir le manche verticalement stable, et le fait de garder la tête légèrement en arrière facilite l'observation de la ligne, l'alignement et permet d'éviter les erreurs accidentelles de la part du manieur du marteau. Le pied gauche doit être légèrement avancé, le mollet à la verticale du sol, la cuisse entre les deux bras, et le pied droit doit être légèrement penché en arrière, la semelle touchant le sol, comme le montre la figure 13.

Pendant la coupe, alignez l'extrémité avant de la lame kezi avec la ligne de travail, en veillant à ce que la kezi ne soit pas complètement enfoncée dans la tôle. La coupe doit commencer à partir du bord de la tôle, 1/3 de la lame de la kezi dépassant le bord de la tôle et s'alignant avec la lame inférieure de la kezi.

Une fois le bord de la feuille coupé, alignez la lame sur la ligne pour continuer à couper vers le bas. À ce stade, l'extrémité arrière de la lame doit être inclinée vers le haut de 10° à 15° pour faciliter l'observation de la ligne, concentrer la force de frappe sur la partie avant du kezi et assurer une coupe continue de la feuille, comme le montre la figure 14.

Après avoir martelé le haut du kezi, inclinez rapidement l'extrémité arrière de la lame vers le haut, faites glisser l'extrémité avant de la lame vers l'arrière le long de la rainure de coupe jusqu'à ce que la ligne de coupe soit complètement terminée. À l'approche de la fin de la coupe, martelez doucement pour éviter d'endommager la lame et la surface de la plate-forme.

Pendant le processus de coupe, sous l'action du côté de la pointe de la lame, la tôle se plie latéralement et se déforme en raison de l'extrusion locale, c'est pourquoi une correction aplatie doit être appliquée à la tôle après la coupe.

Après avoir terminé l'opération de coupe, nettoyez rapidement la zone de travail.

(3) Étapes et méthodes de coupe à la main

Malgré la diversité des pièces de tôle à découper, les étapes et les méthodes du processus de découpe sont généralement les mêmes. La description détaillée suivante des étapes et des méthodes de découpe manuelle est fournie à l'aide d'un exemple.

La pièce illustrée à la figure 15 est fabriquée à partir d'une plaque d'acier Q235A de 4 mm d'épaisseur. Les coins du trou intérieur ne doivent pas se fissurer après la découpe. Les étapes et méthodes de découpe sont les suivantes :

1) Marquage

Préparez la tôle à travailler, utilisez un gabarit pour le marquage ou dessinez directement le motif sur la tôle à l'échelle 1:1. Pour faciliter un alignement précis, déterminez d'abord le point de départ de la coupe, puis tracez la ligne de départ jusqu'au bord de la tôle pour l'aligner avec la lame kezi inférieure, comme le montre la figure 16.

1-Ligne de départ
2-Lame de kezi inférieure

2) Déterminer la séquence de coupe

Analyser le modèle de la pièce et déterminer la séquence de découpe. En règle générale, la séquence de découpe est la suivante : d'abord la forme extérieure, puis les trous intérieurs ; d'abord les lignes droites, puis les courbes ; d'abord les pièces entières, puis les sections. La séquence de découpe de la pièce illustrée à la figure 15 est organisée comme indiqué à la figure 17.

3) Coupe de sections droites

La méthode de coupe pour les sections droites est la suivante :

① Commencez à couper.

Poser la feuille à plat sur le bord inférieur de coupe, l'excédent de matériau dépassant du bord de coupe, en l'alignant avec précision sur la ligne de coupe de manière à ce qu'elle coïncide avec le bord inférieur. La position et l'angle du cutter sont indiqués dans la figure 14.

Au début de la coupe, la force de martelage doit être plus légère pour permettre un ajustement si la coupe de départ n'est pas précise, afin d'éviter d'endommager les arêtes de coupe en cas de collision. Une fois que la précision de la coupe initiale est confirmée, procéder à une coupe droite progressive le long de l'arête inférieure de la fraise.

② Coupe.

Pendant la coupe, il faut veiller à ce que la ligne de coupe de la tôle soit alignée avec le bord inférieur, en maintenant un angle approprié sur le couteau supérieur et en gardant les deux bords proches. Dans le cas contraire, les coupes risquent d'être incomplètes et le pliage déformé, comme le montre la figure 18.

Pour améliorer la qualité de la coupe, il faut constamment corriger les déviations et ajuster la force de martelage. Pour ce faire, l'opérateur doit rester attentif et étroitement coordonné, le marteleur suivant les ordres du porte-couteau.

4) Coupe de sections courbes

La méthode de coupe pour les sections courbes est la suivante :

① Commencez à couper.

Lorsque la découpe atteint une section courbe, il faut d'abord couper l'excédent de matériau de la section droite terminée pour éviter toute interférence. Pour minimiser la déformation, placez la partie circulaire sur le bord inférieur et tournez continuellement la pièce, en utilisant toujours l'extrémité du bord inférieur pour la découpe (voir figure 19).

② Coupe.

Lors de la découpe de courbes, les bords supérieur et inférieur sont droits, de sorte que chaque découpe ne crée qu'un segment. L'essentiel du découpage des courbes consiste à découper des segments droits le long des tangentes de la courbe, formant ainsi un polygone qui se rapproche de la courbe. Plus les segments sont courts, plus ils se rapprochent de la courbe.

Pour les courbes de coupe, il faut que chaque coupe soit minimale et que la feuille soit fréquemment tournée ; les coups de marteau doivent être brefs et d'une force appropriée.

5) Découpe de trous carrés internes

Pour garantir une ouverture précise des trous carrés internes, alignez-les comme indiqué dans la figure 20. Pour commencer la coupe, frappez légèrement le bord supérieur au point de contact avec la feuille. Lorsque la coupe initiale atteint 2 à 3 fois la largeur du bord, posez le bord supérieur à plat et coupez complètement (voir figure 21). Après l'ouverture, la méthode de coupe est la même que pour les sections droites.

a) Alignement par la ligne de traçage
b) Alignement par le bord droit sur la ligne

6) Découpe de trous circulaires internes

Pour la découpe de trous circulaires internes, il faut d'abord choisir le point de départ. Pour faciliter le début de la coupe, choisissez un point qui permet un serrage facile et alignez la tangente à ce point avec le bord inférieur (voir figure 22). La méthode de découpe est similaire à celle des sections courbes.

(4) Précautions pour les opérations de coupe manuelle

Lors de la découpe manuelle, la force de coupe est appliquée par une deuxième personne qui frappe le dessus du cutter avec une masse. Au moment où le marteau entre en contact avec le cutter, les axes du marteau et du cutter doivent être alignés et perpendiculaires au plan de la feuille.

La posture du porteur de la poignée doit être correcte, la prise stable et l'alignement de la fraise rapide et précis. Le marteleur doit frapper droit et avec précision, les deux parties restant concentrées et coordonnées.

Vérifier la présence de piétons dans les environs pendant la coupe ; commencer par une faible hauteur de marteau jusqu'à ce que la précision et la stabilité soient assurées, puis augmenter la hauteur et la force du marteau.

Les opérateurs ne doivent pas porter de gants pour couper, en particulier le marteleur, car les gants réduisent le retour tactile et peuvent entraîner une perte de prise, ce qui provoque des accidents. Le port de gants est obligatoire pour l'ébavurage, la manipulation des pièces et des excédents de matière afin d'éviter les blessures.

Vérifier fréquemment le serrage de la masse et du cutter, en s'assurant que la poignée est fixée à l'aide de cales afin d'éviter qu'elle ne se desserre à la suite d'une utilisation prolongée. En outre, il convient d'affûter et d'éliminer les bavures de la partie supérieure de la fraise afin d'éviter les blessures causées par les débris projetés par le marteau.

Lorsque la pièce est sur le point de se détacher, coupez doucement ou utilisez un marteau à main pour éviter d'endommager les arêtes de coupe ou la surface.

3. Techniques de cisaillement mécanique

Le cisaillage mécanique utilise un équipement spécialisé pour couper et séparer les tôles. Il est largement utilisé dans la découpe des tôles en raison de sa grande efficacité et de sa précision.

(1) Équipement de cisaillement mécanique

Les équipements de cisaillement mécanique comprennent les cisailles à guillotine, les cisailles vibrantes et les cisailles rotatives.

Les cisailles guillotines sont principalement utilisées pour découper des feuilles en lignes droites. Elles fonctionnent selon le principe des lames linéaires sur les bords supérieur et inférieur de la cisaille.

La figure 23 montre un schéma du principe de la cisaille guillotine. La lame supérieure (8) est fixée au porte-lame (1), la lame inférieure (7) à la table (4). Des billes (6) facilitent le déplacement de la feuille, la jauge arrière (9) étant positionnée par la goupille de positionnement (10).

1 support de lame
2-Cylindre de serrage hydraulique
Plaque à 3 couvercles
4 tables
5 feuilles
6 balles
7-Lame inférieure
Lame supérieure 8
Jauge arrière 9
Goupille de positionnement 10

Le cylindre de pression hydraulique 2 est utilisé pour presser la feuille, l'empêchant ainsi de se retourner pendant le cisaillement. La plaque de protection 3 est un dispositif de sécurité destiné à prévenir les accidents du travail. Pendant le fonctionnement, le vilebrequin entraîne le coulisseau de la cisaille, coupant le matériau grâce au mouvement relatif des lames de cisaillement supérieures et inférieures.

Les machines à cisailler sont classées en machines à cisailler à transmission mécanique et machines à cisailler à transmission hydraulique en fonction de leurs méthodes de transmission. Les machines à cisailler dont l'épaisseur de la plaque est inférieure à 10 mm sont principalement dotées d'une structure de transmission mécanique, tandis que celles dont l'épaisseur de la plaque est supérieure à 10 mm utilisent principalement des structures de transmission hydraulique.

Les cisailles vibrantes sont généralement utilisées pour la découpe à partir de lignes ou de gabarits. Elles sont couramment utilisées pour le traitement de feuilles d'une épaisseur inférieure à 2 mm. Son principe de fonctionnement consiste à générer un mouvement de va-et-vient à grande vitesse de la lame supérieure contre la lame inférieure par transmission mécanique, ce qui permet de couper la feuille en petits segments. Par conséquent, il peut également être utilisé pour découper des profils extérieurs et intérieurs courbes avec des rayons de courbure plus importants. Sa structure et son principe de fonctionnement sont illustrés à la figure 24.

a) Apparence
b) Lames supérieure et inférieure

La cisaille à rouleaux peut réaliser un cisaillement en ligne droite ou le long d'une courbe. Grâce à sa capacité à couper des formes circulaires ou courbes, la cisaille à rouleaux peut remplacer les poinçons pour la coupe ou le rognage de grandes pièces. pièces d'emboutissage dans la production en petites séries, bien que la qualité du cisaillement et la productivité ne soient pas élevées. La machine de cisaillement par laminage utilise une paire de lames circulaires tournant dans des directions opposées pour cisailler la feuille.

La figure 25a montre la structure et le principe de fonctionnement de la machine à cisaillement par roulement, et les figures 25b, c et d montrent plusieurs configurations des lames circulaires.

a) Structure de la cisaille à rouleaux
b) Configuration droite des lames circulaires
c) Configuration droite inclinée des lames circulaires
d) Configuration inclinée des lames circulaires
1-Moteur
2, 3 poulies
4-9 vitesses
10 arbres
11-Poignée de manœuvre
12-15-Engrenages coniques
16 lames circulaires
17-Arbre d'entraînement
18-Base

(2) Méthodes de base du cisaillage avec des machines à cisailler

Les machines à cisailler sont divisées en deux catégories : les cisailles à lame plate et les cisailles à lame inclinée, en fonction de l'assemblage différent des lames supérieures et inférieures. Le cisaillage à lames inclinées est plus économique que le cisaillage à lames plates et est principalement utilisé pour le cisaillage de tôles larges et minces. La figure 26a montre un schéma de cisaillement à l'aide de lames inclinées.

Le cisaillement par lame inclinée permet de réduire considérablement la force de cisaillement. Dans les machines de cisaillement à lame inclinée, la lame inférieure est horizontale et la lame supérieure est inclinée à un certain angle par rapport à la lame inférieure. Comme la lame supérieure est inclinée, la longueur de contact entre la lame et le matériau pendant le cisaillement est beaucoup plus petite que la largeur de la feuille, ce qui se traduit par une course plus importante, une force de cisaillement plus faible et un fonctionnement plus souple, ce qui permet de cisailler des feuilles minces et larges.

En général, l'angle d'inclinaison φ de la lame supérieure est compris entre 1° et 6°. Pour des épaisseurs de tôle de 3 à 10 mm, φ=1°-3° ; pour des épaisseurs de 12 à 35 mm, φ=3°-6°. γ est l'angle de coupe, qui permet de réduire la rotation du matériau pendant le cisaillement ; α est l'angle de dégagement, qui permet de réduire la friction entre la lame et le matériau. L'angle γ est généralement compris entre 15 et 20°, et l'angle α entre 1,5 et 3°.

La figure 26b montre un schéma de cisaillement de lames plates à l'aide d'une machine à cisailler les lames plates. La caractéristique du cisaillage de lames plates est qu'il s'effectue entre des lames supérieures et inférieures parallèles. β est généralement de 0°-15°. Ce type de cisaille a une petite course mais une grande force de cisaillement et convient au cisaillement de tôles épaisses et étroites.

a) Cisaillement à lame inclinée
b) Cisaillement à lame plate

(3) Méthodes de fonctionnement des machines à cisailler

Les machines à cisailler utilisent des lames droites supérieures et inférieures pour cisailler les découpes de tôle. Pour découper les flans en certaines formes et dimensions, les machines à cisailler sont équipées de dispositifs de butée, comprenant des butées avant, arrière et latérales, ainsi que des butées angulaires spécialisées.

Les plaques d'arrêt avant, arrière et latérales peuvent être installées et fixées sur la table de travail ou le châssis de la cisaille, et peuvent être réglées en position avant et arrière, gauche et droite grâce à un mécanisme de réglage. Les plaques de butée angulaires sont généralement installées dans les rainures en T de la surface de la table et peuvent être installées et fixées dans différentes positions sur la table en fonction de la forme de la feuille à couper.

Bien qu'il existe de nombreuses machines de cisaillement à affichage numérique ou à commande numérique qui ont permis de contrôler et d'afficher automatiquement le positionnement de certaines plaques de butée (comme la plaque de butée arrière), ce qui facilite grandement le cisaillement de blocs et de bandes d'une certaine longueur, le cisaillement de formes plus complexes nécessite toujours un réglage manuel des différentes plaques de butée.

Pour la découpe de pièces de forme complexe, la méthode de réglage manuel à l'aide de gabarits est généralement adoptée. Un aspect important des opérations de coupe consiste à ajuster les positions des différentes plaques de butée installées sur la machine à cisailler pour achever le cisaillement des bandes et des blocs de différentes largeurs et formes, en garantissant et en contrôlant la qualité. Le cisaillement à l'aide de plaques d'arrêt est illustré à la figure 27.

a) Utilisation de la plaque de butée arrière
b) Utilisation de la plaque de butée avant
c) Utilisation des plaques de butée angulaire et arrière
d) Utilisation de deux plaques de butée angulaires
e) Utilisation des plaques de butée arrière et angulaire
f) Utilisation des plaques de butée angulaire et frontale

1) Cisaillement de bandes de largeur générale

Pour le cisaillement de feuilles de largeur générale, le positionnement peut se faire à l'aide de lignes ou de la plaque de butée arrière, en réglant la position de la plaque de butée arrière à l'aide d'une vis. Pendant le cisaillement, la feuille est pressée fermement à l'aide d'une plaque de pressage, puis le coulisseau avec la lame de cisaillement supérieure descend, et la feuille est cisaillée lorsque les lames de cisaillement supérieures et inférieures se chevauchent. La section cisaillée ne nécessite généralement pas de traitement supplémentaire pour garantir la qualité, comme le montre la figure 27a.

2) Cisaillement de bandes plus larges

Pour le cisaillage de bandes plus larges, si la tôle est positionnée à l'aide de la plaque de butée arrière, la partie en porte-à-faux s'affaisse en raison de son poids. L'erreur de positionnement augmente avec le rapport entre la longueur en porte-à-faux et l'épaisseur de la tôle (B/t). Par conséquent, lorsque la largeur de la bande dépasse 300-400 mm, la plaque de butée avant doit être utilisée pour le positionnement, comme le montre la figure 27b. La position de la butée avant peut être déterminée à l'aide d'outils de mesure généraux ou de gabarits.

3) Cisaillement de blocs trapézoïdaux et triangulaires

Pour le cisaillement des blocs trapézoïdaux et triangulaires, la plaque de butée latérale peut être utilisée en coordination avec d'autres plaques de butée pour le positionnement.

Lors de l'installation, placez le gabarit sur la table, alignez-le avec la lame inférieure, puis ajustez et fixez la plaque de butée latérale. Ensuite, réglez la plaque de butée arrière à l'aide du gabarit et utilisez les plaques de butée latérale et arrière pour le positionnement pendant le cisaillement, comme le montre la figure 27c. De même, d'autres méthodes de positionnement des joints à l'aide de la plaque de butée latérale et d'autres plaques de butée sont illustrées aux figures 27d, e et f.

4) Couper les matériaux étroits.

Lorsque la plaque est trop éloignée du dispositif de pressage et ne peut pas être pressée vers le bas, pour un cisaillement sûr et en douceur, une planche de rembourrage de la même épaisseur que la plaque cisaillée peut être ajoutée et pressée vers le bas par le dispositif de pressage pour le cisaillement. La planche de calage peut être plus épaisse, comme le montre la figure 28. Pour les plaques minces, aucun rembourrage n'est nécessaire et la planche de pressage peut directement presser la plaque.

1-Dispositif de pression
2-Tôle d'acier cisaillée
3-Panneau de pressage
4-Panneau de rembourrage

4) Étapes de fonctionnement de la machine à cisailler et méthodes d'alignement

Au cours de l'assiette opération de cisaillementPour ce faire, il faut tout d'abord respecter strictement les procédures de sécurité relatives au cisaillage. Deuxièmement, il faut veiller à la rectitude et au parallélisme de la surface cisaillée de la plaque et minimiser la distorsion du matériau pour obtenir des pièces de haute qualité. Un exemple est donné ci-dessous pour illustrer en détail les étapes de l'opération de cisaillage et les méthodes d'alignement.

La pièce illustrée à la figure 29 est fabriquée à partir d'une plaque d'acier 25 de 10 mm d'épaisseur. La tolérance de chaque dimension après le cisaillage est de ±1 mm. Les étapes de l'opération de cisaillage et les méthodes d'alignement à l'aide d'une machine de cisaillage inclinée à portique sont les suivantes :

1) Étapes de l'opération de cisaillement

Bien que la structure des pièces à cisailler puisse varier considérablement, les étapes de base de l'opération de cisaillement sont généralement les mêmes et peuvent être réalisées comme suit :

① Déterminer le nombre de personnes nécessaires pour la tonte.

Pour les grandes plaques, il n'est pas conseillé qu'une personne opère seule pendant la tonte. Deux ou trois personnes doivent être coordonnées pour effectuer la tâche, l'une d'entre elles étant désignée comme chef de file, et toutes les actions doivent être cohérentes et suivre les ordres du chef de file.

② Déterminer la séquence de cisaillement.

Les pièces comportent souvent plusieurs lignes de cisaillement. Lors de l'utilisation d'une cisaille inclinée à portique, la séquence de cisaillage doit garantir que chaque cisaillage sépare la plaque en deux parties. La figure 29 montre la séquence de cisaillement de la pièce, en suivant la séquence des lignes de cisaillement.

③ Analyser et déterminer la méthode d'alignement pour le cisaillement de la pièce.

Il existe de nombreuses méthodes pour aligner la pièce à usiner sur une machine de cisaillement inclinée à portique. Ces méthodes doivent être appliquées de manière flexible en fonction de l'analyse de la structure de la pièce. Pour cette pièce, la méthode d'alignement utilisée est la suivante :

• La ligne de cisaillement ① est alignée en utilisant l'alignement visuel direct ou l'alignement par l'ombre.
• La ligne de cisaillement ② est alignée à l'aide d'une planche d'arrêt d'angle.
• La ligne de cisaillement ③ est alignée à l'aide de la planche de butée arrière.
• La ligne de cisaillement ④ est alignée à l'aide de la planche de butée avant.

④ En fonction de la nature et de l'épaisseur du matériau à cisailler, inspectez et réglez l'écartement des lames de la cisaille. Si la cisaille est livrée avec un tableau de réglage de l'écartement des lames de cisailles, réglez l'écartement en fonction des données. Sinon, reportez-vous au tableau 2 pour déterminer l'écartement des lames de cisailles.

Tableau 2 : Plages d'écartement raisonnables pour les machines à cisailler (Unité : mm)

Note : Dans le tableau, t représente l'épaisseur de la plaque cisaillée.

⑤ Après avoir vérifié et réglé l'écartement des lames de cisaillement, faites fonctionner la machine à vide pour vous assurer qu'elle fonctionne correctement avant de charger le matériau. Avant le chargement, nettoyez la surface de la plaque et vérifiez que les lignes de cisaillement sont claires et précises.

⑥ Effectuer le cisaillement. Suivez les méthodes d'alignement et les étapes de cisaillement déterminées.

⑦ Contrôle de la qualité. Mesurez les dimensions de toutes les parties de la pièce cisaillée pour vous assurer qu'elles répondent aux exigences de conception et vérifiez la qualité des arêtes cisaillées.

2) Fonctionnement de la méthode d'alignement par cisaillement

Effectuer des opérations de cisaillement sur la pièce illustrée à la figure 28 en utilisant les méthodes d'alignement déterminées.

Ligne de cisaillement ①.

Placez la plaque sur la table de la cisaille, poussez-la dans l'ouverture de la cisaille, alignez visuellement les extrémités de la ligne de cisaillement avec le bord inférieur de la lame de cisaillement, comme le montre la figure 30. Ensuite, retirez vos mains de l'ouverture de la cisaille pour les placer à l'extérieur de la plaque de pressage, et appuyez sur l'interrupteur pour cisailler la plaque.

1-Ligne de cisaillement ①
2. Bord inférieur de la lame de cisaillement

Ligne de cisaillement ②.

Ajuster et fixer la planche de butée de positionnement angulaire, utiliser la planche de butée comme référence de positionnement, placer correctement la plaque sur la machine à cisailler et cisailler le long de la ligne de cisaillement ②, comme le montre la figure 31.

1, Planche d'arrêt à 4 angles
2-Ligne de coupe ②
3-Bord inférieur de la lame

Cutting Line ③.

Lors du positionnement de la ligne de coupe ③ avec la butée arrière, la position de la butée arrière peut être déterminée de deux manières : La première méthode consiste à mesurer directement avec une règle en acier, en s'assurant que la distance entre les bords supérieur et inférieur de la lame et la surface de la butée arrière est égale à la largeur du matériau à couper. Après avoir fixé la butée arrière, il faut la mesurer à nouveau pour s'assurer qu'elle est bien positionnée.

La deuxième méthode est la méthode de positionnement du gabarit. En plaçant un gabarit de la même largeur que le matériau à couper entre le bord inférieur de la lame et la butée arrière, la position de la butée arrière peut être déterminée. Une fois la position de la butée arrière définie, la ligne de coupe ③ peut être positionnée et coupée, comme le montre la figure 32.

1-Jauge arrière
2-Bord inférieur de la lame
3-Ligne de coupe ③

Cutting Line ④.

Lors du positionnement de la ligne de coupe ④ avec la jauge avant, la méthode pour déterminer la position de la jauge avant est la même que pour la jauge arrière. Le scénario de positionnement et de coupe de la jauge avant est illustré à la figure 33.

1-Ligne de coupe ④
2-Bord inférieur de la lame
Jauge à 3 dos

(5) Précautions opérationnelles pour les machines à cisailler

Comparativement, l'opération de découpage a un contenu technique plus faible, mais le découpage à la cisaille est sujet à des accidents de fonctionnement. Pour garantir la qualité des pièces découpées et la sécurité des opérations de découpage, les précautions suivantes doivent être observées pendant le processus de découpage :

1) Avant la mise en service, vérifiez soigneusement si le système d'exploitation, l'embrayage et le frein de la machine à cisailler sont fiables et efficaces, et assurez-vous que les dispositifs de sécurité sont complets et fiables. En cas d'anomalie, prenez immédiatement les mesures nécessaires. Il est interdit d'utiliser un équipement défectueux. Veillez à ce qu'il n'y ait pas de bruit significatif de cliquetis des goupilles et des clavettes dans l'embrayage rigide pendant le fonctionnement.

2) Le moteur ne doit pas démarrer sous charge. L'embrayage doit être débrayé avant de démarrer la machine. Effectuez un essai à vide avant la mise en service officielle pour vérifier tout dysfonctionnement de la barre de traction et tout desserrage des vis, et confirmez que tous les composants sont normaux avant de procéder à la mise en service officielle.

3) Se concentrer pendant les opérations de cisaillement. Si plusieurs personnes travaillent, l'interrupteur de coupe doit être contrôlé par une personne désignée. Il est strictement interdit d'étendre les mains dans la zone de coupe. Concentrez-vous pendant l'alimentation, en particulier pour assurer la sécurité des doigts de l'opérateur. Lorsqu'une feuille de matériau est coupée à l'extrémité, ne pas utiliser les doigts pour pousser le matériau par en dessous.

4) Les lames et les arêtes doivent être bien aiguisées. Lors de la découpe de feuilles minces, les lames doivent être bien ajustées. Maintenez les lames supérieures et inférieures parallèles, n'utilisez pas de lames émoussées et vérifiez que les bords de coupe sont lisses. Après avoir réglé les lames, effectuez un essai manuel et un essai à vide.

5) Lors de la découpe de petits morceaux de matériau, utilisez un coussin de pression afin d'éviter toute pression incorrecte et tout accident.

6) Ne pas placer d'autres objets ou des objets sans rapport avec la machine sur l'établi. Les réglages et le nettoyage doivent être effectués lorsque la machine est à l'arrêt.

7) Il est strictement interdit à deux personnes de cisailler simultanément deux feuilles différentes sur la même cisaille. Ne pas appuyer sur la pédale de commande ou tirer sur le crochet pneumatique avant que la pièce ne soit alignée. Ne jamais placer la tête ou les mains sous la lame, à aucun moment et en aucune circonstance.

8) Maintenir l'espace de travail autour du site en ordre, en veillant à ce que le levage vertical des pièces ou des tôles ne soit pas entravé.

9) Il est interdit d'utiliser la cisaille pour traiter des pièces trop longues ou trop épaisses. Ne pas utiliser la cisaille pour couper de l'acier trempé, de l'acier rapide, de l'acier à outils allié, de la fonte et des matériaux fragiles.

Les principales spécifications pour l'étalonnage de la machine à cisailler sont t×B (t est l'épaisseur maximale admissible du matériau à cisailler et B est la largeur maximale admissible de la feuille). La machine à cisailler ne doit pas être utilisée pour traiter des pièces qui dépassent la largeur de cisaillement maximale admissible B et l'épaisseur maximale admissible t.

Lors du cisaillement de matériaux à haute résistance (tels que l'acier à ressorts et les plaques d'acier fortement allié), vérifier l'épaisseur de cisaillement maximale admissible t_max. En effet, la conception de la machine à cisailler tient généralement compte des matériaux de dureté moyenne (résistance à la traction d'environ 500 MPa et types d'acier 25-30). Par conséquent, si la résistance à la traction σ_b du matériau à cisailler est supérieure à 500 MPa, l'épaisseur de cisaillement maximale admissible t_max doit être calculé à l'aide de la formule suivante :

t_max=√(500t/σ_b)

Dans la formule

• t - Épaisseur de cisaillement maximale admissible (mm) de la machine de cisaillement calibrée ;
• σ_b - Résistance à la traction (MPa) du matériau à cisailler ;
• t_max - Epaisseur de cisaillement maximale admissible calculée (mm) de la machine à cisailler.

En utilisant cette formule, si l'épaisseur de cisaillement maximale admissible calculée est inférieure à l'épaisseur du matériau à cisailler, la machine à cisailler ne peut pas être utilisée. Le tableau 3 énumère les spécifications techniques de la machine à cisailler.

Tableau 3 Spécifications techniques de la machine à cisailler

10) Lors de la découpe de longues plaques, des supports auxiliaires doivent être disponibles ; lors de la découpe de plaques grandes et lourdes, pour faciliter l'alimentation et réduire le frottement sur la surface du matériau découpé, des supports de roulement doivent être disponibles (c'est-à-dire des supports avec des billes d'acier pour maintenir le matériau, structure illustrée à la figure 34). En outre, un dispositif de levage doit être utilisé pour soulever les plaques, ainsi qu'un nombre suffisant de travailleurs auxiliaires, et la coordination avec les travailleurs auxiliaires doit être assurée.

1-Support
2-Couverture de presse
Plaque à 3 coupes
4-Boule d'acier
5-Printemps

III. La mise à blanc

La mise à blanc est une processus d'estampage qui utilise une matrice sous la pression d'une presse pour séparer une partie de la feuille ou de la bande placée entre les bords du poinçon et de la matrice, afin d'obtenir la forme et la taille souhaitées de flans ou de pièces.

La méthode consistant à découper la forme souhaitée dans une feuille de matériau s'appelle le découpage. Pour la production en série de pièces, le découpage peut améliorer l'efficacité de la production et la qualité du produit.

Lors du découpage, le matériau est placé entre le poinçon et la matrice et, sous l'action d'une force extérieure, le poinçon et la matrice génèrent une force de cisaillement, séparant le matériau sous l'action de la force de cisaillement (voir Fig. 35). Le principe de base du découpage est le même que celui du cisaillement, sauf que l'arête de coupe droite du cisaillement est remplacée par une arête de coupe circulaire fermée ou une autre forme d'arête de coupe.

1-Punch
2-Matériau de la feuille
3-Die
Table de presse 4

1. Éléments de production du processus de découpage

Selon le principe du traitement du découpage, le découpage est principalement réalisé en plaçant le matériau de la feuille sur une matrice montée sur une presse. Par conséquent, le matériau de la feuille, l'équipement de découpage et la matrice de découpage constituent les éléments de production de base du traitement du découpage.

(1) Matières premières pour le découpage

Les principales matières premières pour le découpage sont les tôles, mais certains profilés (tuyaux) et matériaux non métalliques peuvent également être traités. Les matériaux courants pour le découpage sont illustrés à la figure 36.

Note : Les chiffres entre parenthèses correspondent aux anciennes notes standard.

Bien qu'une large gamme de matières premières soit utilisée pour le découpage, toutes les matières ne sont pas adaptées au découpage. Les matières premières utilisées pour le découpage doivent avoir de bonnes performances d'emboutissage, une bonne utilisabilité et une bonne qualité de surface pour s'adapter aux caractéristiques du processus de découpage.

(2) Équipement d'obturation

Les principaux équipements de découpage sont les presses à manivelle, qui sont des machines de forgeage actionnées par des mécanismes à manivelle. Les presses sont classées par pression nominale en trois catégories : grandes, moyennes et petites. Les petites presses ont une pression nominale inférieure à 1000 kN, les moyennes presses ont une pression nominale comprise entre 1000 et 3000 kN et les grandes presses ont une pression nominale supérieure à 3000 kN.

Selon leur forme structurelle, les presses peuvent être divisées en deux catégories : les presses ouvertes et les presses fermées. Les presses ouvertes ont un châssis en forme de C qui permet à l'opérateur d'approcher la table de travail par l'avant, la gauche et la droite, ce qui les rend faciles à utiliser. Toutefois, en raison de la rigidité limitée du châssis, les presses ouvertes ne conviennent qu'aux presses de petite et moyenne taille. Les presses fermées ont un châssis entièrement fermé et une plus grande rigidité, ce qui les rend adaptées aux presses moyennes et grandes à usage général et aux presses légères de haute précision.

En outre, les presses à manivelle peuvent être divisées en presses à vilebrequin et en presses excentriques en fonction de la structure de leurs principaux arbres de travail.

1) Presses à vilebrequin

Les presses à vilebrequin utilisent un mécanisme à manivelle formé par un vilebrequin comme arbre de travail principal pour compléter l'amplification de la force et la transformation du mouvement. La structure et le principe de fonctionnement de la presse inclinable ouverte à manivelle JB23-63 sont expliqués ci-dessous (voir Fig. 37).

1-Moteur
2-Petite poulie
3-Grande poulie
4-Petits engins
5-Large Gear
6 embrayages
7-Vannes
8-Frein
9-Tige de connexion
10-Slider
11-Découpage supérieur
12-Matrice inférieure
13-Plaque d'appui
14-Table de travail
Corps à 15 machines

Lorsque la presse fonctionne, le moteur 1 transmet le mouvement à la grande poulie 3 par l'intermédiaire de la courroie trapézoïdale, puis au vilebrequin 7 par l'intermédiaire du petit engrenage 4 et du grand engrenage 5. L'extrémité supérieure de la bielle 9 est installée sur le vilebrequin et l'extrémité inférieure est reliée au coulisseau 10, convertissant le mouvement de rotation du vilebrequin en mouvement linéaire alternatif du coulisseau. La position la plus élevée du mouvement du coulisseau 10 est appelée point mort haut, et la position la plus basse est appelée point mort bas.

En raison des exigences du processus de production, le coulisseau se déplace parfois et s'arrête parfois, c'est pourquoi un embrayage 6 et un frein 8 sont installés. Étant donné que la presse fonctionne pendant une très courte période au cours de chaque cycle de travail, et que la plupart du temps elle fonctionne à vide, un volant d'inertie est installé pour rendre la charge sur le moteur plus uniforme et utiliser efficacement l'énergie de l'équipement. La grande poulie sert également de volant d'inertie.

Lorsque la presse fonctionne, la matrice supérieure 11 du moule utilisé est installée sur la glissière, et la matrice inférieure 12 est directement installée sur la table de travail 14, ou une plaque d'appui 13 est ajoutée à la table de travail pour obtenir la hauteur de fermeture appropriée. À ce moment-là, le matériau placé entre les matrices supérieure et inférieure peut être perforé ou soumis à d'autres processus de formage pour produire des pièces.

Comme le montre la figure 37, la course du coulisseau 10 (c'est-à-dire la distance entre le point mort haut et le point mort bas du coulisseau) est égale à deux fois l'excentricité du vilebrequin 7, ce qui se caractérise par une course importante de la presse qui ne peut pas être réglée.

Cependant, comme le vilebrequin est supporté par deux ou plusieurs paliers symétriques sur la presse, la charge sur la presse est plus uniforme, ce qui permet de fabriquer des presses à grande course et à grand tonnage.

2) Presse excentrique

La presse excentrique utilise un mécanisme à manivelle formé par l'utilisation d'un arbre principal excentrique comme arbre principal de travail pour compléter l'amplification de la force et changer la forme du mouvement. Comme le montre la figure 38, la course du curseur de la presse peut être réglée en ajustant la position du manchon excentrique 5 dans la presse.

1-pédale
2-Table de travail
3-Slider
4-Tige de connexion
5-Manchon excentrique
6-Frein
7-Arbre principal excentrique
8 embrayages
9-Pulley
10-Moteur
11 lits
12-Levier de commande
Plaque d'appui de la table de travail 13

Ce type de presse se caractérise par une course faible mais réglable, ce qui permet de l'utiliser pour des processus de poinçonnage dans des matrices qui ne nécessitent pas une grande course, comme les matrices à plaques de guidage.

(3) Matrices de poinçonnage

Les matrices de poinçonnage couramment utilisées pour les pièces de tôle sont des matrices à processus unique, qui réalisent un processus de poinçonnage (poinçonnage ou découpage) par course de la presse. En fonction des différents processus de poinçonnage, les matrices de poinçonnage couramment utilisées pour les pièces en tôle comprennent les matrices de poinçonnage, les matrices de découpage, etc. En fonction des différentes méthodes de guidage, elles peuvent être divisées en matrices de poinçonnage ouvertes, matrices de poinçonnage guidées par un jeu de matrices et matrices de poinçonnage à plaque de guidage, etc.

1) Poinçon

La figure 39b présente un schéma structurel de la matrice de poinçonnage utilisée pour le traitement des trous dans la pièce illustrée à la figure 39a.

a) Schéma structurel de la pièce
b) Schéma structurel de la filière
1-Division supérieure
2-Corps élastique en caoutchouc
Goupille de positionnement à 3 positions
Plaque à 4 griffes
5-Femme Die
6-Plaque de découpe inférieure

Cette matrice est une simple matrice de poinçonnage de type ouvert sans guidage. Les ébauches cisaillées sont positionnées par trois goupilles de positionnement installées sur la matrice femelle 5. Le poinçon supérieur 1 et le poinçon femelle 5 perforent ensemble des trous ronds, et la plaque de décochage 4, actionnée par le corps élastique en caoutchouc comprimé 2, pousse les pièces serrées sur le poinçon supérieur.

Ce type de filière a une structure simple, elle est facile à fabriquer et peu coûteuse, mais les caractéristiques de la filière sont les suivantes dégagement de la matrice Le réglage est difficile, la qualité des pièces poinçonnées est médiocre et l'opération n'est pas très sûre. Elle est principalement utilisée pour le poinçonnage de pièces de faible précision, de formes simples et de petits lots.

2) Matrice d'ébauche

La matrice de découpage est une matrice à processus unique qui complète le processus de découpage. La matrice de découpage nécessite un jeu raisonnable entre le poinçon et la matrice, un positionnement précis du matériau en bande dans la matrice, une chute en douceur des pièces découpées, la planéité des pièces découpées et une bonne qualité de la surface cisaillée.

La figure 40 montre une matrice de découpage avec des poteaux de guidage coulissants. La matrice de découpage guidée par un jeu de matrices à poteaux de guidage utilise des poteaux de guidage et des douilles de guidage comme éléments de guidage qui s'emboîtent les uns dans les autres. Pendant le fonctionnement, ils s'emboîtent toujours avec un jeu H6/h5 ou H7/h6, ce qui garantit le positionnement correct des pièces de travail (poinçon et matrice) de la matrice et la qualité des pièces découpées.

a) Filière d'ébauche avec plaque d'obturation fixe
b) Filière de découpage avec plaque de décollement élastique

a) Dans la figure :
1-Porte-matrice supérieur
2-Punch
Poste de 3 guides
4-Die
5 - Porte-matrice inférieur
6-Plaque de décollement
7-Goupille de positionnement
Manchon à 8 guides
Règle de 9 guides

b) Dans la figure :
1-Manchette de l'outil
2-Vis à tête hexagonale intérieure
3 Vis de décollement
4-Porte-matrice supérieur
5- Plaque d'appui
Plaque de fixation à 6 poinçons
7-Spring
8-Punch
9 Plaque de décollement
10-Plaque de positionnement
11-Die
12-Insertion de l'emporte-pièce
13 - Porte-matrice inférieur
14-Vis
Poste de 15 guides
Manchon de 16 guides

Comme le montre la figure 40a, une matrice de découpage avec une plaque de dénudage fixe est utilisée principalement pour l'estampage de pièces épaisses (t>0,5mm) et rigides. Pendant le fonctionnement de la matrice, la bande de matériau est alimentée par les règles de guidage gauche et droite 9 et positionnée directement par la goupille de positionnement 7 pour garantir que la feuille de matériau a la position correcte sur la matrice.

Lorsque le chariot de la presse descend, le poinçon 2 et la matrice 4 entrent progressivement en contact avec la feuille et la coupent. Lorsque le coulisseau remonte, le poinçon 2 remonte également, et la plaque de raclage 6 montée sur les règles de guidage 9 racle la bande de matériau qui adhère au poinçon 2. Les pièces découpées tombent directement dans le trou de chute situé sous le porte-matrice inférieur.

Comme le montre la figure 40b, une matrice de découpage avec une plaque de dénudage élastique est utilisée principalement pour l'estampage de pièces minces (t<0,5mm) et peut maintenir une bonne planéité des pièces. Le système de dénudage se compose d'une plaque de dénudage 9, d'une vis de dénudage 3 et d'un ressort 7. Lorsque le poinçon 8 descend avec la presse pour poinçonner la feuille, la plaque de dénudage 9 descend également et presse la feuille, tandis que le ressort 7 se comprime.

Après le poinçonnage, le produit tombe directement à travers le trou de chute du porte-matrice inférieur, tandis que les déchets remontent avec la bande de matériau étroitement enroulée autour du poinçon 8. Le ressort 7, par l'intermédiaire du réarmement de la plaque de dénudage 9, enlève les déchets. Le système de dénudage élastique peut utiliser des ressorts comme éléments élastiques ou des élastomères de caoutchouc, du caoutchouc, etc.

La matrice guidée par le jeu de matrices présente une grande précision de guidage, une longue durée de vie et convient à la production de pièces en série.

Comme le montre la figure 41c, une matrice de découpage de type plaque de guidage est utilisée pour traiter les pièces rondes illustrées à la figure 41a. La figure 41b montre la disposition des pièces.

a) Schéma de la structure de la pièce
b) Schéma de la disposition des pièces
c) Schéma de la structure de la filière
1-Plaque de guidage
2-Goupille cylindrique
3-Matrice supérieure
4-Die
5-Modèle inférieur

Ce type de matrice a une plus grande précision que les matrices non guidées, une fabrication complexe, mais est plus sûr à utiliser, facile à installer, et généralement utilisé pour les formes simples et les petites tailles de matrices de découpage à processus unique avec une épaisseur de t>0,5mm. Elle nécessite une faible course de presse afin de garantir que le poinçon ne se sépare pas de la plaque de guidage pendant le fonctionnement.

Pour les formes complexes et les pièces de grande taille, ce type de structure n'est pas adapté et il est préférable d'utiliser une structure de filière avec des poteaux de guidage et des douilles de guidage pour le guidage.

Lorsque le poinçon de la plaque de guidage fonctionne, il passe à travers le petit espace entre la partie active de la matrice supérieure 3 et la plaque de guidage 1. Pour les matériaux de moins de 0,8 mm, utiliser un ajustement H6/h5 ; pour les matériaux de plus de 3 mm, utiliser un ajustement H8/h7.

La plaque de guidage joue également le rôle d'un dévêtisseur. Pendant le poinçonnage, veillez à ce que le poinçon ne quitte pas la plaque de guidage afin de maintenir la précision du guidage, en particulier pour les poinçonneurs multiples ou de petite taille. Si le poinçon quitte la plaque de guidage et y revient, le bord tranchant du poinçon peut être facilement endommagé et le trou de guidage sur la plaque de guidage peut être facilement rongé, ce qui affecte la durée de vie du poinçon et la précision du guidage entre le poinçon et la plaque de guidage.

3) Composition de la structure de la matrice de poinçonnage

Bien qu'il existe de nombreuses formes structurelles de matrices de poinçonnage, quelle que soit la forme, leur structure se compose des éléments suivants.

① Poinçonner et découper.

Ce sont les pièces qui cisaillent directement le matériau et qui constituent les pièces maîtresses de la matrice de poinçonnage. En général, le poinçon est fixé sur le gabarit supérieur et la matrice sur le gabarit inférieur.

② Dispositif de positionnement.

Sa fonction est d'assurer la position correcte de la pièce poinçonnée dans la matrice, généralement constituée de pièces de positionnement telles qu'une plaque de guidage ou une goupille de positionnement, fixée sur le porte-matrice inférieur pour contrôler la direction et la quantité d'alimentation de la bande.

③ Dispositif de dénudage.

Sa fonction est de séparer le matériau en feuille ou la pièce poinçonnée de la matrice. Il se compose généralement d'éléments tels qu'une plaque d'éjection rigide ou élastique. Lorsque le poinçonnage est terminé et que le poinçon se déplace vers le haut, la bande sur le poinçon est bloquée et tombe par la plaque d'éjection. En outre, le trou conique élargi vers le bas sur la matrice aide à éjecter le matériau poinçonné de la matrice.

④ Dispositif de guidage.

Sa fonction est d'assurer la position relative correcte entre les parties supérieure et inférieure de la matrice, généralement constituée de douilles de guidage et de piliers de guidage, de plaques de guidage, etc. Pendant le fonctionnement, le guide assure l'ajustement correct entre le poinçon et la matrice.

⑤ Dispositif de serrage et de fixation.

Sa fonction est d'assurer une connexion solide et fiable entre la matrice et la presse, ainsi qu'entre les parties de la matrice, généralement composée de pièces telles que le gabarit supérieur, le gabarit inférieur, la tige de la matrice, la plaque de pression, les boulons et les vis. Ces pièces combinent et assemblent les différentes parties de la matrice et les fixent sur la presse.

⑥ Dispositif de pression.

Sa fonction est d'empêcher le plissement de la pièce découpée et d'améliorer la qualité de la section de découpage. Il est généralement constitué d'un anneau élastique de maintien, etc.

2. Détermination des principaux paramètres du poinçonnage

Pour garantir la qualité des pièces poinçonnées, les paramètres suivants doivent être déterminés lors de la formulation des processus de poinçonnage et de la conception des matrices de poinçonnage.

(1) Détermination de la disposition

La méthode d'agencement des pièces poinçonnées sur la bande s'appelle l'agencement. Les principes de base de la disposition sont l'amélioration du taux d'utilisation des matériaux, la facilité et la sécurité des opérations pour le personnel à faible intensité de main-d'œuvre et la simplification de la structure des matrices. La tâche principale du travail d'agencement consiste à concevoir le diagramme d'agencement, pour lequel les valeurs de chevauchement, de distance de pas, etc. doivent être déterminées.

1) Détermination de la valeur de chevauchement

Lors de la mise en page, une certaine marge de traitement est laissée entre les parties poinçonnées et entre les parties poinçonnées et les côtés de la bande, appelée chevauchement.

L'objectif du réglage du chevauchement est de compenser les erreurs de coupe de la bande, les erreurs de pas d'alimentation et les erreurs de biais d'alimentation dues aux espaces entre la bande et la plaque de guidage pendant le poinçonnage. En outre, il garantit que les arêtes de coupe du poinçon et de la matrice peuvent supporter des forces des deux côtés, ce qui confère une certaine rigidité à la bande pendant l'alimentation continue, évite les pièces défectueuses telles que les coins manquants, et améliore la durée de vie de la matrice et la qualité de la section de la pièce.

Un chevauchement excessif entraîne un gaspillage de matériau, tandis qu'un chevauchement insuffisant ne remplit pas l'objectif visé. Un chevauchement insuffisant peut facilement être comprimé dans la matrice, ce qui augmente l'usure des arêtes de coupe et affecte la durée de vie de la matrice.

La valeur de chevauchement est généralement déterminée par l'expérience. Le tableau 4 indique les valeurs de chevauchement pour les tôles d'acier à faible teneur en carbone. Une fois la valeur de chevauchement déterminée, la largeur de bande pour le cisaillement peut être décidée en fonction de la méthode de disposition.

Tableau 4 Valeurs de chevauchement a et a₁ pour les tôles en acier à faible teneur en carbone (unité : mm)

Remarque :

Pour les autres matériaux, multiplier les valeurs du tableau par les coefficients suivants : acier à moyenne teneur en carbone 0,9 ; acier à haute teneur en carbone 0,8 ; laiton dur 1~1,1 ; aluminium dur 1~1,2 ; laiton doux, cuivre pur 1,2 ; aluminium 1,3~1,4 ; non-métaux (cuir, papier, panneaux de fibres, etc.) 1,5~2.

2) Détermination de la distance de marche

La distance à laquelle la bande avance à chaque fois sur la matrice est appelée distance de pas d'alimentation A. La distance de pas est la base pour déterminer la position de la goupille de blocage.

Le calcul de la distance de pas est lié à la méthode de mise en page. La taille de la distance de pas est la distance entre les points correspondants de deux parties poinçonnées correspondantes sur la bande, comme le montre la figure 42.

a) Schéma des pièces circulaires
b) Schéma d'implantation des pièces de forme irrégulière

(2) Calcul de la force de perforation

Force de perforation est la base principale pour la sélection d'une presse appropriée et est également une donnée nécessaire pour la conception de la matrice et la vérification de la résistance de la matrice. Pour le poinçonnage normal à bord plat, la formule de calcul de la force de poinçonnage est la suivante :

Dans la formule

F=Ltσ_b

• F - Force de perforation (N) ;
• L - Périmètre de la pièce découpée (mm) ;
• t - Epaisseur de la feuille (mm) ;
• σ_b - la résistance à la traction du matériau (MPa).

Dans le processus de découpage, outre la force de découpage, il existe également une force d'arrachage, une force de poussée et une force d'éjection. La force permettant d'enlever la matière accrochée au poinçon après le découpage est appelée force d'arrachage, notée F_bandela force pour pousser ou éjecter le matériau coincé dans la filière est appelée force de poussée et force d'éjection, notée F_pousser et F_éjecter respectivement. L'ampleur de ces forces correspond généralement à la force de découpage F multipliée par un facteur (0,04 à 0,12). La sélection spécifique du facteur peut être référencée dans les documents de calcul de l'emboutissage.

La pression totale de découpage requise pendant le découpage est la somme de la force de découpage, de la force d'arrachage, de la force de poussée et de la force d'éjection. Lors du choix d'une presse, il convient d'examiner si toutes ces forces doivent être prises en compte, en fonction de la structure des différentes matrices :

• Pour les matrices de découpage utilisant un dispositif de dénudage rigide et une méthode d'éjection par le bas, la pression totale de découpage F_total=F_vierge+F_pousser;
• Pour les matrices de découpage utilisant un dispositif de dénudage élastique et une méthode d'éjection par le bas, la pression totale de découpage F_total=F_vierge+F_pousser+F_bande;
• Pour les matrices de découpage utilisant un dispositif de dénudage élastique et une méthode d'éjection par le haut, la pression totale de découpage F_total=F_vierge+F_pousser+F_éjecter.

Lors du choix d'une presse en fonction de la pression de découpage totale de la matrice de découpage, la pression nominale de la presse doit généralement être la suivante : pression nominale de la presse ≥ 1,2F_total.

(3) Détermination de la distance d'isolement

Le jeu de découpage Z correspond à la différence de dimensions des pièces de travail entre le poinçon et la matrice, c'est-à-dire Z=D_mourir-D_{coup de poing}Z est l'espace libre des deux côtés pour la découpe, D_mourir et D_{coup de poing} sont les dimensions de l'arête de coupe de la matrice et du poinçon respectivement.

Le jeu de découpage a un impact significatif sur le processus de découpage ; sa taille affecte directement la qualité des pièces découpées et a également un impact considérable sur la durée de vie de la matrice. Le jeu de découpage est le paramètre le plus important du processus pour garantir un découpage correct. Dans la production réelle, la valeur d'un jeu de découpage raisonnable est déterminée par des méthodes expérimentales.

La valeur d'un jeu d'ébauche raisonnable se situe dans une fourchette assez large, généralement de (5% à 25%) t. Étant donné qu'il n'existe pas de valeur de jeu d'ébauche absolument raisonnable et que les exigences spécifiques pour les pièces d'ébauche varient d'une industrie à l'autre, chaque industrie, voire chaque entreprise, dispose de ses propres tableaux de jeu d'ébauche. Pour déterminer la valeur spécifique de l'espace vide, on se réfère souvent aux tableaux d'espace vide pertinents.

D'une manière générale, le choix d'un jeu de découpage raisonnable plus petit permet d'améliorer la qualité des pièces estampées, tandis que le choix d'un jeu de découpage raisonnable plus grand permet d'améliorer la durée de vie de l'outil. Par conséquent, si l'on veut garantir la qualité des pièces estampées, il convient d'utiliser un jeu de découpage raisonnable plus important.

En outre, le jeu de découpage double face Z peut également être calculé à l'aide de la formule suivante :

Z=mt

Dans la formule :

• m - coefficient, voir tableau 5 et tableau 6 ;
• t - épaisseur de la feuille (mm).

Tableau 5 valeurs m pour les industries de la fabrication de machines et de l'automobile, tracteurs

(4) Détermination des dimensions des pièces à usiner des poinçons et des matrices

Dans les opérations de découpage, les dimensions et la précision des pièces de travail de la matrice sont les principaux facteurs qui influencent le degré de tolérance dimensionnelle des pièces découpées. En outre, le dégagement correct de la matrice dépend également des dimensions et des tolérances des pièces de travail de la matrice. Par conséquent, lors de la détermination des dimensions et des tolérances de fabrication des pièces de travail du poinçon et de la matrice, il est nécessaire de tenir compte des lois de la déformation du découpage, du degré de tolérance des pièces découpées, de l'usure de la matrice et des caractéristiques de fabrication.

Tableau 6 valeurs m pour l'industrie des appareils et instruments électriques

1) Principes de base du calcul des dimensions des poinçons et des matrices pour le découpage

Les principes de base du calcul des dimensions des poinçons et des matrices pour le découpage sont les suivants :

Lors du poinçonnage de trous, le diamètre du trou détermine la taille du poinçon, et le jeu de découpage est obtenu en augmentant la taille de la matrice.
Lors du découpage, les dimensions extérieures déterminent la taille de la matrice, et le jeu de découpage est obtenu en diminuant la taille du poinçon.

Étant donné que l'usure de la matrice augmente les dimensions des pièces découpées et que l'usure du poinçon diminue les dimensions des pièces poinçonnées, pour améliorer la durée de vie de la matrice, lors de la fabrication d'une nouvelle matrice, la taille de la matrice doit tendre vers la limite inférieure des dimensions de la pièce découpée, et la taille du poinçon doit tendre vers la limite supérieure des dimensions de la pièce poinçonnée.

2) Méthodes pour assurer le dégagement du blanking

Lors de la fabrication de matrices de découpage, les deux méthodes suivantes sont couramment utilisées pour garantir un jeu de découpage raisonnable :

L'une de ces méthodes est la méthode de traitement séparé. Les dimensions et les tolérances du poinçon et de la matrice sont spécifiées séparément et fabriquées séparément. Les dimensions et les tolérances de fabrication du poinçon et de la matrice garantissent le jeu de découpage requis. Le poinçon et la matrice traités selon cette méthode sont interchangeables, ont un cycle de fabrication court et conviennent à la production par lots.

Une autre méthode est celle de l'ajustement unique. Dans cette méthode, le poinçon et la matrice sont adaptés individuellement afin de garantir un jeu de découpage raisonnable. Après le traitement, le poinçon et la matrice doivent être appariés correctement et ne peuvent pas être interchangés. En règle générale, la matrice est choisie comme référence pour les pièces découpées, et le poinçon est choisi comme référence pour les pièces poinçonnées.

Sur le plan de la matrice de référence, les dimensions et les tolérances sont marquées, et sur le plan de la matrice de non-référence correspondante, les mêmes dimensions nominales que la matrice de référence sont marquées, mais sans les tolérances. Le jeu de découpe est adapté en fonction des dimensions réelles de l'outil de référence, en veillant à ce que la valeur du jeu de découpe soit comprise dans Z_min à Z_max. La méthode de traitement par ajustement unique est principalement utilisée pour les poinçons de forme complexe et les petits jeux de découpage.

3) Calcul des dimensions de travail lors de l'usinage séparé du poinçon et de la matrice

Les dimensions de travail pour le traitement séparé du poinçon et de la matrice se réfèrent aux dimensions qui donnent les écarts de fabrication du poinçon et de la matrice. La détermination des dimensions de travail peut être calculée dans les deux situations suivantes :

① Matrice de poinçonnage :

d_convexe=(d_min+xΔ)⁰_-δconvexe
d_concave=(d_convexe+Z_min)=(d_min+xΔ+Z_min)^+δconcave₀

② Filière d'obturation :

D_convexe=(D_max-xΔ)^+δconcave₀
D_convexe = (D_concave - Z_min) = (D_max - xΔ - Z_min)⁰ _{- δconvexe}

Dans la formule

• d_convexe et d_concave - sont les dimensions nominales du poinçon et de la matrice respectivement ;
• D_凹 et D_convexe - sont les dimensions nominales de la matrice et du poinçon respectivement ;
• d_min - limite inférieure de la taille de la pièce découpée ;
• δ_convexe et δ_concave - sont les tolérances de fabrication du poinçon et de la matrice respectivement. La tolérance du poinçon est négative et celle de la matrice est positive. En général, elle peut être choisie entre 1/3 et 1/4 de la tolérance de la pièce Δ. Pour les formes simples telles que les cercles ou les carrés, en raison de la simplicité de fabrication et de la facilité à garantir la précision, la tolérance de fabrication peut être choisie selon les niveaux IT6 à IT8 ;
• Z_min et Z_max - sont respectivement les valeurs minimales et maximales du jeu initial des deux côtés de la matrice de découpage, sélectionnées en fonction des tableaux de jeu de découpage pertinents dans diverses industries ou entreprises ;
• Δ - tolérance de la pièce découpée ;
• x - coefficient d'usure, sa valeur est comprise entre 0,5 et 1, et peut être sélectionnée en fonction du niveau de tolérance de la pièce découpée. Si la tolérance de la pièce est supérieure à IT10, on prend x=1 ; si la tolérance de la pièce est comprise entre IT11 et IT13, on prend x=0,75 ; si la tolérance de la pièce est inférieure à IT14, on prend x=0,5.

4) Étapes du traitement d'appariement unique pour les poinçons et les matrices

La méthode de traitement par appariement unique est souvent utilisée pour les pièces découpées ayant des formes complexes et des matériaux minces. Le principe de détermination des dimensions nominales du poinçon et de la matrice est d'assurer une usure maximale dans la gamme de dimensions qualifiée des pièces de travail du moule.

Les étapes de la détermination des dimensions de fabrication du poinçon et de la matrice unique sont les suivantes :

① Sélectionner d'abord le moule de référence.

② Déterminer si chaque dimension du moule de référence augmentera, diminuera ou restera inchangée après l'usure.

③ Selon la détermination, l'augmentation de la taille est calculée par la taille limite supérieure de la pièce moins xΔ, avec une tolérance positive pour le poinçon et la matrice, et la taille de la tolérance choisie comme 1/3 à 1/4 de la tolérance de taille Δ ; la diminution de la taille est calculée par la taille limite inférieure de la pièce plus xΔ, avec une tolérance négative pour le poinçon et la matrice, et la taille de la tolérance choisie est de 1/3 à 1/4 de la tolérance de taille Δ ; la taille inchangée est calculée par la taille moyenne de la pièce, avec des tolérances positives et négatives symétriques, et la taille de la tolérance choisie est de 1/8 de la tolérance de taille Δ.

④ Les dimensions extérieures de la matrice de référence sont adaptées aux dimensions réelles de la matrice de référence afin de garantir l'exigence du jeu de poinçonnage.

3. Réglage de la presse lors de l'installation de la matrice de poinçonnage

Le réglage correct de la presse est un aspect important de l'installation de la matrice de poinçonnage et une condition préalable essentielle à la production de pièces embouties de qualité. Les principaux aspects du réglage de la presse sont l'ajustement de la course de la presse et de la hauteur de fermeture de la presse. Lorsqu'il y a une barre de décochage dans la matrice, la position de la barre de décochage doit également être ajustée.

(1) Réglage de la course de la presse

Dans la plupart des presses (comme les presses à manivelle), la course du coulisseau n'est pas réglable. Certaines presses (telles que les presses excentriques, dont l'arbre principal est un arbre excentrique, comme le montre la figure 43) ont une course de curseur réglable. Comme le montre la figure 43a, l'utilisation d'un arbre excentrique et d'une structure de manchon permet de régler la course en tournant la position du manchon excentrique.

a) Mécanisme de course réglable
b) Course maximale de fonctionnement
c) Course minimale de fonctionnement
1-Arbre excentrique
2-Manchon excentrique
3-Tige de connexion
4-Slider
O-Centre de l'arbre principal
A - Centre de la partie excentrique de l'arbre principal excentrique
M-Centre du manchon excentrique

Lorsque les distances excentriques de l'arbre excentrique et du manchon excentrique sont dans la même direction, la valeur de la course de fonctionnement est maximale, comme le montre la figure 43b, à savoir

H_max=2（r₁+r₂）

Où

• H_max-Course maximale de la presse (mm) ;
• r₁-Rayon excentrique de l'arbre excentrique (mm) ;
• r₂-Rayon excentrique du manchon excentrique (mm).

Lorsque les distances excentriques de l'arbre excentrique et du manchon excentrique sont dans des directions opposées, la valeur de la course de fonctionnement est minimale, comme le montre la figure 43c, c'est-à-dire,

H_min=2（r₁-r₂）

Où H_min-Course minimale de fonctionnement de la presse (mm).

La figure 44 montre un schéma du mécanisme de réglage de la course de la presse excentrique. Le principe et les étapes du réglage sont les suivants :

1-Écrou
2-Manchette d'engagement
3-Manchon excentrique
4-Tige de connexion
5-Arbre principal excentrique

L'extrémité avant de l'arbre principal excentrique 5 est une pièce excentrique qui est dotée d'un manchon excentrique 3. Le manchon excentrique 3 et le manchon d'engagement 2 sont engrenés par des dents d'extrémité et bloqués par l'écrou 1. Le manchon d'engagement 2 est relié à l'arbre principal excentrique 5 par une clavette. La bielle 4 est montée librement sur le manchon excentrique. De cette manière, la rotation de l'arbre principal entraîne le centre M du manchon excentrique 3 dans un mouvement circulaire le long du centre O de l'arbre principal, ce qui permet à la bielle 4 et au coulisseau d'effectuer un mouvement de va-et-vient vers le haut et vers le bas.

Desserrer l'écrou 1 pour désengager les dents d'extrémité du manchon d'engagement 2, faire tourner le manchon excentrique 3 et régler la distance entre le centre M du manchon excentrique et le centre O de l'arbre principal, ce qui permet de régler la course du coulisseau dans une certaine plage. La plage de réglage de la course est la suivante  (où A est le centre de la partie excentrique de l'arbre principal excentrique, et M le centre du manchon excentrique).

(2) Réglage de la hauteur de fermeture de la presse

Pour s'adapter à des moules de différentes hauteurs, la hauteur de la matrice de la presse doit être réglable. En général, la longueur de la bielle de la presse peut être réglée.

Une extrémité de la bielle de la presse est reliée au vilebrequin et l'autre au coulisseau. Par conséquent, le réglage de la longueur de la bielle permet d'ajuster la hauteur de la matrice. Le mécanisme de coulissement de la manivelle de la presse JB23-63 illustrée à la figure 45 permet de régler la hauteur de la matrice en ajustant la longueur de la bielle.

1-Corps de raccordement
2-Coussinet de palier
3-Vannes
Barre à 4 branches
5-Slider
6-Vis de réglage
7-Siège de support
8-Bloc de sécurité
9-Bloc de serrage du porte-matrice
10-Vis de blocage
11-Bloc de verrouillage

Comme on peut le voir à la figure 45, la bielle n'est pas une partie intégrante mais est composée du corps de raccordement 1 et de la vis de réglage 6. Au milieu de la vis de réglage 6 se trouve une partie hexagonale, comme le montre la partie A-A de la figure 44. Pour régler la longueur de la bielle, il suffit de desserrer la vis de blocage 10 et de tourner, à l'aide d'une clé, la partie hexagonale située au milieu de la vis de réglage 6. Les presses plus grandes règlent la vis par l'intermédiaire d'un moteur, d'un engrenage ou d'un mécanisme à vis sans fin.

Lorsque le coulisseau est au point mort bas, la distance entre le plan inférieur du coulisseau et la surface de la table est appelée hauteur de fermeture de la presse. Lorsque la bielle est réglée à sa longueur minimale, la hauteur de fermeture atteint sa valeur maximale, appelée hauteur de fermeture maximale de la presse ; lorsque la bielle est réglée à sa longueur maximale, la hauteur de fermeture atteint sa valeur minimale, appelée hauteur de fermeture minimale de la presse.

Afin d'installer correctement le moule sur la presse et d'assurer le fonctionnement normal de l'appareil, il est nécessaire de procéder à une vérification de l'état de la presse. processus d'estampageLa hauteur maximale fermée de la presse doit être supérieure à la hauteur fermée du moule, afin que le moule puisse être installé entre la surface de travail de la presse et la surface inférieure de la glissière ; la hauteur minimale fermée de la presse doit être inférieure à la hauteur fermée du moule, afin que les moules supérieur et inférieur puissent s'aligner correctement pendant l'emboutissage.

Après avoir réglé la hauteur de fermeture de la presse, le dispositif de verrouillage doit être bloqué pour éviter que la longueur de la bielle ne change en raison d'un relâchement pendant le fonctionnement de la presse, ce qui affecterait l'opération d'emboutissage normale. Ceci est particulièrement important pour certains processus d'emboutissage dans les procédures de déformation de base, telles que le pliage et le gaufrage.

(3) Réglage du dispositif d'obturation

À la fin d'une opération d'estampage, la pièce reste souvent coincée dans le moule. Pour faire sortir la pièce, la presse est généralement équipée d'un dispositif de déblocage placé sur le coulisseau. Comme le montre la figure 46, le dispositif de défoncement rigide se compose d'une tige de défoncement 4 traversant le coulisseau et d'une vis d'arrêt 3 fixée au corps de la machine.

Lorsque le coulisseau descend pour effectuer l'estampage, la pièce est poussée vers le haut par la tige d'éjection 7 de l'outil supérieur à travers la tige de défoncement 4 du coulisseau. Lorsque le coulisseau monte et s'approche du point mort supérieur, les deux extrémités de la tige d'éjection 4 sont bloquées par la vis d'arrêt 3 sur le corps de la machine. Lorsque le coulisseau continue à monter, la tige d'éjection 4 se déplace vers le bas par rapport au coulisseau, poussant la tige d'éjection 7 dans la matrice supérieure pour éjecter la pièce à usiner.

La course de travail maximale de la tige de débouchage 4 est H-h. Si la tige défonçable 4 entre en collision avec la vis de butée 3 trop tôt, des accidents de matériel se produiront. Par conséquent, lors du changement de moule ou du réglage de la hauteur d'installation de la presse, la position de la vis de butée 3 doit être ajustée en conséquence.

1-Corps de machine
Siège à 2 arrêts
3 Vis d'arrêt
4-Tige d'obturation
Broche de 5 arrêts
6-Slider
7-Tige d'éjection

La figure 47 montre l'état de fonctionnement initial du dispositif d'abattage à la presse.

a) Point mort bas de la course
b) Point mort haut de la course
1 Vis d'arrêt
2-Tige d'obturation
3-Tige d'éjection
4-Femme Die
Pièce estampillée 5
Matériau 6 feuilles
7-Punch

4. Installation et réglage de la matrice de découpage

L'installation et le réglage de l'outil d'emboutissage constituent une partie importante de l'opération d'emboutissage. La qualité de l'installation et du réglage a une incidence directe sur la sécurité et la production des pièces traitées. L'exactitude de l'installation et du réglage a une incidence directe sur la sécurité du moule, de l'équipement et des ouvriers de l'atelier d'emboutissage.

(1) Méthode d'installation de la matrice d'obturation

Le principe général d'installation de la matrice sur la presse est le suivant : il faut d'abord fixer la matrice supérieure sur le coulisseau de la presse, puis ajuster la matrice inférieure en fonction de la position de la matrice supérieure. Les réglages correspondants de la presse doivent être effectués au cours du processus d'installation du moule.

L'installation des matrices de découpage peut être divisée en deux catégories : les matrices de découpage non guidées et les matrices de découpage guidées.

1) Installation des matrices de découpage non guidées

L'installation de matrices de découpage non guidées est relativement compliquée. La méthode est la suivante :

① Préparation de l'installation du moule. Avant d'installer le moule, la presse et le moule doivent être inspectés. Les principaux points à inspecter sont les suivants :

• La pression nominale de la presse choisie doit être 1,2 à 1,3 fois supérieure à la force de traitement du moule.
• Les positions des trous de fixation (fentes) du moule doivent correspondre à celles de la presse.
• La taille de l'orifice pour les déchets sur la table de travail de la presse doit être supérieure à la taille du produit et des déchets. Si la pièce ou le rebut tombe directement sur la table de travail, un espace doit être réservé pour son enlèvement manuel.
• La taille de la table de travail et la surface inférieure du coulisseau de la presse doivent correspondre à la matrice installée, et il doit y avoir un certain espace libre. En général, la table de travail de la presse doit être 50 à 70 mm plus grande que la taille de la plaque d'emboutissage.
• La longueur et le diamètre de la tige d'éjection de la matrice doivent correspondre au mécanisme de débouchage de la presse.

En outre, les opérateurs doivent connaître la forme, la précision dimensionnelle et les exigences techniques des pièces à poinçonner, comprendre les documents de processus pertinents des pièces poinçonnées et le contenu du processus en cours ; ils doivent connaître le type, la structure, le principe de fonctionnement et les caractéristiques d'utilisation de la matrice de découpage utilisée. Enfin, le moule et la table de travail de la presse doivent être nettoyés et l'état de fonctionnement de la presse doit être vérifié.

② Vérifier les conditions d'installation de la filière. La hauteur fermée de la matrice doit correspondre à la hauteur d'installation de la presse. Avant d'installer la filière, il faut mesurer sa hauteur fermée. La valeur de la hauteur fermée H₀ du moule doit répondre aux exigences suivantes :

H_min+10mm≤H₀≤H_max-5mm

Formule

• H₀-Hauteur fermée du moule (mm) ;
• H_max-Hauteur maximale fermée de la presse (mm) ;
• H_min-Hauteur minimale fermée de la presse (mm).

Si la hauteur fermée du moule est trop petite et ne répond pas aux exigences susmentionnées, un tapis de sol peut être ajouté à la table de travail de la presse pour répondre aux exigences susmentionnées avant d'installer le moule, comme le montre la figure 48.

1-Poutre d'éjection
Bloc de serrage à 2 poignées moulées
3-Pad
4-Table de travail

L'importance des autres dimensions indiquées dans la figure est la suivante :

• N - Course de la barre transversale de frappe ;
• M - Distance entre la barre transversale de frappe et la surface inférieure du curseur ;
• h - Profondeur du trou de la poignée de la filière ou hauteur de la poignée de la filière ;
• d - Diamètre du trou de la poignée de la filière ou de la poignée de la filière ;
• k×s - Dimensions de la surface de base du curseur ;
• L - Distance entre la surface de l'établi et le rail de guidage du coulisseau ;
• l - Montant du réglage de la hauteur du moule (réglage de la hauteur fermée) ;
• a×b - Dimensions de la plaque d'appui ;
• D - Diamètre du trou de la plaque d'appui ;
• a₁×b₁ - Dimensions du trou de l'établi ;
• A×B - Dimensions de l'établi.

Lorsque plusieurs jeux de matrices sont installés sur la même machine de presse pour l'estampage multiposte, la hauteur de fermeture de chaque jeu de matrices doit être la même.

③ Installer la filière. Après avoir terminé les travaux de préparation pour l'installation de chaque filière, procédez à l'installation de la filière en suivant les étapes suivantes.

Placez la matrice au centre de la machine de presse comme indiqué à la figure 49. Les matrices supérieure et inférieure sont soutenues par des blocs 3.

1-Carton dur
2-Die
3-Block
4-Presser le curseur de la machine
5-Punch
6-Modèle supérieur
7-Nut
8-Plaque de pression
9-Fer à béton
Boulon en T de 10

Desserrer l'écrou du coulisseau 4 de la machine de presse, tourner manuellement ou à l'aide d'un levier le volant de la machine de presse pour abaisser le coulisseau 4 de la machine de presse jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le gabarit supérieur 6 et que la poignée de la matrice entre dans le trou de la poignée de la machine de presse 4.

Si le curseur de la machine de presse 4, réglé dans la position la plus basse conformément aux exigences ci-dessus, ne peut toujours pas entrer en contact avec le gabarit supérieur 6, réglez la vis de la bielle de la machine de presse pour que le curseur de la machine de presse 4 entre en contact avec le gabarit supérieur 6. Si le réglage de la bielle au point le plus bas ne permet toujours pas au curseur de la machine de presse 4 d'entrer en contact avec le gabarit supérieur 6, ajouter des blocs au bas du gabarit inférieur pour soulever le gabarit inférieur jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le gabarit supérieur 6.

Après avoir réglé la hauteur du coulisseau 4 de la machine de presse, fixer la poignée de la filière au coulisseau 4 de la machine de presse.

④ Ajuster l'espace entre le poinçon et la matrice. Une fois l'installation de la matrice sur la machine à imprimer terminée, régler l'écart entre le poinçon et la matrice, c'est-à-dire placer du carton dur 1 ou une feuille de cuivre d'une épaisseur équivalente à la valeur de l'écart unilatéral entre le poinçon et la matrice sur le bord de coupe de la matrice 2, et utiliser la méthode du tunnel léger pour régler l'écart entre le poinçon et la matrice afin de l'uniformiser.

⑤ Fixer la matrice. Après avoir réglé l'écart, insérez le boulon en T 10 dans la fente de la table de la machine à imprimer et fixez fermement la matrice inférieure à la machine à imprimer par l'intermédiaire de la plaque de pression 8, des blocs 9 et des écrous 7. Notez que les boulons doivent être fixés symétriquement et alternativement.

⑥ Essai de la matrice. Après avoir effectué tous les travaux susmentionnés, la machine de presse peut être mise en marche pour effectuer un essai de la matrice. Au cours de cet essai, si le espace entre le poinçon et la matrice Pour régler les besoins, desserrer légèrement l'écrou 7 et frapper doucement le gabarit inférieur dans le sens du réglage à l'aide d'un marteau en fonction de la répartition de l'espace entre le poinçon et la matrice jusqu'à ce que l'espace soit adéquat.

⑦ Production formelle. Après que la pièce d'essai a été inspectée et approuvée par le personnel d'auto-inspection et d'inspection, la production en série peut commencer.

2) Méthode d'installation de la matrice de découpe guidée

En ce qui concerne les matrices de découpe guidées, grâce au guidage des poteaux et des douilles de guidage, l'installation et le réglage sont plus pratiques et plus faciles que pour les matrices de découpe non guidées. Les principaux points d'installation sont les suivants :

• En fonction des exigences d'installation des matrices de découpe non guidées, il convient d'effectuer les préparatifs techniques avant d'installer la matrice, de nettoyer la matrice et la table de la machine de presse, et d'inspecter la machine de presse.
• Placer la matrice à l'état fermé sur la table de la machine de presse.
• Séparez les matrices supérieure et inférieure et soutenez la matrice supérieure à l'aide de blocs de bois ou d'un fer à repasser.
• Abaissez le curseur de la machine de presse jusqu'au point mort inférieur et réglez-le pour qu'il entre en contact avec le plan supérieur du gabarit supérieur de la matrice, comme le montre la figure 50.
• Fixez séparément les matrices supérieure et inférieure au coulisseau et à la table de la machine de presse. Les boulons doivent être fixés symétriquement et alternativement. Lors du réglage de la position du coulisseau de la machine de presse, assurez-vous qu'au point mort supérieur, le poinçon ne dépasse pas la plaque de guidage, ou que la douille de guidage ne descend pas de plus d'un tiers de la longueur du poteau de guidage.
• Une fois la matrice solidement fixée, procédez à un essai et, après un essai réussi, passez à la production formelle.

(2) Points clés de l'ajustement de la matrice de découpe

Les points clés de l'ajustement de la matrice de découpe sont les suivants :

1) Ajuster la profondeur d'ajustement du poinçon et de la matrice

Ajustez les matrices supérieure et inférieure de la matrice de découpe afin de garantir une profondeur d'engagement appropriée entre les parties actives des matrices supérieure et inférieure. Elle ne doit être ni trop profonde ni trop superficielle, l'objectif étant de produire des pièces adéquates. En général, la matrice de découpe garantit que le poinçon pénètre dans la matrice à une profondeur de 0,5 à 1 mm, et pour les matrices en alliage dur, cette profondeur ne doit pas dépasser 0,5 mm. La profondeur d'ajustement du poinçon et de la matrice est obtenue en ajustant la longueur de la bielle de la machine de presse.

2) Ajuster l'écart entre le poinçon et la matrice

La matrice de découpe doit garantir un espace uniforme autour du poinçon et de la matrice. Des écarts inappropriés ou inégaux affecteront directement la qualité des pièces estampées.

Pour les matrices de découpe à composants guidés, l'installation et le réglage sont relativement aisés, pour autant que la précision du mouvement des composants de guidage soit assurée, car l'ajustement entre les composants de guidage (tels que les poteaux de guidage et les douilles de guidage) est relativement précis, ce qui garantit un écart d'ajustement uniforme entre les matrices supérieures et inférieures.

Pour les matrices de découpe non guidées, une feuille de cuivre pur ou un carton dur peut être placé autour du bord de coupe de la matrice pour le réglage (l'épaisseur de la feuille de cuivre pur ou du carton dur est équivalente à l'écart unilatéral entre le poinçon et la matrice). Lorsque l'épaisseur du flan de la pièce estampée dépasse 1,5 mm, en raison de l'écart plus important entre le poinçon et la matrice, la méthode de doublage susmentionnée peut être utilisée pour l'ajustement.

Pour les matrices de découpage de pièces plus fines, la matrice peut être ajustée par l'ouvrier d'emboutissage en observant la taille de l'espace autour du poinçon et de la matrice. Si l'on constate que l'écart entre le poinçon et la matrice est relativement important dans une certaine direction, il faut d'abord fixer la matrice supérieure et desserrer la matrice inférieure. Ensuite, à l'aide d'un marteau, tapez doucement sur le côté de la matrice inférieure dans la direction où l'écart doit être réduit. Après un ajustement approprié, répétez l'observation de l'espace autour du poinçon et de la matrice jusqu'à ce qu'il soit uniforme.

Pour les matrices de découpage dont les arêtes de coupe sont droites, la méthode de transmission de la lumière et le test de la jauge d'épaisseur peuvent être utilisés pour régler l'écartement. Lorsque le poinçon et la matrice sont centrés et que l'écart est uniforme, utilisez des vis pour fixer la matrice à la presse pour le poinçonnage d'essai.

Après le poinçonnage d'essai, inspectez les pièces poinçonnées d'essai pour vérifier l'absence de bavures significatives et de surfaces rugueuses. En cas d'inadéquation, desserrez la matrice inférieure et continuez à ajuster selon la méthode précédente jusqu'à ce que l'écart soit approprié.

Pour faciliter le réglage de la fente des matrices de découpage non guidées dans la production future, la méthode consistant à presser une feuille de cuivre pur ou une feuille de papier dur d'une épaisseur égale à la fente unilatérale du poinçon et de la matrice dans la cavité de la matrice en même temps que le poinçon peut être utilisée pour réduire la charge de travail liée au réglage de la matrice de découpage.

3) Ajuster le dispositif de positionnement

Les composants de positionnement de la matrice de découpage comprennent principalement des goupilles de positionnement, des blocs de positionnement et des plaques de positionnement. Lors du réglage de la matrice de découpage, il convient de vérifier si les composants de positionnement répondent aux exigences de positionnement et si le positionnement est fiable. Si les positions des composants de positionnement ne conviennent pas, il convient de les ajuster lors du réglage et, si nécessaire, de les remplacer.

4) Ajuster le système d'effeuillage

Le réglage du système de décapage consiste principalement à vérifier si la plaque de décapage ou l'éjecteur fonctionne sans heurt, si les ressorts de décapage et l'élasticité du caoutchouc sont suffisants, si la course de décapage est adéquate, si les trous pour les déchets ne sont pas obstrués et si les tiges de poinçonnage et les tiges de poussée peuvent évacuer sans heurt les pièces et les déchets. Si des défauts sont constatés, il convient de procéder à des ajustements et, si nécessaire, à des remplacements.

5. Précautions à prendre pour les opérations de découpage

Les équipements utilisés pour le découpage comprennent principalement diverses presses à manivelle. Au cours de l'opération, il est tout d'abord nécessaire de se familiariser avec les performances et les caractéristiques de l'équipement utilisé et de maîtriser ses méthodes de fonctionnement. Deuxièmement, il est également important de comprendre les performances et les caractéristiques de la matrice utilisée pour le découpage et d'être capable de l'installer et de la régler. En outre, lors de l'exécution des opérations de découpage, il convient de veiller à respecter les procédures opérationnelles, dont les principales exigences sont les suivantes.

(1) Exigences avant le travail

• Préparer les équipements de protection individuelle et les outils à utiliser.
• Vérifier les registres de passation de service et prêter attention à tout problème non résolu au cours de l'équipe précédente.
• Vérifier si les pièces de l'équipement qui se desserrent facilement sont bien serrées.
• Vérifier si la pression dans les systèmes pétroliers et gaziers est appropriée et s'il y a des fuites dans les pipelines.
• Lubrifier l'équipement selon les besoins.
• Examiner les dossiers de processus et les fiches de tâches de production, notamment : vérifier les moules utilisés et leur état d'installation, vérifier la spécification et la qualité des matériaux, la quantité de pièces découpées et d'autres éléments pertinents spécifiés dans les dossiers de processus.

(2) Exigences pendant le travail

1) Brancher le courant et, après que le volant tourne normalement, faire tourner la presse à vide plusieurs fois pour vérifier si l'embrayage, le frein et le système de contrôle sont sensibles et fiables ; vérifier si les dispositifs de sécurité sont efficaces ; en même temps, observer si le moule fonctionne normalement.

2) Tester plusieurs pièces, procéder à une auto-inspection et les faire contrôler par l'inspecteur. Ne poursuivez la production normale que si elles sont qualifiées.

3) Pendant le travail, si des problèmes de qualité ou un fonctionnement anormal de la presse, un mauvais fonctionnement des commandes ou une réponse insensible de l'embrayage et du frein se produisent, arrêtez immédiatement la machine. Il est strictement interdit de faire fonctionner l'équipement avec des défauts.

(3) Exigences après l'achèvement des travaux

• Débrayer et couper l'alimentation.
• Nettoyer le lieu de travail, essuyer la presse et le moule et appliquer une huile de protection si nécessaire.
• Enregistrez soigneusement les détails de la transmission de l'équipe.

6. Défauts courants des pièces de découpe et solutions

Les défauts courants des pièces découpées comprennent des bavures importantes et des surfaces déformées. Ces défauts peuvent être dus à des problèmes avec le matériau de découpage, à des problèmes de réglage ou de moule de découpage, ou à une négligence dans l'opération. Les solutions doivent être élaborées sur la base d'une analyse minutieuse des causes des défauts. Le tableau 7 présente les défauts courants et les solutions pour les pièces découpées.

Tableau 7 Défauts courants et solutions pour les pièces de découpage

IV. Coupe de gaz

Le découpage au gaz utilise l'énergie thermique d'une flamme oxy-acétylène ou d'une flamme de gaz liquéfié à l'oxygène pour préchauffer la zone de découpage d'une pièce à une certaine température, puis pulvérise un flux de gaz de découpage à grande vitesse pour faire brûler le métal et libérer de la chaleur, réalisant ainsi le découpage.

Le découpage au gaz présente les avantages de la commodité et d'une grande adaptabilité. Il permet de découper toutes les épaisseurs et tous les types d'acier au carbone, y compris les plaques d'acier et l'acier de construction. En outre, le découpage au gaz offre de faibles coûts de production.

L'oxycoupage est classé en fonction des différentes flammes générées par les gaz de coupe, comme l'oxycoupage à l'acétylène et l'oxycoupage au gaz de pétrole liquéfié. En fonction des méthodes d'exploitation, on distingue l'oxycoupage manuel, l'oxycoupage semi-automatique et l'oxycoupage automatique à commande numérique. La découpe manuelle au gaz oxyacétylénique est la méthode la plus répandue dans les pays de l'Union européenne. transformation de la tôle.

1. Matériel et outils de coupage au gaz

L'équipement et les outils utilisés pour le coupage au gaz varient légèrement en fonction du type de gaz combustible utilisé. L'équipement d'oxycoupage se compose d'une bouteille d'oxygène et d'un détendeur d'oxygène, d'une bouteille d'acétylène et d'un détendeur d'acétylène, d'un dispositif antiretour de flamme et d'un chalumeau, comme le montre la figure 51.

1-Pièce de travail
2-Torche
Tuyau 3
4-Arbitre de protection contre les retours de flamme
5-Régulateur d'acétylène
6-Régulateur d'oxygène
7-Bouteille d'oxygène
Bouteille d'acétylène 8

(1) Bouteille d'oxygène et bouteille d'acétylène

La bouteille d'oxygène est un conteneur cylindrique destiné à stocker de l'oxygène à haute pression. Elle est peinte en bleu clair pour l'identifier. La pression maximale est de 16,7 MPa, avec un volume d'environ 40 litres et une capacité de gaz d'environ 6 mètres.³. La bouteille d'oxygène est un récipient à haute pression présentant des risques d'explosion, ce qui nécessite des précautions de sécurité lors de son utilisation. Elle doit être manipulée avec précaution afin d'éviter les vibrations et les chocs violents, et doit être tenue à plus de 5 mètres des flammes nues ou des sources de chaleur pendant son fonctionnement.

En été, les bouteilles d'oxygène doivent être protégées du soleil et en hiver, les robinets gelés ne doivent pas être décongelés avec du feu mais avec de l'eau chaude. L'oxygène contenu dans la bouteille ne doit pas être complètement épuisé ; la pression résiduelle doit être maintenue entre 98 et 196 kPa afin d'éviter la pénétration d'autres gaz et des explosions potentielles.

Les bouteilles d'acétylène sont des conteneurs spécialisés pour le stockage et le transport de l'acétylène. Elles ressemblent aux bouteilles d'oxygène, mais sont légèrement plus courtes (1,12 m) et ont un plus grand diamètre (250 mm). La surface est peinte en blanc et la mention "acétylène" est inscrite en rouge. Pour garantir un stockage stable et sûr de l'acétylène, la bouteille est remplie d'un matériau poreux imbibé d'acétone.

Les bouteilles d'acétylène doivent être maintenues en position verticale pendant leur manipulation, leur chargement, leur déchargement et leur utilisation, et ne doivent jamais être posées à plat sur le sol. L'utilisation de l'acétylène nécessite un régulateur de pression ; l'utilisation directe est interdite.

(2) Régulateur.

Le détendeur est un dispositif qui réduit le gaz à haute pression en gaz à basse pression. Sa fonction est de réduire la pression du gaz haute pression provenant de la bouteille à la pression de travail souhaitée et de maintenir la stabilité de la pression.

La figure 52 montre le principe structurel d'un détendeur à un étage. En tournant la vis de réglage 1 dans le sens des aiguilles d'une montre, on ouvre la soupape de régulation de pression 8, ce qui permet au gaz haute pression de la bouteille de s'écouler de la chambre haute pression 7 vers la chambre basse pression 12 en passant par la soupape de régulation de pression 8. Le gaz se détend, réduisant la pression à la pression de travail, puis sort par la sortie 11.

1-Vis de réglage
2-Ressort de travail
Membrane à 3 élastiques
4-Transmission Rod
5-Jauge de haute pression
6-Ressort auxiliaire
7-Chambre à haute pression
8-Valve de contrôle de la pression
9-Soupape de sécurité
Manomètre basse pression 10
11 prises
12-Chambre à basse pression

La pression de travail est réglée en modifiant la position de la vis de réglage 1. Le ressort de travail 2 et le ressort auxiliaire 6 garantissent que la soupape de régulation de pression 8 peut s'ouvrir automatiquement et maintenir l'équilibre lorsque la pression de la bouteille diminue progressivement, ce qui maintient la pression de travail stable.

Les détendeurs pour l'oxygène et l'acétylène dissous doivent être des détendeurs spécialisés qui correspondent aux caractéristiques de chaque gaz.

(3) Chalumeau et tuyau.

La fonction du chalumeau est de mélanger l'oxygène et l'acétylène dans la bonne proportion pour former une flamme de préchauffage et de pulvériser de l'oxygène à haute pression sur la pièce à découper, ce qui a pour effet de brûler le métal dans le jet d'oxygène, de l'expulser et de former une coupure.

La torche de découpe est divisée en deux types, le type à jet et le type à pression égale, en fonction des différentes méthodes de mélange de l'oxygène et de l'acétylène, comme le montre la figure 53. Le chalumeau à jet est le plus couramment utilisé et convient aux gaz acétylènes à basse ou moyenne pression. Le tableau 8 énumère les modèles et les paramètres courants du chalumeau coupeur à jet.

a) Principe et forme du type de jet
b) Forme du type à pression égale
1-Buse de coupe
2, 9-Tube de mélange
Tube à 3 jets
4-buses
5, 10-Soupape à oxygène
6-Conduit d'oxygène
7-Conduit d'acétylène
8-Valve d'acétylène

Tableau 8 Modèles et paramètres courants des torches de coupe à jet

Remarque : dans le numéro de modèle, G représente la torche de coupe, 0 représente la torche manuelle, 1 représente le type de jet, et les nombres suivants représentent l'épaisseur maximale (mm) de l'acier à faible teneur en carbone pour le découpage au gaz.

La figure 53a montre la torche de découpe à jet. La torche de découpe à jet utilise un tube à jet fixe et, en remplaçant les buses de découpe par des trous d'oxygène de diamètres différents, elle peut répondre aux besoins de découpe de pièces d'épaisseurs différentes. Elle est largement utilisée dans la production.

Lors du fonctionnement, l'oxygène de préchauffage pénètre à grande vitesse dans la chambre de mélange, aspire le gaz d'acétylène environnant et forme un mélange avec un certain rapport, qui est pulvérisé par la buse de coupe. Après inflammation, il forme une flamme de préchauffage. L'oxygène de coupe sort ensuite du trou central de la buse de coupe par le tube à oxygène, formant un flux d'oxygène de coupe à grande vitesse.

La figure 53b montre un chalumeau de coupe à pression égale. L'acétylène, l'oxygène de préchauffage et l'oxygène de coupe du chalumeau à pression égale sont respectivement introduits dans la buse de coupe par des conduites séparées. L'oxygène de préchauffage et l'acétylène commencent à se mélanger dans la buse de coupe et, après avoir été pulvérisés et allumés, ils produisent une flamme de préchauffage. Il convient au gaz acétylène à pression moyenne, se caractérise par une flamme stable et n'est pas sujet au retour de flamme.

Le tuyau en caoutchouc utilisé pour transporter l'oxygène, le gaz acétylène ou le gaz de pétrole liquéfié vers la torche de coupe est fabriqué en caoutchouc de haute qualité avec du tissu ou de la fibre de coton. La pression de service admissible pour le tuyau d'oxygène est de 1,5 MPa et le diamètre du tuyau est de 8 mm ; la pression de service admissible pour le tuyau d'acétylène est de 0,5 MPa et le diamètre du tuyau est de 10 mm. Pour faciliter l'identification, le tuyau d'oxygène est rouge et le tuyau d'acétylène est vert.

2. Techniques d'opération de coupage au gaz

Le découpage général au gaz peut être effectué selon les étapes et méthodes suivantes :

(1) Préparation avant le découpage au gaz.

Nettoyer les taches d'huile et la rouille à la surface de la pièce et élever la pièce à une certaine hauteur, en laissant un certain espace sous la pièce pour faciliter l'expulsion des scories d'oxyde.

Vérifiez ensuite la forme de la ligne d'écoulement de l'oxygène de coupe. Lors du contrôle, allumer le chalumeau coupeur et ajuster le rapport du mélange oxygène-acétylène pour que la flamme de préchauffage soit une flamme neutre. La façon la plus simple et la plus pratique de juger de la nature de la flamme oxyacétylénique est d'observer sa forme.

La longueur de la flamme neutre est modérée, avec trois parties distinctes : le cœur de la flamme, la flamme intérieure et la flamme extérieure (voir figure 54a) ; la flamme réductrice est plus longue et plus brillante, et la flamme intérieure est plus proéminente (voir figure 54b) ; la flamme oxydante est plus courte, sans limite évidente entre les flammes intérieure et extérieure, et la luminosité est plus sombre (voir figure 54c).

1-Noyau de flamme
2-Flamme intérieure
3-Flamme extérieure

Après avoir réglé la flamme de préchauffage sur une flamme neutre, libérez à plusieurs reprises l'oxygène de coupe et réglez la soupape de réglage du mélange pour que la flamme oxyacétylénique puisse rester neutre pendant le processus de coupe. Observez la forme du flux d'air de coupe (communément appelé ligne d'air) de différents côtés, en exigeant qu'il soit uniforme et clairement cylindrique. Dans le cas contraire, éteignez l'acétylène et l'oxygène et utilisez une aiguille de nettoyage pour dégager la buse de coupe jusqu'à ce que le flux d'air de coupe standard soit obtenu.

(2) Coupe de gaz.

Si vous commencez à découper à partir du bord d'une plaque d'acier, préchauffez d'abord le bord de la plaque. Lorsque le point de préchauffage devient légèrement rouge, déplacez le centre de la flamme de préchauffage à l'extérieur du bord, ouvrez lentement le robinet d'oxygène de coupe et observez le laitier fondu oxydé s'envoler avec le flux d'oxygène au niveau de la coupe. Lorsque la coupe est terminée, déplacez lentement le chalumeau coupeur pour poursuivre la coupe, comme illustré à la figure 55.

a), b) Préchauffage
c) Reculer et libérer de l'oxygène
d) Démarrage de la coupe

Les vitesse de coupe doit être déterminée en fonction de l'épaisseur de la plaque d'acier et des exigences de qualité de la surface de coupe.

Dans la pratique, il existe deux méthodes pour déterminer si la vitesse de coupe est appropriée : Observer la striation de la surface de coupe. Si les stries sont uniformes et que la traînée de recul est minime, cela indique que la vitesse de coupe est appropriée ; pendant le processus de coupe, observez la coupe à partir de la partie supérieure le long de la direction du flux d'air de coupe. Si la vitesse de coupe est appropriée, le flux d'air à l'endroit de la coupe doit être régulier et ne pas présenter de courbure évidente.

Pour utiliser pleinement la flamme de préchauffage et améliorer l'efficacité de la découpe, la buse de découpe peut être inclinée vers l'arrière de 0°～30° dans la direction opposée à la progression de la découpe, en fonction de l'épaisseur de la plaque d'acier à découper ; plus la plaque d'acier est mince, plus l'angle est important, comme le montre la figure 56.

Si un trou doit être fait à un certain endroit au milieu de la plaque d'acier, il faut veiller à contrôler la distance et l'angle de la buse de coupe par rapport à la plaque d'acier lors de l'ouverture de l'oxygène de coupe afin d'éviter que les éclaboussures de scories ne bloquent la buse de coupe, comme le montre la figure 57.

a) Préchauffage
b) Lever la buse de coupe
c) Commencer à couper l'oxygène, déplacer la torche vers l'arrière
d) Incliner la torche

La position à adopter pour tenir le chalumeau pendant le découpage au gaz est la suivante : tenir la poignée du chalumeau avec la main droite, soutenir la soupape de réglage de l'oxygène de coupe avec le pouce, l'index et le majeur de la main gauche. Que vous soyez debout ou accroupi, maintenez un centre de gravité stable, détendez les muscles des bras, respirez naturellement, tenez la torche fermement et bougez les deux bras lentement en fonction de la vitesse de coupe requise ou en suivant les mouvements du corps. Le corps principal de la torche doit être parallèle à la surface supérieure de l'objet à découper.

Pendant le processus de coupe, un retour de flamme se produit souvent en raison d'une alimentation insuffisante en oxygène ou en acétylène, de scories qui bloquent la buse de coupe ou d'une surchauffe de la tête de buse. Dans ce cas, la source de gaz doit être fermée d'urgence. La séquence correcte est la suivante : Fermez d'abord le robinet de gaz acétylène pour couper la source de gaz inflammable, puis fermez le robinet de gaz mixte. Après avoir identifié et résolu la cause, rallumez et continuez à travailler.

(3) Fin de la coupe de gaz.

Après avoir coupé jusqu'au point final, fermez le robinet d'oxygène de coupe et soulevez la torche simultanément. S'il n'est pas nécessaire de l'utiliser ultérieurement, fermez d'abord le robinet de gaz acétylène, puis le robinet de réglage du gaz mélangé. Desserrez la vis de réglage du détendeur et fermez les robinets des bouteilles d'acétylène et d'oxygène. Une fois le travail terminé, retirez la torche et le détendeur et rangez-les correctement, enroulez les tuyaux en caoutchouc d'acétylène et d'oxygène et nettoyez le site de travail.

3. Découpage au gaz de l'acier à faible teneur en carbone

L'oxycoupage est principalement utilisé pour couper l'acier à faible teneur en carbone et l'acier faiblement allié. Il est largement utilisé pour couper les plaques et les profilés en acier pour la préparation des matériaux et le biseautage des pièces soudées avant le soudage, ainsi que pour couper diverses plaques de forme complexe.

(1) Découpe au gaz de plaques d'acier

L'oxycoupage peut découper des plaques d'acier à faible teneur en carbone de différentes épaisseurs, et les méthodes d'exploitation sont différentes.

1) Découpe au gaz de plaques d'acier de 4 à 25 mm d'épaisseur.

Pour le découpage au gaz de plaques d'acier de 4 à 25 mm d'épaisseur, une torche de découpage de type G01-100 peut être choisie. Lors de la préparation du matériau, veillez à ce que la longueur du flux d'air de coupe (ligne de vent) soit supérieure à 1/3 de l'épaisseur de la plaque à découper. La distance entre la buse de coupe et la pièce à découper est à peu près égale à la longueur du cœur de la flamme plus 2 à 4 mm. Pour améliorer l'efficacité de la découpe, la buse de découpe peut être inclinée vers l'arrière d'un angle de 20°～30° pendant la découpe au gaz.

2) Découpe au gaz de plaques d'acier minces.

Pour le coupage au gaz de plaques d'acier minces, on choisit souvent un chalumeau coupeur de type G01-30 et une buse de coupe n° 2. Pour obtenir de meilleurs résultats, l'énergie de la flamme de préchauffage doit être faible, la buse de coupe doit être inclinée dans le sens opposé à la progression et former un angle de 25°～45° avec la plaque d'acier, la distance entre la buse de coupe et la surface de la pièce à découper doit être de 10～15mm, et la vitesse de coupe doit être aussi rapide que possible.

3) Découpe au gaz de plaques d'acier épaisses.

Lors du découpage au gaz de plaques d'acier épaisses, commencez par préchauffer l'angle du bord de la pièce à découper (voir figure 58a). Une fois préchauffé à la température de coupe, augmentez progressivement l'oxygène de coupe et inclinez la buse de coupe vers la pièce à découper (voir figure 58b). Une fois que le bord de la pièce à découper est entièrement pénétré, augmentez le débit d'oxygène de coupe et rendez la buse de coupe perpendiculaire à la surface de la pièce à découper. Déplacez simultanément la buse de découpe le long de la ligne de découpe. La vitesse de coupe doit être lente et la buse de coupe doit effectuer une rotation transversale en forme de croissant (voir figure 58c).

4) Découpe de trous dans des plaques d'acier.

Lors de la découpe au gaz de composants de type anneau à bride, comme il est impossible de commencer la découpe à partir du bord de la plaque, l'opération de découpe doit commencer à partir du milieu de la plaque d'acier. Après avoir créé un trou dans la plaque d'acier, suivre la ligne de coupe pour la découpe.

La méthode pour percer un trou dans la plaque d'acier est illustrée à la figure 59. Tout d'abord, préchauffez la zone à percer sur la plaque d'acier, tenez la buse de découpe perpendiculairement à la plaque d'acier (voir figure 59a), et une fois chauffée à la température de découpe, soulevez la buse de découpe à environ 15 mm de la plaque d'acier (voir figure 59b), puis ouvrez lentement le robinet d'oxygène de découpe et inclinez légèrement la buse de découpe (voir figure 59c).

a) Préchauffage
b) Soulever la buse de coupe
c) Ouvrir lentement la vanne d'oxygène de coupe

Pendant toute la durée du perçage, veillez à ne pas faire face à la surface de la plaque d'acier pour éviter d'être ébouillanté par les éclaboussures de scories.

5) Découpe au gaz de plaques d'acier multicouches.

Lors du découpage au gaz de plusieurs plaques d'acier à couches ayant la même forme, les plaques d'acier sont souvent empilées pour terminer le découpage de plusieurs plaques à la fois. Pour découper des plaques d'acier multicouches, les plaques doivent être fermement pressées les unes contre les autres, ce qui nécessite un dispositif de pressage (voir figure 60a), et la rouille et la saleté sur la surface de la plaque d'acier doivent être nettoyées.

La couche supérieure de tôles d'acier doit être légèrement déplacée vers l'extérieur (voir figure 60b) pour faciliter le début de la découpe au gaz. Les paramètres de découpe doivent être déterminés en fonction de l'épaisseur totale des plaques d'acier multicouches. Pour éviter une fusion excessive de la couche supérieure des plaques d'acier, une plaque d'acier plate peut être utilisée comme plaque de couverture pour la découpe.

(2) Coupe au gaz de tubes en acier

Lors de la découpe au gaz de tubes en acier, la flamme de préchauffage doit être perpendiculaire à la surface du tube en acier. Une fois le tube entièrement coupé, inclinez progressivement la buse de coupe jusqu'à ce qu'elle soit proche de la direction tangente du matériau du tube, puis continuez la coupe.

La figure 61a montre le coupage au gaz d'un tube d'acier fixe, en commençant le préchauffage par le dessous du matériau du tube (vu d'en dessous) dans la direction indiquée par 1 sur la figure. Lorsque la coupe atteint la partie supérieure du matériau du tuyau, il faut fermer l'oxygène de coupe, déplacer à nouveau la torche vers la face inférieure du matériau du tuyau et poursuivre la coupe dans la direction indiquée par 2 sur la figure.

La figure 61b illustre le découpage au gaz du matériau d'un tube en rotation. Commencez le préchauffage par le côté du tube d'acier et coupez dans le sens indiqué sur la figure. Après avoir coupé une section, arrêtez-vous temporairement, faites tourner légèrement le matériau du tuyau, puis continuez la coupe. Les tuyaux de petit diamètre peuvent être coupés en 2 ou 3 tentatives, tandis que les tuyaux de plus grand diamètre peuvent nécessiter plusieurs tentatives, mais moins il y en a, mieux c'est.

(3) Découpage au gaz de l'acier rond

Pour le découpage au gaz de l'acier rond, commencez le préchauffage par un côté de l'acier rond. La flamme de préchauffage doit être perpendiculaire à la surface de l'acier rond. Au début de la découpe au gaz, ouvrez simultanément la vanne d'oxygène de découpe et tournez la buse de découpe de manière à ce qu'elle soit perpendiculaire au sol. Une fois que l'acier rond est coupé, déplacez la buse de coupe vers l'avant et effectuez de légères oscillations horizontales.

Il est préférable d'achever la découpe de l'acier rond en une seule fois. Si le diamètre de l'acier rond est important et ne peut être découpé en une seule fois, la méthode de découpe par segmentation peut être utilisée, comme le montre la figure 62. Les chiffres de la figure indiquent la séquence de découpe pendant la découpe par segmentation de l'acier rond.

(4) Découpe au gaz des poutres en I

Lors de la découpe d'une poutre en I avec du gaz, le principe est de couper de bas en haut, comme le montre la figure 63. De cette manière, le matériau restant ne tombera pas et n'endommagera pas la coupe ou ne causera pas d'autres accidents. Lors de la découpe au gaz, la buse de découpe doit être perpendiculaire à la ligne de découpe.

1-Compléter un côté de la bride inférieure et de l'âme en une seule coupe
2-Découpe au gaz de l'autre côté de la bride inférieure
3-En dernier lieu, le gaz coupe la bride supérieure

(5) Découpe au gaz de l'acier en cannelure

Lors du découpage au gaz de l'acier en ligne droite, la buse de découpage doit être perpendiculaire à la surface de découpage (voir figure 64a). Pour les coupes inclinées, la buse doit être perpendiculaire à l'âme, et pour les deux autres brides, la buse doit suivre la direction de la ligne inclinée sur l'âme pour la coupe au gaz (voir figure 64b).

(6) Découpe au gaz des rainures de soudage

Par rapport au coupage au gaz général, le coupage au gaz des rainures de soudage doit être légèrement plus rapide, avec une puissance de flamme de préchauffage plus élevée et une pression d'oxygène de coupage légèrement plus élevée. La figure 65a montre la forme utilisée pour le découpage au gaz des rainures dans les plaques et les tuyaux en acier, tandis que la méthode de la figure 65b est principalement utilisée pour le découpage des rainures dans les tuyaux.

Lors de l'utilisation de la méthode illustrée à la figure 65b pour le découpage au gaz de rainures de tuyaux, la puissance de la flamme de préchauffage est plus faible que lors de l'utilisation de la méthode illustrée à la figure 65a, ce qui empêche la brûlure de l'arête émoussée.

4. Précautions à prendre pour les opérations de coupage au gaz

L'acétylène utilisé pour le découpage au gaz est un gaz inflammable et explosif, tandis que l'oxygène est un gaz à fort effet de combustion et à pression plus élevée. Les bouteilles d'oxygène, les bouteilles d'acétylène et les générateurs d'acétylène sont tous des récipients sous pression qui présentent certains risques lors du transport, du stockage et de l'utilisation.

En outre, comme des flammes nues sont utilisées pendant le découpage au gaz, la température est élevée et une grande quantité de scories fondues est projetée, ce qui augmente le risque d'incendie et d'explosion. Il convient donc d'accorder une attention particulière à la sécurité et à la production civilisée pendant les opérations de découpage au gaz.

D'autre part, la qualité des pièces coupées lors du découpage au gaz est étroitement liée à la sélection des paramètres du processus de découpage et à la posture de l'opération manuelle. Pour garantir la qualité des pièces découpées, il convient également de prêter attention à la sélection des spécifications du processus de découpage au gaz pendant les opérations de découpage au gaz.

(1) Précautions de sécurité pour les opérations de coupage au gaz

Pour garantir la sécurité lors des opérations de coupage au gaz, les principales précautions suivantes doivent être observées :

1) La zone de travail pour le découpage au gaz doit répondre aux exigences de sécurité et être équipée des moyens de lutte contre l'incendie nécessaires. La zone doit être exempte de matériaux inflammables et explosifs, bien ventilée et maintenir un certain niveau d'humidité. Il est strictement interdit aux jets de coupe et au laitier fondu d'entrer en contact direct avec les surfaces en ciment. Le générateur d'acétylène, les bouteilles d'acétylène et les bouteilles d'oxygène doivent être maintenus à une distance sûre de la zone de travail, généralement 10 mètres ou plus.

2) Les plaques ou sections d'acier coupées dans la zone de travail doivent être disposées proprement et placées de manière stable. Il doit y avoir un certain espace derrière la zone de découpe pour faciliter l'évacuation des scories en fusion et empêcher l'accumulation d'acétylène, qui pourrait provoquer une explosion.

Les déchets et le laitier résiduel générés après la découpe doivent être nettoyés rapidement. Pendant le fonctionnement, la direction de distribution des dispositifs anti-retour d'incendie, des tuyaux d'oxygène et d'acétylène doit être raisonnable afin d'éviter qu'ils ne soient enflammés par le laitier en fusion ou écrasés par les pièces coupées.

3) Les dispositifs et équipements de sécurité utilisés pour le découpage au gaz doivent être sûrs et fiables. Par exemple, les dispositifs anti-retour d'incendie doivent être sensibles et efficaces, les détendeurs doivent afficher des valeurs précises et être étalonnés régulièrement. Les bouteilles d'oxygène et d'acétylène doivent être placées à des endroits fixes, être bien rangées et fixées à l'aide de supports spéciaux pour éviter qu'elles ne glissent ou ne roulent.

4) Les opérateurs doivent être formés et qualifiés avant d'effectuer des travaux de découpage au gaz et doivent suivre scrupuleusement les procédures de sécurité pour le découpage au gaz. L'utilisation non autorisée d'outils et d'équipements de découpe au gaz par d'autres personnes est strictement interdite. Pendant le travail, l'équipement de protection individuelle (lunettes de soudage au gaz, vêtements de travail, gants de soudage, chaussures d'isolation nécessaires, protections, etc.

(2) Précautions de qualité pour les opérations de coupage au gaz

Pour garantir la qualité des pièces coupées lors des opérations de découpe au gaz, les précautions suivantes doivent également être respectées :

1) Les spécifications appropriées du chalumeau et de la buse doivent être sélectionnées en fonction de l'épaisseur de la plaque ou de la section d'acier à découper.

2) Choisir correctement les spécifications du procédé de découpe au gaz. Lors du découpage à la flamme oxyacétylénique, la distance entre la buse et la surface de la pièce est généralement de 3 à 5 mm, et pour les tôles minces d'une épaisseur inférieure à 4 mm, une distance de 10 à 15 mm est choisie. La pression du gaz pour le découpage manuel est indiquée dans le tableau 9. L'angle d'inclinaison de la buse par rapport à la surface de la pièce est indiqué dans le tableau 10.

Tableau 9 Pression de gaz pour la coupe manuelle

Tableau 10 Angle d'inclinaison de la buse par rapport à la surface de la pièce à usiner

Lors du découpage au gaz, une pression d'oxygène trop faible peut entraîner une combustion incomplète du métal, ce qui réduit la vitesse de découpage et provoque l'adhérence du laitier entre les coupes. Une pression d'oxygène trop élevée, en revanche, peut provoquer un excès d'oxygène qui agit comme un liquide de refroidissement, ce qui entraîne une surface irrégulière de la coupe.

La longueur optimale du jet d'oxygène de coupe est d'environ 500 mm avec un contour clair, assurant un soufflage régulier du laitier et des coupes nettes avec des bords tranchants. Dans le cas contraire, l'adhérence du laitier est importante et la largeur de coupe inégale.

3) De l'oxygène pur doit être utilisé pour la découpe. Si la pureté est inférieure à 98%, les impuretés présentes dans l'oxygène, telles que l'azote, absorberont la chaleur pendant la découpe, formant d'autres films composés sur la surface découpée, entravant la combustion du métal, réduisant la vitesse de découpe et augmentant la consommation d'oxygène.

4) Les plaques à découper doivent être détartrées chimiquement afin d'éliminer toute couche d'oxyde ; dans le cas contraire, un retour de flamme pourrait se produire, ce qui affecterait la qualité de la découpe.

5) Pour les aciers sensibles à la trempe, les bords des coupes au gaz doivent faire l'objet d'une inspection des fissures superficielles et d'un test de dureté conformément aux réglementations en vigueur. Si la température ambiante est basse pendant le découpage au gaz, il faut préchauffer la zone de découpage avant le découpage.

La qualité de la surface découpée au gaz est évaluée en fonction de la planéité de la surface découpée, de la profondeur des marques de découpe et de la distance minimale entre les entailles. En outre, les écarts dimensionnels sont des problèmes de qualité courants dans l'oxycoupage. Le tableau 11 énumère les défauts courants des surfaces oxycoupées à la flamme acétylène et leurs causes.

Tableau 11 Défauts de la surface de coupe à la flamme oxyacétylénique et leurs causes

(3) Conditions pour le découpage au gaz des métaux

Tous les métaux ne peuvent pas être découpés au gaz. Les métaux à découper au gaz doivent répondre aux conditions suivantes :

1) Le point d'ignition du métal doit être inférieur à son point de fusion. Si le point d'ignition du métal est supérieur à son point de fusion, le métal fondra avant d'atteindre le point d'ignition, ce qui entraînera un découpage par fusion avec des coupes inégales qui ne répondent pas aux exigences de découpage, ou il ne pourra pas être découpé du tout.

2) Le point de fusion de l'oxyde métallique doit être inférieur à celui du métal lui-même. Cela garantit que l'oxyde métallique peut être soufflé à temps, exposant une nouvelle surface métallique et permettant une coupe continue. Dans le cas contraire, si l'oxyde métallique a un point de fusion élevé et recouvre la surface métallique chauffée, il entravera le contact entre le métal sous-jacent et l'oxygène de coupe, ce qui rendra la découpe au gaz difficile.

Selon les conditions de découpe des métaux, la découpe au gaz est principalement utilisée pour l'acier au carbone et les aciers faiblement alliés, tels que l'acier à faible teneur en carbone, l'acier à haute teneur en manganèse, l'acier à faible teneur en chrome, l'acier à faible teneur en chrome-molybdène et l'acier allié au chrome-nickel, ainsi que les alliages de titane. Le découpage au gaz est généralement difficile pour l'acier à haute teneur en carbone et l'acier faiblement allié à haute résistance. Les matériaux tels que la fonte, l'acier inoxydable, le cuivre et l'aluminium ne peuvent pas être découpés au gaz. Le tableau 12 présente les performances de coupage au gaz de différents métaux.

Tableau 12 Performances de coupage au gaz de différents métaux