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L'art du dépliage de la tôle expliqué

Dernière mise à jour :
26 mars 2024

Table des matières

Les pièces en tôle désignent généralement l'utilisation de la plasticité du métal pour fabriquer des pièces individuelles d'une certaine épaisseur de tôle par des procédés tels que le cisaillement, l'emboutissage, le pliage, etc., puis les assembler en pièces complètes par soudage, rivetage et d'autres méthodes. La caractéristique est l'épaisseur uniforme des pièces.

En raison de leur légèreté, de leur résistance élevée, de leur conductivité, de leur faible coût et de leur bonne performance dans la production de masse, les pièces en tôle ont été largement utilisées dans des domaines tels que la pétrochimie, la métallurgie, l'électronique, les communications, l'industrie automobile et les appareils médicaux. Par exemple, dans les produits de tous les jours tels que les boîtiers d'ordinateurs, les téléphones portables, les lecteurs MP3, les pièces en tôle sont des composants essentiels.

Avec la généralisation de l'utilisation de la tôle, la conception des pièces de tôle est devenue un élément important du processus de développement des produits. Les ingénieurs en mécanique doivent maîtriser les techniques de conception des pièces de tôle, en veillant à ce que les pièces de tôle conçues répondent aux exigences de la fonction et de l'apparence du produit, ainsi qu'à la commodité de la production et du traitement et à la rentabilité.

Dans le processus de conception des pièces de tôle, outre l'expression de la forme et de la taille des pièces à l'aide de dessins techniques, il est également nécessaire d'utiliser le dessin déplié de la tôle pour représenter la forme et la taille du profil des pièces de tôle avant la production et le traitement. Ce dessin est utilisé pour guider la coupe, la disposition et la production des pièces de tôle.

Ce processus de dessin du contour aplati basé sur les exigences de la forme tridimensionnelle de la pièce est connu sous le nom de dépliage et de mise en page des pièces de tôle. La maîtrise d'une méthode correcte et efficace de dépliage et d'agencement des pièces de tôle peut garantir la précision des pièces et améliorer l'efficacité du traitement, ce qui permet de réduire les coûts.

I. Méthodes traditionnelles de dépliage de la tôle

La méthode traditionnelle de dépliage de la tôle consiste à utiliser les principes de la géométrie descriptive et analytique pour aplatir la pièce de tôle tridimensionnelle sur un plan et créer un dessin déplié. Les formes de surface de la tôle peuvent être divisées en deux catégories principales : les surfaces théoriquement développables et les surfaces non développables.

Les surfaces développables sont des plans, des surfaces cylindriques, des surfaces coniques ou des surfaces segmentées par ces courbes.

Les surfaces non développables sont les surfaces sphériques, les surfaces toroïdales et d'autres surfaces irrégulières. Les surfaces développables peuvent théoriquement être dépliées avec précision, lorsque les longueurs des éléments correspondants dans la vue projetée en trois dimensions et dans la vue dépliée sont égales, et que la surface de la pièce reste cohérente avant et après le dépliage.

Les surfaces non développables ne peuvent théoriquement pas être dépliées directement sur un plan ; elles ne peuvent être approximées qu'en divisant l'objet en plusieurs parties de surface développable, puis en les dépliant. Les méthodes traditionnelles de dépliage de la tôle comprennent le calcul du gabarit, le dessin par projection et les méthodes assistées par logiciel.

1. Méthode de dessin par projection

La méthode de dessin par projection consiste à utiliser la géométrie descriptive et le dessin manuel pour déplier la pièce de tôle. Les méthodes spécifiques comprennent la méthode des lignes parallèles, la méthode des lignes radiales et la méthode des lignes triangulaires.

La méthode des lignes parallèles est généralement utilisée pour déplier les surfaces cylindriques, la méthode des lignes radiales est utilisée pour déplier les surfaces coniques et la méthode des lignes triangulaires est utilisée pour le dépliage approximatif des surfaces non développables.

Figure 1.1.1 Intersection d'une surface cylindrique avec un plan par la méthode des droites parallèles
Figure 1.1.1 Intersection d'une surface cylindrique avec un plan par la méthode des droites parallèles

2. Méthode de calcul du modèle

La méthode de calcul des gabarits consiste à utiliser les principes de la géométrie analytique pour calculer le déploiement des pièces de tôle. Les méthodes spécifiques comprennent la méthode de calcul de la longueur réelle et la méthode de calcul des coordonnées. La méthode de calcul de la longueur réelle calcule la longueur des lignes (lignes élémentaires) à l'aide de la géométrie analytique pendant le dépliage et utilise ensuite ces données pour dessiner la vue dépliée.

Cette méthode remplace la référence de longueur basée sur les lignes graphiques de la méthode de dessin par projection par des données plus précises, ce qui permet d'obtenir un résultat plus précis. Toutefois, le contour final du dessin déplié doit encore être complété par le dessin, qui peut encore comporter des erreurs significatives. La méthode de calcul des coordonnées est similaire, dans son principe, à la méthode de calcul de la longueur réelle.

Lors de l'utilisation de la méthode de calcul des coordonnées, les coordonnées de divers points de référence du contour déplié sont directement calculées par rapport à un certain système de coordonnées, puis le contour déplié de la tôle est dessiné dans ce système de coordonnées.

3. Méthode de dépliage assistée par logiciel

La méthode de dépliage assistée par logiciel est basée sur le principe du calcul de gabarit et utilise un logiciel pour générer automatiquement le dessin déplié, ce qui donne un dessin au format DXF/DWG qui peut être directement importé dans AutoCAD pour l'édition et la modification.

Cependant, le dessin résultant est généré dans un état idéal et ne tient pas compte de l'épaisseur réelle du matériau de production, et un modèle tridimensionnel complet n'est pas obtenu.

II. Exécuter un dépliage de tôle dans un logiciel

Les méthodes traditionnelles de dépliage de la tôle sont basées sur la surface idéale théorique d'épaisseur nulle. Cependant, dans la conception pratique des tôles, le matériau a une certaine épaisseur.

Lorsque l'épaisseur de la tôle est faible et que les exigences de précision ne sont pas élevées, le facteur d'épaisseur peut être ignoré. Cependant, lorsque la précision est requise, le calcul du dépliage de la tôle doit tenir compte de l'épaisseur du matériau. Par conséquent, les méthodes traditionnelles de dépliage de la tôle ne conviennent qu'à la production de pièces découpées à la main avec de faibles exigences de précision.

Ces dernières années, l'utilisation des poinçonneuses à commande numérique s'est généralisée, laserles machines de découpe au plasma et au jet d'eau, et Presses plieuses à commande numériqueL'efficacité de la production et de la transformation des pièces de tôle s'est considérablement améliorée. Cela a conduit à une mise à jour et à un renforcement des exigences en matière de conception et de déploiement des pièces de tôle.

L'approche la plus courante en matière de conception de tôles consiste aujourd'hui à utiliser la technologie CAO/FAO 3D. L'idée est de concevoir et de modéliser directement des pièces ou des assemblages de tôle dans un environnement 3D, puis de déplier automatiquement la tôle dans le logiciel.

Ce processus permet de générer directement les vues orthographiques et les vues dépliées des pièces de tôle, les données correspondantes étant directement importées dans divers équipements de traitement avancés, fournissant ainsi des références de données pour la production et le traitement.

Les logiciels de CAO 3D les plus répandus, tels que CATIA, SolidWorks, UG, CREO et SolidEdge, comportent des modules spécialement conçus pour la conception de tôles.

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