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Équipement de pointe pour un emboutissage efficace de la tôle

Dernière mise à jour :
10 juin 2024
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Table des matières

La configuration de l'équipement de production d'emboutissage doit être envisagée de manière globale, en tenant compte des caractéristiques des pièces embouties et du volume de production. Les pièces découpées des wagons de passagers se caractérisent par une grande variété et de petites quantités.

Par conséquent, lors de la configuration de l'équipement de production d'estampage, il est nécessaire de répondre aux besoins de production de la plupart des pièces estampées fabriquées par l'entreprise tout en satisfaisant aux exigences économiques.

Les principes de configuration équipement d'estampage pour les wagons de passagers sont les suivants :

1) L'équipement de production doit être capable de répondre aux besoins de fabrication de pièces structurelles clés liées à la sécurité opérationnelle des wagons de passagers.

2) Compte tenu des caractéristiques des variétés multiples et de la production de petits lots, il est essentiel de choisir des équipements polyvalents et flexibles, capables d'effectuer plusieurs tâches à la fois.

3) Pour les équipements spécialisés tels que les cintreuses, il convient d'envisager des processus alternatifs ou, en cas de dysfonctionnement, d'utiliser un équipement de remplacement pour poursuivre la production.

Ensuite, je présenterai les équipements d'emboutissage couramment utilisés pour la production de pièces embouties pour les wagons de passagers.

Équipement de déroulage des tôles d'acier

Tôle d'acier déroulement est utilisé pour dérouler les bobines d'acier. Le volume de production des pièces estampées pour les voitures de passagers ferroviaires est faible et les spécifications des plaques requises sont diverses, ce qui complique l'approvisionnement. Si les spécifications sont réduites, le taux d'utilisation des matériaux diminuera, ce qui entraînera une augmentation des coûts.

Du point de vue de la réduction des coûts, il est plus économique et plus raisonnable d'acheter des matériaux en bobine et de les dérouler en interne.

L'équipement de déroulage utilisé par les fabricants de wagons de passagers est conçu pour dérouler des bobines d'une épaisseur inférieure à 6 mm. La figure 3-13 représente la ligne de déroulage des tôles d'acier et le tableau 3-33 énumère les paramètres de base de la ligne de déroulage des tôles d'acier.

Figure 3-13 : Ligne de déroulage de tôles d'acier
Figure 3-13 : Ligne de déroulage de tôles d'acier

Tableau 3-33 : Paramètres de base de la ligne de déroulage des tôles d'acier

ParamètresPlage numériqueUnités
Largeur de la bobine500~1500mm
Épaisseur de la bobine1.0~6.0mm
Masse de la bobine≤10000kg
Longueur de coupe500~4500mm
Nombre de coupes20~60Temps/Min
Précision de la longueur de coupe≤±1mm
Précision du nivellement≤1mm/m

Équipement de coupe

Cette opération sert principalement à préparer la matière première en vue d'un traitement ultérieur. Outre les équipements de découpe traditionnels, les dernières années ont vu l'avènement de dispositifs de découpe CNC tels que les découpeurs laser et les découpeurs à jet d'eau à haute pression. Ces innovations ont permis d'intégrer les étapes de traitement des tôles plates, ce qui permet de réaliser le traitement en une seule fois.

La figure 3-14 montre une CNC cisaillement et le tableau 3-34 indique la fonction et les paramètres de base de la machine à cisailler.

Figure 3-14 : Machine à cisailler à commande numérique
Figure 3-14 : Machine à cisailler à commande numérique

Tableau 3-34 : Objectif et paramètres de base de la fonction Machine à cisailler

Numéro de sérieNom de l'équipementDescription de l'équipement
1Machine à cisailler les tôles minces à commande numérique(1) Utilisé pour cisailler et couper des plaques d'acier d'une épaisseur de ≤10mm
(2) Épaisseur maximale de cisaillement : 10 mm pour l'acier au carbone, 6 mm pour l'acier inoxydable
(3) Longueur maximale de cisaillement : 4000 mm
(4) Équipé d'un dispositif anti-torsion
(5) Équipé d'un dispositif de soutien du matériel à l'arrière
(6) L'angle de cisaillement et l'écart entre les lames peuvent être réglés à l'aide d'une commande numérique.
2Machine à cisailler les tôles épaisses à commande numérique(1) Utilisé pour cisailler et couper des plaques d'acier d'une épaisseur de ≤16mm
(2) Épaisseur maximale de cisaillement : 16 mm pour l'acier au carbone, 8 mm pour l'acier inoxydable
(3) Longueur maximale de cisaillement : 4000 mm
(4) Équipé d'un dispositif de soutien du matériel à l'arrière
(5) L'angle de cisaillement et l'écart entre les lames peuvent être réglés à l'aide d'une commande numérique.

La figure 3-15 représente l'équipement de découpe et de découpage CNC, tandis que le tableau 3-35 fournit les types d'équipement de découpe et leurs paramètres fondamentaux.

Figure 3-15 Équipement de découpe et de découpage CNC
Figure 3-15 Équipement de découpe et de découpage CNC

a) Découpe au laser machine
b) Machine d'oxycoupage CNC
c) Précision machine de découpe au plasma
d) Machine de découpe au jet d'eau à haute pression

Tableau 3-35 Types d'équipements de coupe et leurs paramètres fondamentaux

Numéro de sérieNom de l'équipementDescription de l'équipement
1Machine de découpe laser(1) Utilisé pour couper et découper des plaques de métal d'une épaisseur ≤ 20mm
(2) Puissance de coupe ≥ 4kW
(3) Table de travail interchangeable de 2m × 4m
(4) Epaisseur de coupeLes plaques d'acier au carbone sont de 20 mm, les plaques d'acier inoxydable de 12 mm et les plaques d'alliage d'aluminium de 8 mm.
2Machine de découpe à la flamme CNC(1) Utilisé pour couper et découper des plaques d'acier au carbone d'une épaisseur ≤ 200mm
(2) Table de travail de 3 m × 40 m, avec structure à portiques multiples.
(3) Capacité de coupe maximale : plaque d'acier au carbone de 200 mm d'épaisseur
3Machine de découpe plasma de précision(1) Utilisé pour couper et découper des plaques d'acier d'une épaisseur ≤ 30mm
(2) Coupe à sec avec dispositif d'extraction des poussières synchronisé
(3) Table de travail de 3m × 20m
(4) Épaisseur de coupe : 30 mm pour les plaques d'acier au carbone, 20 mm pour les plaques d'acier inoxydable
4Machine de découpe à l'eau sous haute pression(1) Utilisé pour couper et découper des plaques d'alliage d'aluminium d'une épaisseur ≤ 300mm
(2) Épaisseur de coupe maximale : 300mm
(3) Table de travail de 2m × 4m

Machine à niveler

La figure 3-16 représente la machine à planer les tôles d'acier, tandis que le tableau 3-36 fournit les paramètres fonctionnels de base de la machine à planer. En raison de l'irrégularité des matières premières des plaques d'acier ou de leur déformation au cours du traitement, il est nécessaire de procéder à un nivellement.

Figure 3-16 : Plaques de nivellement en acier
Figure 3-16 : Plaques de nivellement en acier

a) Planeur à plaques minces à 19 rouleaux
b) Niveleur de plaques épaisses

Tableau 3-36 : Paramètres fonctionnels de base des planeuses

Numéro de sérieNom de l'équipementDescription de l'équipement
1Niveleur à plaques minces(1) Utilisé pour les plaques de nivellement d'une épaisseur de 0,5~8mm
(2) La largeur maximale de nivellement est de 1500 mm.
(3) La longueur minimale de nivellement est de 100 mm.
(4) La précision de nivellement est de 1mm/m
(5) La limite d'élasticité maximale de la plaque d'acier pour le nivellement est de 800MPa.
2Plaque épaisse de mise à niveau(1) Utilisé pour les plaques de nivellement d'une épaisseur de 6~22mm
(2) La demi-largeur maximale de nivellement est de 2000 mm.
(3) La longueur minimale de nivellement est de 400 mm.
(4) La précision de nivellement est de 1mm/m
(5) La limite d'élasticité maximale de la plaque d'acier pour le nivellement est de 800MPa.
3Machine à redresser(1) Utilisé pour redresser différents types d'acier
(2) La force nominale est de 2000kN

Presses mécaniques

Le tableau 3-37 présente les paramètres des presses mécaniques. Ces presses sont principalement utilisées pour les opérations de poinçonnage et de formage. En fonction des types de pièces d'emboutissage pour les véhicules ferroviaires, cinq types de presses sont principalement utilisés.

Tableau 3-37 : Paramètres des presses mécaniques

ObjetUnitésType d'équipement
JC21 - Presse 160AJ36 - 250 PressePresse de 500 tonnes2000t PressePresse à friction 100t
Force nominalekN160025005000200001000
Plage de course du coulisseaumm160400500630300
Longueur de réglage de la tringleriemm130220200270
Fréquence de la course du coulisseaucoups/min50179618
Distance entre le centre de la glissière et le lit (profondeur de la gorge)mm380
Distance entre les guidesmm8001085
Distance entre le bas du guide et la table de travailmm6206001340920500×500
Dimensions de la table de travailCoulisseau supérieurmm440×6001000×23001440×18001700×3710
Table de travailmm710×11201250×24501505×18001900×4000
Coussin d'airQuantitémm3223
Force de chaque coussin d'airkN653003003000
Accident vasculaire cérébralmm200250200250
Hauteur de fermeture de la matrice autoriséemm190~320225~445410~600375~645120~420
Taille du trou de la poignéemmΦ80
Taille de la tige de support standard brune ou de la tige de supportmmΦ35 ×LΦ48Φ58 × L

Machine à plier

Les cintreuses CNC sont les équipements les plus utilisés dans la production de pièces embouties pour les wagons de passagers, avec plus de 80% de pièces formées façonnées sur ces machines.

La figure 3-17 illustre une cintreuse CNC, tandis que le tableau 3-38 en fournit les paramètres. Il convient de noter que la machine présente un format d'axe CNC 3+2, ce qui signifie que la butée arrière possède deux axes, nécessitant non seulement un mouvement avant et arrière, mais aussi un mouvement vers le haut et vers le bas contrôlé par la CNC.

Pour les cintreuses dont la longueur de la table de travail est supérieure à 3 mètres, le nombre de blocs de positionnement de la butée arrière doit être de trois ou plus.

Figure 3-17 Machine à plier à commande numérique
Figure 3-17 Machine à plier à commande numérique

a) Machine à plier CNC 3200kN
b) Machine à plier CNC 800kN

Tableau 3-38 Paramètres des cintreuses CNC (produits de la société Huangshi LVD)

Modèle de machine80/3200160/3200320/4000400/4000
Force nominale/kN800160032004000
Longueur de cintrage/mm3200320032004000
Espacement des colonnes/mm2700270027003500
Profondeur de gorge/mm400400400500
Course du curseur/mm170170170200
Hauteur de la table/mm800800800800
Hauteur de montage de la matrice/mm600600600600
Puissance du moteur principal/kw5.51118.522.5
Nombre de cylindres de compensation3334
Nombre d'axes de contrôle3+23+23+23+2
Jauge arrière Course de l'axe X/mm500500500500
Jauge arrière Vitesse de l'axe X/(mm/s)200200200200

Poinçonneuse à tourelle CNC

La figure 3-18 représente un Poinçonneuse à tourelle CNCLe tableau 3-39 présente certains de ses paramètres techniques. La poinçonneuse à tourelle CNC est principalement utilisée pour le poinçonnage, la découpe, le formage et le bordage de tôles d'une épaisseur inférieure à 5 mm.

Figure 3-18 Poinçonneuse à tourelle CNC
Figure 3-18 Poinçonneuse à tourelle CNC

Tableau 3-39 Paramètres partiels de la poinçonneuse à tourelle CNC

1Taille du tableau2500mm×1250mm
2Épaisseur maximale de la tôle à perforer8 mm
3Maximum Force de frappe220kN
4Fréquence maximale de poinçonnage (E=1mm)1400 fois/min
5Zone d'installation6760mm×6100mm

Machine à étirer CNC

La figure 3-19 montre la machine de formage par étirement CNC V75 produite par la société américaine CYRILBATH. Elle est principalement utilisée pour former des profilés à grand rayon de courbure, tels que les poutres de toit des voitures de chemin de fer. Il s'agit d'un dispositif de pliage spécialisé. Le tableau 3-40 présente ses caractéristiques techniques.

Figure 3-19 : Machine de formage par étirage à commande numérique V75
Figure 3-19 : Machine de formage par étirage à commande numérique V75

Tableau 3-40 : Spécifications techniques de la machine de formage étirable CNC V75

ArticlesSpécifications techniques
Force de traction maximale du cylindre d'étirement de la machine750kN
Force de traction minimale du cylindre d'étirement de la machine50kN
Rotation de la pince±180° (réglage manuel)
Distance maximale entre deux pinces7000mm
Distance minimale entre deux pinces1000mm
Course maximale du vérin d'étirement762mm
Vitesse maximale du cylindre d'étirementJusqu'à 762 mm/min
Angle de pivotement maximal du vérin d'étirement±28°
Angle de pivotement du bras+10°~ -90°
Gamme de vitesse de formage(0.5°~3°) /s
Vitesse de retour3°/s
Distance entre le sol et la surface de la table de travail du moule978mm
Distance entre le centre de la pince et la surface de la plate-forme de montage du moule267mm
Exigences en matière d'alimentation électriqueTriphasé 380V, 50Hz
Mode de contrôle du processus de pliageContrôle de position et contrôle de force
Diamètre intérieur de la pinceΦ250mm

Machine de formage à marteau

Également connue sous le nom de machine de formage universelle (figure 3-20), la machine de formage à percussion est principalement utilisée pour plier et former certains profils, former des pièces de type peau et ajuster certaines pièces pliées. Le modèle d'équipement sélectionné est le KF665, avec les capacités de travail suivantes :

  • Acier doux ordinaire (ReL=400MPa) : Maximum 6.0mm.
  • Acier inoxydable (ReL=600MPa) : Maximum 4.0mm.
  • Alliage d'aluminium ordinaire (ReL=250MPa) : Maximum 8,0 mm.
Figure 3-20 : Machine à forger à marteaux
Figure 3-20 : Machine à forger à marteaux

Équipement auxiliaire

Outre les dispositifs susmentionnés, il existe également plusieurs équipements auxiliaires, notamment des machines de forage, des équipements de nettoyage par grenaillage et sablage, et des outils de coupe manuels. Voir le tableau 3-41.

Tableau 3-41 : Équipement auxiliaire

Numéro de sérieNom de l'équipementObjectif
1Machine de forageUtilisé pour percer des trous dans des pièces embouties
2Équipement de grenaillage, de sablage et de revêtementUtilisé pour le grenaillage, le sablage et le dérouillage des plaques d'acier au carbone avant traitement, et pour l'application d'une couche d'apprêt anticorrosion sur la surface.
3Outils de coupe manuelsDécoupage manuel à l'aide de découpeurs plasma à air ou de machines d'oxycoupage
4Équipement d'ébavurageAprès les processus de découpe et de poinçonnage, les pièces peuvent présenter des bavures. Cet équipement est utilisé pour meuler et éliminer les bavures des pièces plates.
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