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Guide essentiel : 9 types d'équipements d'emboutissage des métaux

Dernière mise à jour :
4 mai 2024
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Table des matières

Le matériel d'emboutissage de la tôle comprend principalement : les presses mécaniques, les presses hydrauliques, les presses à étages CNC, les poinçonneuses à tourelle CNC, les plieuses de tôle, les rouleuses de tôles, les plieuses, les machines de formage par pliage à froid et les machines de formage par martelage, entre autres.

1. Presses mécaniques

Les presses mécaniques sont principalement utilisées pour les processus de séparation et de formage et sont le plus souvent utilisées dans la production d'estampage. La presse à manivelle est une forme primaire de presse mécanique.

Les presses à manivelle peuvent être classées en trois catégories selon la forme de la manivelle : à vilebrequin, à arbre excentrique et à engrenage excentrique.

1) La presse à arbre excentrique, également appelée presse excentrique, utilise un arbre excentrique comme arbre principal. En ajustant le manchon excentrique, la course du coulisseau de la presse peut être modifiée dans une certaine plage. Ce type de presse convient au poinçonnage et à l'emboutissage de pièces de petite et moyenne taille et a un taux de production élevé.

2) La presse à vilebrequin utilise un vilebrequin comme arbre principal, et la course du coulisseau n'est pas réglable. Dans ce type de presse, le vilebrequin est soutenu des deux côtés du corps, ce qui permet de répartir la charge uniformément sur le corps. La force nominale et la course du coulisseau sont plus importantes.

3) La presse à engrenage excentrique remplace le vilebrequin par un engrenage excentrique, ce qui permet de mieux supporter la force et la rigidité que la structure à vilebrequin. Elle convient aux presses de grande et moyenne taille.

Les presses peuvent être classées en deux catégories, ouvertes et fermées, en fonction de la structure du corps.

1) La presse ouverte a une structure en forme de C, avec un tonnage généralement plus faible (25~4000kN) et une table plus petite. Elle peut être approchée de trois côtés, est pratique à utiliser, mais a une faible rigidité structurelle, ce qui entraîne une déformation angulaire pendant le fonctionnement.

2) La presse fermée a une structure semblable à un cadre, offrant une bonne rigidité structurelle, une table plus grande et un tonnage typique de 1600~25000kN.

Les presses peuvent être classées en trois catégories : à un point, à deux points et à quatre points, en fonction du nombre de points d'application de la force sur la manivelle du coulisseau. Les presses à deux points ont une table large, et les presses à quatre points ont une table large à la fois en largeur et en profondeur, ce qui leur confère une forte résistance aux charges décalées.

Les presses peuvent être classées en deux catégories, simple et double action, en fonction de la manière dont elles agissent sur le matériau embouti. Les presses à double action sont mieux adaptées à l'emboutissage profond.

Les principaux paramètres techniques des presses mécaniques comprennent la force nominale, la course du coulisseau, le nombre de courses du coulisseau, la hauteur maximale fermée, la taille de la surface inférieure du coulisseau et la taille du tampon de la table de travail.

2. Presses hydrauliques

Presses hydrauliques

Les presses hydrauliques sont principalement utilisées pour les processus de formage, tels que l'emboutissage, le gaufrage, le pliage, le bordage et le redressement.

En fonction de leurs caractéristiques structurelles, les presses hydrauliques peuvent être classées en trois catégories : à colonne unique, à quatre colonnes et à cadre.

1) La presse hydraulique à colonne unique a une structure en forme de C, un tonnage généralement plus faible et une table plus petite. Elle peut être approchée de trois côtés, est pratique à utiliser, mais a une faible rigidité structurelle, ce qui entraîne une déformation angulaire pendant le fonctionnement.

2) La presse hydraulique à quatre colonnes est une structure courante, qui répond aux exigences d'une utilisation régulière à moindre coût. Toutefois, en raison de sa structure combinant piliers et écrous, sa résistance aux charges décalées, sa précision et son entretien de précision sont relativement faibles.

3) La presse hydraulique à cadre se présente sous trois formes : cadre intégral, cadre combiné précontraint et cadre combiné à plaques. Elle offre une grande précision et une forte résistance aux charges décalées. La structure à cadre intégral a généralement une taille de table plus petite, tandis que la structure à cadre combiné peut avoir une taille de table plus grande.

La gamme de tonnage des presses hydrauliques à quatre colonnes et à cadre est large, allant de quelques dizaines de tonnes à plusieurs milliers de tonnes, voire jusqu'à des dizaines de milliers de tonnes.

Les presses hydrauliques sont disponibles dans différentes configurations, telles que monocylindre, bicylindre, multicylindre, verticale, horizontale, à course ascendante ou descendante, offrant ainsi la flexibilité nécessaire pour répondre aux différents besoins des processus.

Par rapport aux presses, les presses hydrauliques présentent les caractéristiques suivantes :

1) Parce qu'elles utilisent la transmission hydraulique, les presses hydrauliques peuvent atteindre des spécifications de tonnage plus élevées et une gamme plus large de modes de courbes de travail. La pression, la vitesse et la course d'une presse hydraulique peuvent être réglées à volonté, ce qui lui confère une plus grande adaptabilité que les presses mécaniques.

2) En raison de la transmission hydraulique, il existe certaines lacunes en matière d'étanchéité des fluides, de rigidité de la transmission, de transition de l'énergie hydraulique, de stabilité et de durabilité du processus de travail. Par rapport aux presses mécaniques, il y a un certain écart en ce qui concerne le nombre de courses du coulisseau et la fiabilité.

3) D'une manière générale, les presses hydrauliques sont plus adaptées au formage, notamment à l'emboutissage et au formage de tôles épaisses, tandis que les presses mécaniques sont plus adaptées à la séparation et au formage à faible profondeur, ainsi qu'aux scénarios exigeant des cadences de production élevées.

3. Poinçonneuse à tourelle CNC

Poinçonneuse à tourelle CNC

La poinçonneuse à tourelle CNC est un type de presse qui utilise la technologie de la commande numérique pour effectuer le poinçonnage par étapes sur la tôle. La tôle à poinçonner est fixée sur la table de travail et déplacée et positionnée selon un programme prédéterminé. La matrice de poinçonnage est installée dans le siège de la presse et fonctionne en mode de poinçonnage simple ou progressif, ce qui la rend adaptée à la production en petites séries de plusieurs variétés.

Les principales caractéristiques de la poinçonneuse à tourelle CNC sont les suivantes :

① l'utilisation de vis à billes et de guides de roulement de haute précision, offrant une grande précision de mouvement et une grande fiabilité ;

② l'incorporation d'un système de commande numérique qui effectue automatiquement le travail de poinçonnage ;

③ précision de positionnement généralement de ±0,15 mm, pouvant atteindre ±(0,05~0,07) mm ;

④ par rapport au poinçonnage classique, il permet d'augmenter la productivité de 4 à 10 fois ;

⑤ un cycle de préparation de la production plus court, une intensité de travail réduite pour les travailleurs et une économie de l'espace de production.

4. Poinçon à tourelle CNC

Poinçon à tourelle CNC

Le poinçon à tourelle CNC est un équipement de poinçonnage de tôle efficace et précis. Entre la glissière et la table de travail du poinçon à tourelle, il y a une tourelle qui peut stocker plusieurs jeux de matrices. La tôle à traiter est maintenue par une pince et se déplace dans les axes X et Y entre les tourelles supérieure et inférieure en fonction des instructions données.

L'action de poinçonnage, la sélection de la matrice et le mouvement de la feuille sont tous contrôlés par le dispositif de commande numérique. Elle peut accomplir des tâches telles que le poinçonnage, le pressage, le bordage et le poinçonnage de persiennes. Avec sa petite force nominale, sa grande efficacité, sa précision, sa flexibilité, sa sécurité et sa fiabilité, elle convient à la production de pièces multi-variétés, de petites séries et de pièces complexes.

La principale différence entre la poinçonneuse à tourelle et la poinçonneuse à étages réside dans la manière dont les matrices sont stockées. Alors que le coulisseau et la table de travail de la poinçonneuse à étages ne peuvent accueillir qu'un (ou quelques) jeu(x) de matrices dans le sens vertical, la tourelle de la poinçonneuse à tourelle peut contenir des douzaines de jeux de matrices et permet un remplacement automatique rapide.

5. Machine à plier les tôles

Machine à plier les tôles

La plieuse de tôles, qui utilise de simples moules universels, est capable de plier des tôles à différents angles de façon linéaire. Il s'agit de l'équipement de pliage le plus utilisé en raison de sa simplicité, du faible coût des moules et de la facilité de remplacement. La machine elle-même effectue un simple mouvement linéaire alternatif de haut en bas. Les types de plieuses les plus courants sont les plieuses mécaniques, les plieuses hydrauliques et les plieuses hydrauliques à commande numérique.

(1) Machine mécanique à plier les tôles

La machine à plier la tôle mécanique a une structure et un principe de fonctionnement similaires à ceux de la presse mécanique. Elle convertit le mouvement de rotation du moteur électrique en mouvement de va-et-vient du coulisseau par l'intermédiaire d'un mécanisme de liaison à manivelle.

Les avantages d'une cintreuse mécanique sont notamment une grande précision du parallélisme entre le coulisseau et la table de travail et la capacité de supporter des charges excentriques. Toutefois, avec le développement des cintreuses hydrauliques, ces avantages sont devenus moins prononcés.

Les inconvénients d'une cintreuse mécanique sont les suivants : (1) la course et la vitesse ne peuvent pas être réglées ; (2) le coulisseau n'atteint pas la force nominale dans la majeure partie de la course ; (3) un réglage minutieux de la hauteur de fermeture de la machine est nécessaire avant l'opération ; (4) il est difficile d'obtenir un fonctionnement CNC et automatisé.

En raison de la vitesse non réglable du coulisseau de la cintreuse mécanique, des vitesses de cintrage élevées peuvent constituer un danger pour l'opérateur et provoquer des accidents corporels.

Lors du pliage de grandes plaques minces, la tôle peut subir un retour élastique de pliage, ce qui affecte la forme et la précision de la pièce. Avec le développement rapide de la technologie hydraulique et des cintreuses hydrauliques, les cintreuses hydrauliques sont devenues la norme en matière d'équipement de cintrage de tôles, et les cintreuses mécaniques ont été progressivement abandonnées.

(2) Machine hydraulique à plier la tôle

La plieuse hydraulique de tôles fonctionne grâce à un entraînement hydraulique direct. Le système hydraulique peut appliquer une pression totale sur la tôle pendant toute la durée de la course, ce qui protège automatiquement contre les surcharges et permet d'obtenir facilement un contrôle automatique.

Par rapport aux cintreuses mécaniques, les cintreuses hydrauliques présentent des avantages significatifs :

(1) ils sont dotés d'une protection contre les surcharges, ce qui évite d'endommager les moules et les machines ; (2) l'opération CNC est facilement réalisable, avec des réglages simples et pratiques de la course, de la pression et de la vitesse ; (3) la pression maximale peut être générée à n'importe quel point de la course ; (4) l'approche rapide et le pliage lent peuvent être réalisés, le point de conversion de la course pouvant être réglé à volonté.

(3) Machine à plier les tôles à commande numérique

Depuis le milieu des années 1980, les cintreuses ont rapidement évolué vers un fonctionnement à commande numérique.

Avec l'adoption de la CNC, les plieuses de tôle peuvent économiser 20%-70% sur le temps de réglage, 20%-50% sur le temps d'opération et 30%-45% sur le temps d'inspection, réduisant ainsi la main-d'œuvre de 20%-30% et améliorant la qualité du pliage tout en réduisant les taux de rebut.

Les cintreuses CNC présentent les avantages suivants :

(1) elles peuvent compenser la déviation du pliage et programmer le pliage CNC, offrant ainsi une grande précision de pliage et une précision constante pour tous les lots de pièces ; (2) plusieurs opérations de pliage peuvent être effectuées sur une seule machine, réduisant ainsi la production de produits semi-finis ; (3) les données de pliage sont faciles à corriger et à stocker, réduisant ainsi le temps de préparation de la production. Le fonctionnement est simple et réduit les compétences requises pour les opérateurs.

6. Laminoir à plaques

Laminoir à plaques

Une machine à laminer les tôles est un outil universel utilisé pour plier les tôles en pièces cylindriques, en forme d'arc ou en d'autres formes. Elle peut être classée en deux catégories : les machines à laminer les plaques à trois rouleaux et les machines à laminer les plaques à quatre rouleaux. La machine à trois rouleaux peut pré-plier la tôle et, en fonction des différentes méthodes de réglage du pré-pliage, elle est divisée en réglage universel du rouleau supérieur et en mouvement horizontal du rouleau inférieur.

La machine à laminer les tôles à quatre rouleaux peut pré-plier la tôle et effectuer des opérations automatiques à commande numérique complète, offrant une efficacité et une précision supérieures à celles de la machine à trois rouleaux. Les machines à laminer les plaques sont largement utilisées dans la production de pièces embouties pour les véhicules ferroviaires.

7. Machine de formage par étirement

Machine de formage par étirement

Le formage par pliage consiste à plier des profilés extrudés ou des tôles pliées d'une certaine forme sur des équipements et des moules spécialisés, tout en appliquant une tension axiale et des moments de flexion aux ébauches. Différents types de pièces de formage par cintrage sont utilisés dans les voitures de voyageurs. L'équipement de formage par cintrage pour les wagons de passagers est une machine de cintrage à flèche, divisée en deux types, horizontal et vertical, tous deux à entraînement hydraulique.

La cintreuse verticale est un modèle plus ancien, avec un entraînement hydraulique conventionnel de type interrupteur. La cintreuse à commande numérique horizontale adopte une technologie moderne de contrôle proportionnel électro-hydraulique, et le processus de cintrage peut être contrôlé en mode mécanique et en mode déplacement.

8. Machine de formage par pliage à froid

Machine de formage par pliage à froid

Le formage par cintrage à froid est une méthode de formage du plastique qui utilise une bobine de métal comme matière première, plie progressivement l'ébauche à travers plusieurs ensembles de cages à rouleaux, et obtient des pièces en bandes longues avec une certaine forme de section transversale. Les avantages du formage par pliage à froid de rouleaux sont la légèreté des composants, une grande efficacité de production et des économies de matériaux et d'énergie.

Il peut produire en continu en utilisant des matériaux en bobine, ce qui convient particulièrement à la fabrication de pièces longues et de grande taille. Les profilés largement utilisés dans les véhicules ferroviaires sont principalement produits par formage par cintrage à froid. L'équipement de formage par pliage à froid consiste généralement en une ligne de production composée d'une dérouleuse, d'une planeuse, d'un groupe de machines de formage, d'un dispositif de correction, d'un dispositif de coupe et d'une table de sortie.

9. Machine à former les marteaux

Le formage par martelage utilise le moule spécial et le martelage à haute fréquence d'une machine à marteler. L'opération manuelle permet de presser, d'étirer, d'arquer, d'aplatir, de remodeler la feuille ou le profilé, ou de l'aplatir et de le redresser, afin d'obtenir progressivement la forme souhaitée pour la pièce.

Le formage au marteau ne produit pas de coupure ni de chaleur, le formage est stable, aucun moule spécial n'est nécessaire, le coût de fabrication est faible et l'utilisation est pratique et flexible. Il est particulièrement adapté à la production d'emboutissage manuel, en petites séries et multi-variétés, et est utilisé dans la fabrication de pièces embouties pour les wagons de chemin de fer.

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