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Mar 15, 2024

Effet de la direction du grain sur le pliage de la tôle

Si les opérateurs de presse plieuse plient un petit rayon avec le grain du matériau, c'est-à-dire que la ligne de pliage est parallèle à la direction du grain du matériau, ils doivent faire attention aux fissures. Question de Getty Images : A

Si les opérateurs de presse plieuse plient un petit rayon avec le grain du matériau, c'est-à-dire que la ligne de pliage est parallèle à la direction du grain du matériau, ils doivent faire attention aux fissures. Getty Images

Question : Un de vos articles précédents suggère que la formation « avec » le sens du grain entraînera des fissures. Je pourrais être confus à propos du verbiage. Cela signifie-t-il que le grain est perpendiculaire ou parallèle à la ligne de pliage ?

Je faisais des recherches sur le sujet parce que nous plions de l'aluminium 3003 H14 de 0,060 po d'épaisseur (voir Figure 1), et mon outilleur veut que je conçoive les courbures parallèles au fil, car il lui sera plus facile de travailler sur l'outil. Je ne suis pas fou de cette idée, mais je pense que ça ira. Notez également qu'il s'agit d'un pliage décalé qui sera réalisé dans une presse à emboutir alimentée en bobines, et non dans une presse plieuse, mais je suppose qu'au moins certains des principes fondamentaux de formage des métaux s'appliquent. Toute orientation supplémentaire sur ce sujet serait très appréciée.

Réponse : Avant d'approfondir ce sujet, je voudrais commencer par votre commentaire sur le verbiage. La confusion autour du verbiage est l’un des plus gros problèmes auxquels notre industrie est confrontée. Cette affirmation est vraie que vous appreniez en classe ou que vous discutiez d’un projet au travail.

Très peu de termes spécifiques au métier sont interchangeables. La tolérance de pliage d'une personne ne peut pas être le facteur K d'une autre personne, et un facteur K n'est pas une déduction de pliage, même si je visite des magasins où c'est précisément le cas. Étant donné que ces termes ont des significations et des applications exactes, leur mauvaise utilisation rend la communication d’idées complexes compliquée et la création de pièces de qualité beaucoup plus difficile à réaliser. L'utilisation abusive de la terminologie est souvent brutale à corriger, et tout le monde donnera la même réponse quant à la raison pour laquelle ils utilisent les termes comme ils le font : parce que c'est comme ça que je l'ai appris.

Pour que tout le monde soit sur la même longueur d'onde et utilise correctement la terminologie, je recommande de publier un simple tableau mural plastifié ou un document avec toutes les définitions pertinentes. En voici quelques-uns que vous pourriez inclure :

Ce ne sont là que quelques définitions pertinentes ; il y en a plus. Néanmoins, lorsque tout le monde utilise la langue correctement, eh bien, vous voyez l’image.

Revenons maintenant au sujet en question : la relation entre le sens du grain et la ligne de pliage. Dans des articles précédents, j'ai utilisé le « pliage dans le sens du fil » lorsque la ligne de pliage est parallèle à la direction du fil, comme le montre la figure 1. Le pliage « transversalement » ou « transversalement » au fil se produit lorsque la ligne de pliage est perpendiculaire au fil. le grain, ce qui donne une courbure plus forte et moins susceptible de se fissurer (voir Figure 2).

Le pliage parallèle au fil créera une courbure plus faible qu’une ligne de pliage allant contre ou transversalement au fil. De plus, le rayon extérieur du pli est plus sujet aux fissures lorsqu’il est plié parallèlement au sens du grain. Plus le rayon intérieur est petit lors du pliage parallèle à la direction du grain, plus les risques de fissuration sont grands et plus la fissuration peut être grave. L’utilisation d’un rayon de courbure plus grand peut aider à prévenir ces problèmes.

Il faut plus de force pour plier un morceau de matériau lorsque la ligne de pliage traverse le grain, mais cette même courbure transversale peut également contenir un rayon de courbure intérieur beaucoup plus petit. En outre, la profondeur de pénétration peut changer d'un pli à l'autre, en fonction de l'orientation de la ligne de pliage par rapport au grain du matériau.

Tous les matériaux n'ont pas une direction de grain. Le cuivre n'a pas de grain ; le laminé à chaud, mariné et huilé (HRP&O) en contient ; et dans l'acier doux laminé à froid, le grain peut être assez prononcé. Dans l’acier inoxydable, il peut être difficile, voire impossible, de définir le grain et la direction du grain. Les matériaux dont la direction du grain affecte l'angle de courbure sont considérés comme anisotropes. Les matériaux qui ne possèdent pas cette propriété sont considérés comme isotropes.

FIGURE 1. Les courbures faites dans le sens du fil (c'est-à-dire que la ligne de pliage est parallèle à la direction du fil) ont un plus grand risque de fissuration.

L’un des meilleurs moyens d’atténuer les fissures est de rendre le rayon de courbure intérieur aussi proche que possible de l’épaisseur du matériau ; c'est-à-dire que le rapport entre le rayon de courbure intérieur et l'épaisseur du matériau soit aussi proche que possible d'une relation de un à un. Un rayon plus petit tire le matériau fermement autour du coude et sépare ainsi les grains, se manifestant par des fissures. On voit rarement des fissures dans les virages dont le rayon est supérieur à l’épaisseur du matériau. Parfois, les grains peuvent être séparés en étirant ou en étendant trop le rayon extérieur. Cela se voit généralement dans les matériaux moins ductiles ou ceux à revenu élevé, comme l'aluminium T-6. Néanmoins, de telles fissures ne sont pas courantes.