Les matrices progressives façonnent la tôle et une unité de taraudage peut convertir le mouvement de la matrice en rotation du taraud pour le filetage des trous.
Pour les tôles plus épaisses, les opérateurs peuvent mettre en œuvre des processus en deux étapes (pré-cintrage suivi du pliage) pour surmonter le retour élastique pendant le pliage.
Le poinçon utilise un éjecteur incliné pour empêcher les trous de filetage pliés de se bloquer et pour assurer une libération facile.
En prenant comme exemple une pièce en tôle en forme de U, les ingénieurs ont conçu une matrice progressive basée sur les caractéristiques ci-dessus.
Analyse de la structure des pièces
La pièce en tôle est en forme de U avec un trou fileté interne sur un côté, comme illustré sur la figure 1(a).
Mesurant 16 × 12 mm avec des coudes latéraux de 15 mm et 10.5 mm, la pièce est fabriquée en SUS304 avec un trou à bride de 3 mm, un filetage M5 et une épaisseur de paroi de 1.5 mm (voir Fig. 1b).
Analyse du processus de formage
La pièce doit être découpée, poinçonnée, bordée, pliée et taraudée ; une matrice à un seul étage réduit l'efficacité.
Les problèmes de petite taille et de positionnement entraînent des taux de rebut élevés, ce qui incite les ingénieurs à utiliser le formage progressif des matrices.
Le trou fileté nécessite une unité de taraudage, et les ingénieurs le pré-plient et le plient pour éviter le retour élastique.
Après le bridage et le pliage, la position de retenue formée empêche l'éjection normale.
Le concepteur a besoin d'une structure d'éjecteur inclinée pour faciliter le retrait des pièces au niveau de la zone à bride.
Plusieurs étapes de découpage garantissent la résistance de la matrice, et les ingénieurs organisent 25 opérations comme indiqué dans la figure 2.
Étape 1 Poinçonnage + découpage : guide de poinçonnage et trous à bride, bande de finition ; les trous facilitent l'alimentation et le découpage.
Une opération de découpe réduit la largeur de la bande à 37 mm, la largeur de rebut typique d'autres produits.
Les étapes ② à ③ sont inactives, les ingénieurs conçoivent donc des inserts dans les matrices pendant l'étape ① pour le pas de 17 mm.
Les ingénieurs utilisent l’espace des étapes ② et ③ pour les insertions, désignant ces étapes comme inactives.
Le trou de base est fraisé pour le taraudage en ④, tandis que ⑤–⑥ restent libres.
L'étape ⑦ ajoute un détecteur de mauvaise alimentation pour alerter et mettre la presse en pause si le fraisage ou la bande est hors spécifications.
Les étapes ⑧–⑩ et ⑫–⑯ restent inactives ; l’étape ⑪ effectue le filetage à l’aide d’un outil de taraudage.
Le matériau entre les pièces adjacentes est inséré dans ⑰, ne laissant que la section centrale de la bande.
Les étapes ⑱ à ⑲ sont inactives ; l'étape ⑳ pré-plie le matériau épais à 45° pour réduire le retour élastique et éviter les interférences des trous (Fig. 3).
㉑ reste inactif, tandis que ㉒ plie la feuille à 90° avec un poinçon incliné à 18° pour une éjection en douceur du trou (Fig. 4).
Les étapes ㉓–㉔ sont inactives ; l'étape ㉕ coupe, sépare la pièce formée de la bande et la place dans la boîte de collecte.
Analyse de la structure de l'unité de taraudage
La pièce comporte un trou fileté intérieurement nécessitant une unité de taraudage sur la matrice progressive.
Le dispositif de taraudage de la matrice progressive convertit le mouvement vertical de la matrice supérieure via une vis et des engrenages pour faire tourner le taraud (Fig. 5).
Structure de matrice
Un dispositif de taraudage sur le moule convertit le mouvement vertical de la matrice supérieure en rotation, permettant le filetage interne.
Le poinçon de pliage est incliné pour éviter de bloquer les positions des trous pliés. Les ingénieurs ajoutent deux cales à la matrice supérieure pour compenser la hauteur du dispositif de taraudage (Fig. 6).
1. Pied du moule ; 2. Base du moule inférieur ; 3. Entretoise du moule inférieur ; 4. Plaque de matrice de cavité ; 5. Bande de matériau ; 6. Goupille de levage de matériau ; 7. Plaque supérieure ; 8. Plaque de déchargement ; 9. Plaque de butée ; 10. Plaque de fixation du moule supérieur ; 11. Plaque d'espacement du moule supérieur ; 12. Plaque d'espacement du moule supérieur ; 13. Base du moule supérieur ; 14. Matrice de poinçon ; 15. Matrice de bordage ; 16. Ressort à azote ; 17. Outil de taraudage ; 18. Matrice de découpe ; 19. Matrice de pré-cintrage ; 20. Matrice de pliage ; 21. Vis de butée ; 22. Ressort ; 23. Matrice de découpe ; 24. Structure de poinçon conique.
Conclusion
Les ingénieurs installent un dispositif de taraudage dans la matrice progressive basé sur la structure de la pièce en tôle en forme de U.
Le dispositif de taraudage convertit le mouvement vertical de la matrice supérieure en mouvement de rotation, formant ainsi des filetages internes.
Pour les trous filetés internes sur la surface de pliage, la séquence d'emboutissage implique un taraudage suivi d'un pliage.
Pour éviter un bridage incomplet dû à des dommages aux composants de la matrice affectant le taraudage, les ingénieurs installent un dispositif de détection de mauvaise alimentation avant le taraudage.
Les ingénieurs ont validé la matrice par une production réelle : sa structure est rationnelle et les pièces formées répondent aux exigences.
FAQ:
Qu'est-ce qu'une matrice progressive et comment façonne-t-elle la tôle ?
Une matrice progressive est un outil spécialisé utilisé en emboutissage qui façonne la tôle par une série d'opérations séquentielles, telles que le découpage, le poinçonnage, le bordage, le pliage et le taraudage. Chaque poste exécute une tâche spécifique, produisant des pièces complexes de manière efficace et constante.
Comment fonctionne une unité de taraudage dans une matrice progressive ?
L'unité de taraudage convertit le mouvement vertical de la matrice supérieure en mouvement de rotation grâce à une vis et des engrenages. Cela permet de réaliser des filetages internes directement sur la pièce en tôle pendant la production.
Pourquoi des processus de pliage en deux étapes sont-ils nécessaires pour les tôles plus épaisses ?
Les tôles épaisses ont tendance à reprendre leur forme après pliage. Les opérateurs effectuent un pré-pliage suivi d'un pliage final pour contrôler le retour élastique, garantissant ainsi des angles précis et évitant les erreurs dimensionnelles.
Quelle est la fonction d'un éjecteur incliné dans le formage de tôles ?
Un éjecteur incliné empêche les trous de filetage pliés de se bloquer dans la matrice, garantissant ainsi un retrait en douceur de la pièce formée et évitant d'endommager les éléments délicats tels que les filetages internes ou les brides.
Comment le formage progressif améliore-t-il l'efficacité des pièces de petite taille ?
Pour les petites pièces présentant des difficultés de positionnement, les matrices mono-étagées engendrent souvent des taux de rebut élevés. Les matrices progressives réduisent les rebuts en effectuant plusieurs opérations séquentiellement, ce qui améliore la précision et l'efficacité globale de la production.
Quelles sont les étapes nécessaires à la formation d’une pièce en tôle en forme de U avec un trou fileté ?
La séquence de formage comprend le découpage, le poinçonnage, le bordage, le précintrage, le pliage et le taraudage. Des étapes supplémentaires, comme le détourage, le rainurage et l'insertion, sont intégrées pour préserver la résistance de l'outil et la qualité des pièces.
Comment un dispositif de détection de mauvaise alimentation est-il utilisé dans les opérations de matrice progressive ?
Un détecteur de défaut d'alimentation surveille la qualité de la bande et de la fraisure. En cas de défaut d'alimentation de la bande ou de fraisure non conforme, le dispositif alerte et arrête la presse, évitant ainsi les pièces défectueuses et l'endommagement de l'outil.
Quelles considérations de conception sont appliquées aux sections de pliage et de taraudage de la matrice ?
Le poinçon de pliage est incliné pour éviter de conserver les positions des pliages précédents, et des cales sont ajoutées pour s'adapter à la hauteur de l'unité de taraudage. Cela garantit un filetage et une éjection fluides et sans interférence.
Comment les étapes d'inactivité sont-elles utilisées dans la conception de matrices progressives ?
Les étapes d'inactivité, telles que les étapes ② à ③ ou ⑫ à ⑯, permettent d'accueillir des inserts, des détecteurs de défaut d'alimentation ou des composants de matrice pendant l'inactivité de formage. Ces étapes permettent d'optimiser la résistance de la matrice et de maintenir un espacement correct entre les opérations.
Comment la matrice progressive est-elle validée pour une utilisation en production ?
Les ingénieurs valident la matrice par le biais de cycles de production réels, en vérifiant que la structure est rationnelle, que les opérations fonctionnent correctement et que les pièces formées répondent aux spécifications de conception en termes de dimensions, de filetages et de brides.
Solomon Yang est un professionnel du secteur manufacturier possédant une vaste expérience dans la fabrication de composants électroniques, mécaniques et industriels. Ayant occupé divers postes au sein d'entreprises manufacturières américaines et taïwanaises, il a acquis une connaissance approfondie des processus de fabrication, de la gestion de la production, du contrôle de la qualité et des opérations de la chaîne d'approvisionnement mondiale.
Fort d'une expertise en développement commercial, opérations de vente, commerce international, gestion de la relation client et accompagnement de projets d'ingénierie, Solomon allie savoir-faire technique et stratégie commerciale pour proposer des solutions de fabrication innovantes et rentables. Passionné par les technologies de pointe en matière de fabrication, l'amélioration des processus et le développement professionnel continu, il s'engage pleinement à créer de la valeur pour ses clients et partenaires à travers le monde.
