Amélioration de la conception des pièces de tôlerie – Directives de conception de tôlerie
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Lors de la conception des pièces du produit, il est important de tenir compte de la facilité de fabrication.Essayez de penser à des moyens de le rendre facile à traiter, mais aussi d'économiser du matériel et d'augmenter la résistance sans rebut.Par conséquent, les concepteurs doivent prêter attention aux aspects de fabrication suivants
L'usinabilité des pièces en tôle fait référence au degré de difficulté de découpe, de pliage et d'étirement des pièces.Un bon processus doit garantirmoins d'utilisation de matériaux, moins de processus, une conception simple du moule, une durée de vie élevée et une qualité de produit stable.En général, l'influence la plus importante sur l'aptitude au traitement des pièces en tôle est la performance du matériau, la géométrie de la pièce, la taille et les exigences de précision.
Comment prendre pleinement en compte les exigences et les caractéristiques du processus de traitement lors de la conception de la structure des composants en tôle mince, plusieurs directives de conception sont recommandées ici.
1 lignes directrices géométriques simples
Plus la forme géométrique de la surface de coupe est simple, plus la coupe est pratique et simple, plus le chemin de coupe est court et plus le volume de coupe est petit.Par exemple,une ligne droite est plus simple qu'une courbe, un cercle est plus simple qu'une ellipse et d'autres courbes d'ordre supérieur, et une forme régulière est plus simple qu'une forme irrégulière(voir Figure 1).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
(Figure 1)
La structure de la figure 2a n'a plus de sens que lorsque le volume est important ;sinon, lors du poinçonnage, la coupe est gênante;par conséquent, la structure représentée sur la figure 2b est appropriée pour une production en petit volume.
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
(Figure 2)
2 Directive d'économie de matière (directive de conformation des pièces de poinçonnage et de découpe)
Économiser les matières premières signifie réduire les coûts de fabrication.Les chutes de chutes sont souvent éliminées en tant que déchets, donc dans la conception de composants en tôle mince,les chutes doivent être minimisées.Les rejets de poinçonnage sont minimisés pour réduire les déchets de matériaux.Surtout dans le volume des gros composants sous l'effet matière est important, réduisez les chutes de la manière suivante :
1)Réduire la distance entre deux éléments adjacents (voir Figure 3).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
(Figure 3)
2) Arrangement habile (voir Fig. 4).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 4）
3) Enlèvement de matière sur de grands plans pour des éléments plus petits
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 5）
3 Directives de rigidité de résistance suffisante
1) le bord de flexion avec bord biseauté doit éviter la zone de déformation
(Figure 6)
2) si la distance entre les deux trous est trop petite, il y a un risque de fissuration lors de la coupe.
La conception deles trous de poinçonnage sur la pièce doivent être pris en compte pour laisser une distance de bord de trou et un espacement des trous appropriés pour éviter les fissures de poinçonnage.La distance minimale entre le bord du trou de poinçonnage et la forme de la pièce est limitée par les différentes formes de la pièce et du trou.Lorsque le bord du trou de poinçonnage n'est pas parallèle au bord de la forme de la pièce, la distance minimale ne doit pas être inférieure à l'épaisseur du matériau t ;en parallèle, elle ne doit pas être inférieure à 1,5 t.La distance minimale du bord du trou et l'espacement des trous sont indiqués dans le tableau.
(Figure7)
Lele trou rond est le plus solide et le plus facile à fabriquer et à entretenir, et le taux d'ouverture est faible.Le trou carré a le taux d'ouverture le plus élevé, mais comme il s'agit d'un angle de 90 degrés, le bord d'angle est facile à s'user et à s'effondrer, ce qui entraîne la réparation du moule et l'arrêt de la chaîne de production.Et le trou hexagonal ouvrant son angle de 120 degrés supérieur à 90 degrés que le trou carré ouvrant plus solide, mais le taux d'ouverture dans le bord que le trou carré est un peu plus pauvre.
3) les lattes fines et longues à faible rigidité sont également faciles à produire des fissures lors de la coupe, usure particulièrement importante de l'outil.
La profondeur et la largeur de la partie saillante ou en retrait de la partie de poinçonnage, en général, ne doivent pas être inférieures à 1,5 t (t est l'épaisseur du matériau), et doivent également éviter les découpes étroites et longues avec des rainures trop étroites afin d'augmenter la résistance des bords de la partie correspondante de la matrice.Voir Figure (8).
Pour l'acier général A ≥ 1,5 t ;pour acier allié A ≥ 2t;pour laiton, aluminium A ≥ 1,2 t ;t – l'épaisseur du matériau.
Figure 8)
4 Directives de poinçonnage fiables
Figure 9a illustrée dansle traitement de poinçonnage de la structure tangente semi-circulaire est difficile.Parce qu'il nécessite une détermination précise de la position relative entre l'outil et la pièce.Une mesure précise du positionnement prend non seulement du temps, mais plus important encore, l'outil peut s'user et des erreurs d'installation, la précision n'atteignant généralement pas des exigences aussi élevées.Dès lors qu'une telle structure est légèrement déviée de l'usinage, la qualité est difficile à garantir et l'aspect de coupe est médiocre.Par conséquent, la structure représentée sur la figure 9b doit être utilisée, ce qui peut garantir une qualité de traitement de poinçonnage fiable.
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 9）
5 Évitez les directives de couteau collant (les directives de configuration des pièces de pénétration)
Au milieu du poinçonnage et de la découpe des composants apparaîtra le problème de la liaison croisée des outils et des composants.La solution:(1) laisser une certaine pente;(2) surface de coupe connectée(voir Figure 10 et Figure 11).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée (a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 10 ） （Figure 11）
Lorsque le recouvrement est réalisé dans un processus avec une méthode de poinçonnage et de coupe dans un bord de flexion à 90 °, la sélection des matériaux doit faire attention au matériau ne doit pas être trop dur, sinon il est facile de casser au bon angle de pliage.Doit être conçu dans la position de la coupe de processus de bord incurvé pour éviter la rupture au coin du pli.
(Figure 12)
Directives de surface de coupe verticale à 6 bords de flexion
Feuille dans le processus de découpe après le processus général de formage ultérieur, tel que le pliage.Le bord de flexion doit être perpendiculaire à la surface de coupe, sinon le risque de fissuration à l'intersection est élevé.Si les exigences verticales ne peuvent pas être satisfaites en raison d'autres restrictions,la surface de coupe et l'intersection du bord de flexion doivent être conçues avec un coin arrondi, dont le rayon est supérieur à deux fois l'épaisseur de la plaque.
7 Directives de pliage doux
Une flexion raide nécessite des outils spéciaux et un coût élevé.De plus, un rayon de courbure trop petit est sujet aux fissures et aux plis sur la face intérieure (voir Figure 13 et Figure 14).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 13）
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 14）
8Lignes directrices pour éviter les petits bords roulés circulaires
Les bords des composants en plaques minces sont souvent une structure à bords roulés, ce qui présente un certain nombre d'avantages.(1) renforcer la rigidité;(2) éviter les arêtes vives ;(3) beau.Cependant, le bord roulé doit prêter attention à deux points, l'un est que le rayon doit être supérieur à 1,5 fois l'épaisseur de la plaque ;la seconde n'est pas complètement ronde, de sorte que le traitement est difficile, la figure 15b montre le bord roulé que le respectif un bord roulé facile à traiter.
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 15）
9 Le bord de la fente ne plie pas les lignes directrices
Le bord de pliage et le bord du trou oblong doivent être séparés par une certaine distance, la valeur recommandée est le rayon de pliage plus deux fois l'épaisseur de paroi.La zone de flexion est compliquée par l'état de la force et la résistance est faible.L'effet d'entaille du trou oblong doit également être exclu de cette zone.À la fois le trou oblong entier à l'écart du bord de pliage, mais aussi le trou oblong sur tout le bord de pliage (voir Figure 16).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 16）
10 Lignes directrices pour la fabrication de combinaisons de structures complexes
La structure de l'espace est des composants trop complexes, complètement par flexion, la formation est difficile.Donc,essayez de concevoir la structure aussi simple que possible, dans le cas d'une combinaison de composants disponible et non compliquée, c'est-à-dire un certain nombre de composants simples en tôle mince avec soudage, boulonnage et autres moyens de se combiner.La structure de la figure 20b est plus facile à traiter que la structure de la figure 17a.
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 17）
11 Évitez les lignes droites pour pénétrer les directives des composants
La structure en plaques minces présente l'inconvénient d'une mauvaise rigidité en flexion transversale.La grande structure plate est facile à plier l'instabilité.De plus pliera également la fracture.Utilisez généralement une rainure de pression pour améliorer sa rigidité.La disposition de la rainure a une grande influence sur l'effet d'amélioration de la rigidité.Le principe de base de la disposition des rainures est d'éviter tout droit dans la zone sans rainures.La bande étroite de faible rigidité à travers est facile à devenir l'axe d'inertie de toute l'instabilité de flambement de la plaque.L'instabilité s'articule toujours autour d'un axe d'inertie, la disposition de la rainure de pression doit donc couper cet axe d'inertie et le rendre le plus court possible.Dans la structure représentée sur la figure 18a, de multiples bandes étroites sont formées dans la zone sans fentes de pression.Autour de ces axes, la raideur en flexion de l'ensemble de la plaque n'est pas améliorée.La structure illustrée à la Fig. 18b n'a pas d'axes d'inertie déstabilisants connectés potentiels, et la Fig. 19 montre les formes et dispositions courantes des rainures, l'effet d'amélioration de la rigidité augmentant de gauche à droite, et la disposition irrégulière est un moyen efficace d'éviter tout droit. .
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 18）
（Figure 19）
12 Directives pour la disposition de la continuité des rainures de pression
La résistance à la fatigue de l'extrémité de la rainure de pression est faible, et si la rainure de pression est connectée, une partie de son extrémité sera éliminée.La figure 20 est un boîtier de batterie sur un camion, il est soumis à une charge dynamique, la structure de la figure 20a dans la rainure de pression en fin de fatigue est endommagée.La structure de la figure 20b n'a pas ce problème.Les extrémités abruptes des rainures de pression doivent être évitées et, si possible, la rainure de pression est prolongée jusqu'à la limite (voir Figure 21).La pénétration de la rainure de pression élimine l'extrémité faible.Cependant, l'intersection des fentes de pression doit être suffisamment grande pour que l'interaction entre les fentes soit réduite (voir Figure 22).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 20）
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 21）
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 22）
13 Critère de rainure de pression spatiale
L'instabilité de la structure spatiale n'est pas limitée à un certain aspect, par conséquent, le réglage de la rainure de pression uniquement sur un plan ne peut pas obtenir l'effet d'améliorer la capacité anti-déstabilisation de l'ensemble de la structure.Par exemple, dans les structures en forme de U et de Z illustrées à la figure 23, leur instabilité se produira près des bords.La solution à ce problème est de concevoir la rainure de pression comme un espace (voir la structure de la Fig. 23b.)
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 23）
14 Directive de desserrage partiel
Les rides se produisent lorsque la déformation partielle est sévèrement entravée sur la plaque mince.La solution consiste à mettre en place plusieurs petites rainures de pression à proximité du pli, de manière à réduire la raideur locale et à réduire l'obstruction à la déformation (voir Figure 24).
(a) Structure irrationnelle (b) Structure améliorée
（Figure 24）
15 Directives de configuration pour les pièces poinçonnées
1) Diamètre minimum de poinçonnage ou longueur latérale minimum du trou carré
Le poinçonnage doit être limité par la force du poinçon, etla taille du poinçon ne doit pas être trop petite, sinon le poinçon sera facilement endommagé.Le diamètre minimum de poinçonnage et la longueur latérale minimum sont indiqués dans le tableau.
* t est l'épaisseur du matériau, la taille minimale du poinçon n'est généralement pas inférieure à 0,3 mm.
2) Principe de poinçonnage
L'encoche de poinçonnage doit essayer d'éviter les angles vifs, comme indiqué sur la figure.La forme pointue est facile à raccourcir la durée de vie de la matrice, et le coin pointu est facile à produire des fissures.Doit être remplacé par comme indiqué sur la figure b.
R ≥ 0,5t (t – épaisseur du matériau)
a Fig. b Fig.
Les angles vifs doivent être évités dans la forme et l'alésage de la pièce poinçonnée.À la connexion d'une ligne droite ou d'une courbe pour avoir une connexion en arc de cercle, le rayon de l'arc R ≥ 0,5 t.(t est l'épaisseur de paroi du matériau)
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Heure de publication : 30 mars 2022