Pliage de tôles sur presse-plieuse

Le pliage sur presse-plieuse peut s'effectuer par deux procédés :

• pliage en l'air
  
• pliage à fond de matrice (en frappe)

Pliage en l'air

Le pliage en l'air est une opération où l'on utilise trois points de l'outillage :

• les deux arêtes du Vé
  
• l'extrémité du poinçon
  

La forme de la matrice n'importe pas. Le Vé a été adopté simplement parce que c'est la forme la plus économique à réaliser et la plus résistante.

La fibre neutre n'est pas allongée. Le métal conserve sa zone de déformation élastique. Il faut donc plier plus fermé que l'angle désiré pour tenir compte du retour élastique de la tôle. En général pour des plis à 90°, les matrices et les poinçons sont taillés à 85°.

Le rayon intérieur obtenu sera approximativement égal à 1/6 de la largeur du Vé utilisé (sauf le cas où le poinçon présente lui-même un rayon supérieur).

Le tonnage a appliqué est soit celui déterminé à partir de l'abaque de pliage (à majorer de 15 à 20%), soit celui déterminé directement par la commande numérique à partir des données : épaisseur de la tôle, résistance mécanique de la tôle, longueur de pliage et ouverture du Vé.

Le meilleur résultat s'obtient avec des vés de largeur d'environ 8 à 12 fois l'épaisseur de la tôle.

Il est à noter que pour les tôles moyennes et fortes, un rayon intérieur trop serré diminue considérablement la résistance mécanique de la pièce ; la zone extérieure du pli ayant subi des allongements importants.

Le pliage en l'air nécessite une capacité machine réduite en comparaison au pliage en frappe, le tonnage a appliqué évoluant inversement proportionnel à l'ouverture du vé. De plus l'utilisation d'un seul outillage permet la réalisation de différents angles.

Pour un réglage défini, l'angle obtenu sera influencé par les éléments variables suivants :

• Tolérance de l'épaisseur de la tôle
  
• Caractéristique élastique du matériau, celle-ci peut varier sur la même tôle en différents points du pliage, plus particulièrement en bord de tôle. Elle varie également avec le sens du laminage.
  
• Flexions du tablier et du coulisseau générant au centre un angle moins fermé qu'au niveau des montants d'où la nécessité d'équiper, pour des pliages précis, les machines de bombés de tablier.
  
• Pour des Vés de petites dimensions (pliage de tôle de faible épaisseur), les différences angulaires sont très importantes. Par exemple une variation de pénétration de 6/100 de millimètre dans un Vé de 8 mm pour un pli théorique à 90° représente environ 0,8°.
   
  

Pliage en fond de matrice (en frappe)

Pour éviter les inconvénients du principe précédent sur les tôles de faible épaisseur, on peut travailler à fond de matrice. Les outillages sont alors usinés à l'angle désiré pour la pièce.

Le tonnage à appliquer est au minimum de 30 tonnes par mètre de longueur et par millimètre d'épaisseur pour de l'acier à 48 daN/mm2, utilisable pour des épaisseurs généralement inférieures à 15/10 de millimètre, ce procédé permet des résultats qui ne sont pas influencés par les variations d'épaisseur et du retour élastique de la tôle. La fibre neutre étant déformée, c'est un début d'emboutissage.

Ce pliage doit être effectué dans des Vés relativement étroits, de 4,5 à 6 fois l'épaisseur de la tôle. Le processus est le suivant : le poinçon commence par effectuer un pliage en l'air avec un rayon intérieur égal à environ 1/6 de la largeur du vé, puis avec un effort de pénétration supplémentaire, réduit ce rayon en appliquant la tôle sur les faces de la matrice et du poinçon. Un Vé plus large conduirait à redresser et déformer un rayon intérieur plus important, ce qui serait nuisible au résultat à obtenir.

L'utilisation de ce tonnage et d'un poinçon comportant un léger méplat donne un pliage avec un rayon intérieur approximativement égal à l'épaisseur de la tôle.

Un angle vif intérieur s'obtient avec un poinçon vif. En ce cas, il faut appliquer un tonnage variable de 50 à 100 tonnes par mètre de longueur et par millimètre d'épaisseur et utiliser une tôle ayant un coefficient d'allongement important afin d'éviter des amorces de rupture dans la zone extérieure.

Le façonnage d'une tôle mince en oméga d'un seul coup de presse avec outils de forme est facilement réalisable. Pour le formage des 4 plis, avec 4 angles de 90° et un rayon intérieur égal à 1,5 fois l'épaisseur de tôle, la force nécessaire est d'environ 45 tonnes par mètre de longueur et par millimètre dépaisseur.

Le façonnage d'une tôle mince en "U" peut s'effectuer dans les mêmes conditions que précédemment, en appliquant environ 15 tonnes par mètre par millimètre d'épaisseur, comme force nécessaire.

Le poinçonnage de pièces est à proscrire sur les presses plieuses hydrauliques à synchronisation électronique, car les systèmes de mesure électronique sont très précis mais résistent mal aux chocs.
 

Calcul des développés de tôle pour pliage

Il n'y a pas de formule absolue, les règles varient avec les différents paramètres de pliage et caractéristiques des tôles, toutefois on peut déterminer les développés à partir des éléments ci après :

Dans la partie pliée de la tôle la fibre non déformée (fibre neutre) n'est plus au milieu de l'épaisseur, elle s'est déplacée vers la face interne du pli (Cf. schéma ci dessous) :

Le rayon de cette fibre neutre est alors égale à : r + ke . Le tableau ci dessous donne les valeurs de k suivant la norme DIN 6935 :

 
La valeur de la longueur développée (L) de la tôle pliée est par les formules :

  L = A + B - C

Pression maximum à ne pas dépasser sur les outillages standards

Pour ne pas détériorer les outils, le nez d'accrochage de la presse, ou éviter tout accident par bris d'outils par une pression excessive, ne pas dépasser une pression spécifique de 6 à 8 daN/mm2 sur les faces d'appuis des outils (porte-outil ou nez du coulisseau). Une règle simple consiste à utiliser une force maximum de 100 à 120 tonnes par mètre de longueur d'outil utilisé. Cette charge peut être augmentée lorsque l'on utilise des outils épaulés en augmentant ainsi la surface d'appui (Cf. schéma ci dessous).

 
Toutefois dans tous les cas il convient de se reporter à l'abaque de pliage ou de renseigner convenablement la commande numérique afin qu'elle puisse déterminer et appliquer l'effort nécessaire correspondant en fonction des différents paramètres de pliage (Ouverture du Vé, matériau à plier, épaisseur de la tôle, longueur de pliage, etc...).
 

Dénominations des principaux outillages