Ces inserts de peigne sont conçus pour être montés sur des supports spéciaux et aident à éliminer les plis dans une variété d'applications de vilebrequin.
Un client vous contacte pour un projet de formage de tubes à 90 degrés. Cette application nécessite des tubes de 2 pouces (5 cm). Diamètre extérieur (DE) : 0,065 pouce (0,65 po). Épaisseur de paroi : 4 pouces (10 cm). Rayon d'axe (CLR). Le client a besoin de 200 pièces par semaine pendant un an.
Besoins en outils : outils de cintrage, outils de serrage, outils de presse, mandrins et outils de nettoyage. Aucun problème. Il semble que tous les outils nécessaires au cintrage de certains prototypes soient en stock et prêts à l'emploi. Après avoir configuré le programme machine, l'opérateur charge le tube et effectue un essai de cintrage pour s'assurer que la machine doit être réglée. Le premier tour est arrivé et il était parfait. Le fabricant envoie alors plusieurs échantillons de tubes cintrés au client, qui conclut ensuite un contrat, ce qui lui assurera une activité rentable et régulière. Tout semble en ordre.
Les mois ont passé, et le même client souhaitait réduire ses coûts de matériaux. Cette nouvelle application nécessite des tubes de 2 pouces de diamètre extérieur x 0,035 pouce de diamètre, d'une épaisseur de paroi de 3 pouces et d'un CLR de 3 pouces. Les outils d'une autre application sont conservés en interne, ce qui permet à l'atelier de produire immédiatement des prototypes. L'opérateur charge tous les outils sur la presse plieuse et vérifie le cintrage. Le premier cintrage est sorti de la machine avec des plis à l'intérieur. Pourquoi ? Cela est dû à un composant de l'outil particulièrement important pour le cintrage de tubes à parois fines et à petits rayons : la matrice de raclage.
Lors du cintrage d'un tube d'aspiration rotatif, deux phénomènes se produisent : la paroi extérieure du tube s'affaisse et s'amincit, tandis que l'intérieur se rétracte et s'affaisse. Les outils de cintrage de tubes à bras rotatifs nécessitent au minimum une matrice de cintrage autour de laquelle le tube est cintré et une matrice de serrage pour maintenir le tube en place pendant le cintrage.
La matrice de serrage permet de maintenir une pression constante sur le tube au niveau de la tangente où se produit le cintrage. Ceci fournit la force de réaction qui crée le cintrage. La longueur de la matrice dépend de la courbure de la pièce et du rayon de l'axe central.
L'application elle-même déterminera les outils nécessaires. Dans certains cas, seules des matrices de cintrage, de serrage et de presse sont nécessaires. Si votre pièce présente des parois épaisses produisant de grands rayons, vous n'aurez peut-être pas besoin de matrice de raclage ni de mandrin. D'autres applications nécessitent un ensemble complet d'outils, comprenant une matrice de meulage, un mandrin et (sur certaines machines) une pince de serrage pour guider le tube et cintrer le plan de rotation pendant le cintrage (voir figure 1).
Les matrices à raclette permettent de maintenir et d'éliminer les plis sur le rayon intérieur du coude. Elles minimisent également la déformation hors du tube. Les plis apparaissent lorsque le mandrin à l'intérieur du tube ne peut plus fournir une force de réaction suffisante.
Lors du cintrage, le racleur est toujours utilisé avec un mandrin inséré dans le tube. La fonction principale du mandrin est de contrôler la forme du rayon extérieur du cintrage. Les mandrins prennent également en charge les rayons intérieurs, bien qu'ils ne soient pleinement compatibles que pour les applications impliquant une plage limitée de courbures en D et de rapports de paroi. Le cintrage en D correspond au rapport CLR du cintrage divisé par le diamètre extérieur du tube, et le facteur de paroi correspond au rapport diamètre extérieur du tube divisé par l'épaisseur de paroi (voir figure 2).
Les matrices de raclage sont utilisées lorsque le mandrin ne permet plus un contrôle ou un soutien adéquat du rayon intérieur. En règle générale, une matrice de démoulage est nécessaire pour cintrer tout mandrin à paroi mince. (Les mandrins à paroi mince sont parfois appelés mandrins à pas fin, le pas correspondant à la distance entre les billes du mandrin.) Le choix du mandrin et de la matrice dépend du diamètre extérieur du tube, de l'épaisseur de sa paroi et du rayon de cintrage.
Un réglage correct de la matrice de meulage est particulièrement important lorsque les applications nécessitent des parois plus fines ou des rayons plus petits. Reprenons l'exemple du début de cet article. Ce qui fonctionne pour 4 pouces. Le CLR peut ne pas convenir pour 3 pouces. Les modifications de matériaux exigées par le CLR et ses clients pour réaliser des économies s'accompagnent d'une précision accrue nécessaire au réglage de la matrice.
Figure 1. Les principaux composants d'une cintreuse rotative sont le serrage, le cintrage et les matrices de serrage. Certaines installations nécessitent l'insertion d'un mandrin dans le tube, tandis que d'autres nécessitent l'utilisation d'une tête de racle. La pince de serrage (non mentionnée ici, mais située au centre de l'insertion du tube) guide le tube pendant le cintrage. La distance entre la tangente (le point de cintrage) et l'extrémité du racleur est appelée décalage théorique du racleur.
Le choix de la bonne matrice de raclage, le soutien adéquat de la matrice de cintrage, de la matrice et du mandrin, ainsi que la bonne position de la matrice de raclage pour éliminer les espaces à l'origine des plis et des déformations sont essentiels pour produire des cintrages serrés de haute qualité. En règle générale, la position de la pointe du peigne doit être comprise entre 0,060 et 0,300 pouce de la tangente (voir la déflexion théorique du peigne illustrée à la figure 1), selon la taille et le rayon du tube. Veuillez vous renseigner auprès de votre fournisseur d'outils pour connaître les dimensions exactes.
Assurez-vous que la pointe de la matrice de raclage est alignée avec la rainure du tube et qu'il n'y a pas d'espace (ou de « renflement ») entre elle et la rainure du tube. Vérifiez également les réglages de pression du moule. Si le peigne est correctement positionné par rapport à la rainure du tube, appliquez une légère pression sur la matrice de pression pour enfoncer le tube dans la matrice de pliage et lisser les plis.
Les matrices de racleurs sont disponibles dans une variété de formes et de tailles. Vous pouvez acheter des matrices de racleurs rectangulaires/carrées pour les tubes rectangulaires et carrés, et vous pouvez également utiliser des racleurs profilés/formés pour s'adapter à des formes spécifiques et prendre en charge des caractéristiques uniques.
Les deux modèles les plus courants sont la matrice monobloc à dos carré et le porte-racleur à lames. Les matrices à dos carré (voir figure 3) sont utilisées pour les produits à parois minces, les coudes en D étroits (généralement 1,25 D ou moins), l'aéronautique, les applications esthétiques et la production en petites et moyennes séries.
Pour les courbes inférieures à 2D, vous pouvez commencer par une matrice de raclage à dos carré, ce qui simplifie le processus. Par exemple, vous pouvez commencer par un racloir courbé 2D à dos carré avec un facteur de paroi de 150. Vous pouvez également utiliser un porte-racloir avec lame pour les applications moins agressives, comme les courbes 2D avec un facteur de paroi de 25.
Les plaques de raclage à dos carré offrent un soutien maximal au rayon intérieur. Elles peuvent également être découpées après usure de la pointe, mais il faudra ajuster la machine pour s'adapter à la matrice de raclage plus courte après la découpe.
Un autre type courant de porte-lame de raclage est moins cher et plus économique pour la réalisation de coudes (voir figure 4). Il peut être utilisé pour les coudes en D de moyenne à étroite, ainsi que pour cintrer divers tuyaux de même diamètre extérieur et de même CLR. Dès que vous constatez une usure de la pointe, vous pouvez la remplacer. Vous constaterez alors que la pointe se positionne automatiquement sur la même position que la lame précédente, ce qui évite d'avoir à ajuster le support du bras de raclage. Notez cependant que la configuration et l'emplacement de la clé de lame sur le support de la matrice de nettoyage sont différents ; il est donc nécessaire de s'assurer que la conception de la lame correspond à celle du porte-balai.
Les porte-racleurs avec inserts réduisent le temps de réglage, mais ne sont pas recommandés pour les petits rayons. Ils ne conviennent pas non plus aux tubes ou profilés rectangulaires ou carrés. Les peignes de racleur à dos carré et les bras de racleur à inserts peuvent être produits à proximité. Les matrices de racleur sans contact sont conçues pour minimiser les pertes de tubes, permettant des longueurs de travail plus courtes grâce à l'extension de la fixation derrière le racleur et au positionnement de la pince (bloc de guidage du tube) plus près de la matrice de cintrage (voir figure 5).
L'objectif est de raccourcir la longueur de tuyau requise, économisant ainsi du matériau pour l'application souhaitée. Si ces essuie-glaces sans contact réduisent les déchets, ils offrent moins de support que les essuie-glaces arrière carrés standard ou les supports d'essuie-glace standard avec balais.
Assurez-vous d'utiliser le meilleur matériau de matrice de raclage possible. Le bronze d'aluminium est recommandé pour le pliage de matériaux durs tels que l'acier inoxydable, le titane et les alliages INCONEL. Pour le pliage de matériaux plus tendres tels que l'acier doux, le cuivre et l'aluminium, utilisez un racleur en acier ou en acier chromé (voir fig. 6).
Figure 2 : En général, les applications moins agressives ne nécessitent pas de puce de nettoyage. Pour lire ce tableau, reportez-vous aux légendes ci-dessus.
Lors de l'utilisation d'un manche de couteau avec une lame, le manche est généralement en acier, mais dans certains cas, le manche et la pointe peuvent devoir être en bronze d'aluminium.
Que vous utilisiez un peigne ou un porte-brosse à lames, la configuration de la machine sera la même. Tout en maintenant le tube bien serré, placez le racleur sur le coude et l'arrière du tube. L'embout du racleur s'enclenchera en frappant l'arrière du porte-racleur avec un maillet en caoutchouc.
Si vous ne pouvez pas utiliser cette méthode, utilisez votre œil et une règle pour installer la matrice d'essuie-glace ou le support de balai. Soyez prudent et utilisez votre doigt ou votre œil pour vérifier que l'extrémité est droite. Assurez-vous qu'elle ne soit pas trop en avant. La transition doit être fluide lorsque le tube passe à l'extrémité de la matrice d'essuie-glace. Répétez l'opération autant de fois que nécessaire pour obtenir un cintrage de bonne qualité.
L'angle d'inclinaison est l'angle de la raclette par rapport à la matrice. Certaines applications professionnelles, notamment dans l'aérospatiale, utilisent des racleurs avec peu ou pas d'inclinaison. Cependant, pour la plupart des applications, l'angle d'inclinaison est généralement réglé entre 1 et 2 degrés, comme illustré à la figure 1, afin de fournir un dégagement suffisant pour réduire la traînée. Vous devrez déterminer l'inclinaison exacte lors de la configuration et des essais, mais vous pouvez parfois la régler dès le premier virage.
En utilisant une matrice de raclage standard, placez la pointe du racleur légèrement en arrière de la tangente. Cela permet à l'opérateur de déplacer la pointe du nettoyeur vers l'avant au fur et à mesure de son usure. Cependant, ne montez jamais la pointe du racleur tangentiellement ou au-delà, car cela l'endommagerait.
Pour cintrer des matériaux plus tendres, vous pouvez utiliser autant de râteaux que nécessaire. Cependant, pour cintrer des matériaux plus durs comme l'acier inoxydable ou le titane, veillez à ce que la matrice de raclage soit le moins inclinée possible. Utilisez un matériau plus dur pour que le racloir soit le plus droit possible, ce qui permettra de nettoyer les plis dans les courbes et les lignes droites après les courbes. Une telle configuration doit également inclure un mandrin bien ajusté.
Pour une qualité de pliage optimale, il est conseillé d'utiliser un mandrin et une matrice racleuse pour soutenir l'intérieur du pli et contrôler l'ovalisation. Si votre application nécessite une raclette et un mandrin, utilisez les deux ; vous ne le regretterez pas.
Pour revenir au dilemme précédent, essayez de remporter le prochain contrat pour des parois plus fines et un CLR plus dense. Une fois le moule de raclage en place, le tube est sorti de la machine sans défaut, sans aucun pli. Cela représente la qualité que l'industrie recherche, et c'est la qualité qu'elle mérite.
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