Die Science : Les bases de la conception des matrices, Partie II

La sélection des bons composants de guidage de matrice est essentielle au succès de l'emboutissage, mais ils ne peuvent pas compenser une presse mal entretenue. Image : Technologies CEP

Dans la première partie de cette série en deux parties, j'ai discuté du processus de sélection d'un type et d'une épaisseur de jeu de matrices. Parlons maintenant des différents composants de guidage de matrice disponibles dans le commerce et de quelques directives de base pour décider quel type est le mieux adapté à votre opération.

Tout d'abord, permettez-moi de faire cette déclaration : la fonction des broches de guidage est de localiser correctement les sabots supérieur et inférieur ou les pièces moulées afin que tous les composants de la matrice montés sur les sabots supérieur et inférieur puissent s'interfacer avec précision. Ils guident la coupe et le formage des composants et des sections afin que le jeu correct puisse être obtenu et maintenu efficacement. Les broches de guidage ne sont pas destinées à aider à guider le vérin d'une presse mal entretenue ou bâclée !

La presse doit être guidée de manière indépendante et précise.

Un monsieur m'a dit un jour : « Les matrices fabriquent des pièces, pas les presses. » Ma réponse a été : « Avec tout le respect que je vous dois, monsieur, la matrice et la presse font toutes deux partie d'un système. Chacun doit fonctionner comme l’ingénieur l’a prévu. Inutile de dire qu'il rencontrait de nombreux problèmes d'emboutissage liés à la presse.

L'une des déclarations que je fais lors de chaque séance de formation que je dispense est la suivante : « Vous pouvez construire et concevoir un bijou d'outil, mais si vous le mettez dans un compacteur de déchets glorifié de 200 tonnes, vous allez avoir des problèmes. » N'essayez pas de compenser une presse mal entretenue ou bâclée en choisissant des broches de guidage surdimensionnées ou considérablement plus nombreuses sur un jeu de matrices.

Les broches de guidage, parfois appelées poteaux de guidage ou piliers, fonctionnent avec des bagues de guidage pour aligner avec précision les patins supérieurs et inférieurs. Il s'agit de broches en forme de cylindre en acier à outils trempé, rectifiées avec précision, souvent à moins de 0,0001 po. Les deux types de base de broches de guidage sont les broches à friction (souvent appelées broches à roulement lisse) et les broches à roulement à billes (également appelées broches de guidage d'ultra-précision). Les broches s'insèrent précisément dans un manchon rectifié avec précision appelé bague. Comme les broches de guidage, les bagues sont souvent rectifiées à 0,0001 po près.

Les goupilles de friction (voir Figure 1) sont légèrement plus petites (généralement environ 0,0005 po plus petites) que le diamètre intérieur de la bague de guidage. Les broches et bagues de friction coûtent généralement moins cher que les broches à roulement à billes et sont couramment utilisées lorsqu'une poussée latérale importante est attendue dans la matrice. Parce qu’ils génèrent beaucoup de friction, ils ne sont pas souhaitables pour les opérations d’emboutissage à grande vitesse. Pour minimiser la friction, les bagues sont généralement recouvertes d'un matériau résistant à l'usure appelé aluminium-bronze qui peut contenir des bouchons en graphite pour réduire davantage la friction. De plus, les axes de friction sont souvent lubrifiés avec de la graisse haute pression.

Un problème courant associé à l’utilisation de broches de friction est qu’il rend souvent le processus de séparation de la matrice assez difficile, en particulier pour les matrices plus grandes. Il faut veiller à ce que la filière soit séparée de manière à ce que les sabots supérieur et inférieur de la filière restent parallèles pendant le processus de séparation. L'armement de la matrice peut entraîner la flexion d'une broche de guidage. Pour les matrices plus grandes, une machine hydraulique spéciale appelée séparateur de matrices est souvent utilisée pour faciliter la séparation des matrices.

Les axes à roulement à billes (voir Figure 2) sont de loin le choix le plus populaire. Contrairement aux goupilles de friction, ces goupilles reposent sur une série de roulements à billes contenus dans une cage à billes spéciale en aluminium qui permet aux roulements de tourner sans tomber. Ces épingles présentent plusieurs avantages. Premièrement, la friction est réduite, de sorte que la matrice peut fonctionner à des vitesses plus rapides sans générer de friction ni de chaleur excessive. Cela les rend idéaux pour les opérations à grande vitesse. Deuxièmement, ils permettent aux matriciens et aux techniciens de maintenance des matrices de séparer facilement les sabots supérieurs et inférieurs de la matrice. Et troisièmement, comme ils utilisent des roulements à billes, ils peuvent être fabriqués avec une plus grande précision que les goupilles de friction. En fait, la plupart des gens ne réalisent pas que l'ensemble axe et roulement est environ 0,0002 po plus grand que le diamètre intérieur de la bague. Cela explique pourquoi de nombreux fabricants les appellent des broches de guidage à « pente négative ». Contrairement aux goupilles de friction, les goupilles de guidage à roulement à billes ne doivent jamais être graissées ; lubrifiez-les uniquement avec de l’huile légère.