Réponse directe : Les huit défauts qui se présentent dans chaque travail d'emboutissage profond, avec la cause et le remède côté outillage.
Où cela dérape, et pourquoi la correction passe généralement par l'outillage
Une coupelle emboutie échoue dans cinq zones prévisibles : oreilles sur le bord supérieur, plis dans la collerette et la paroi, déchirure au rayon de fond, amincissement de la paroi et marques d'emboutissage sur la paroi.
Presque toutes les solutions dans ce document constituent une modification d'outillage, pas une modification de matériau.
C'est pourquoi l'outillage d'emboutissage profond est d'abord un problème de conception, puis un problème de production, et pourquoi une revue DFM avant l'usinage de la matrice coûte moins cher qu'une correction après coup.
Source : guide technique d'emboutissage profond Balford, balford.net/deep-drawing/.
Plissement
| Aspect | Détail |
|---|---|
| Apparence | Plis dans la paroi ou la collerette |
| Cause habituelle | Force du serre-flan trop faible ; collerette non soutenue |
| Remède habituel | Augmenter la pression du serre-flan ; ajuster le rayon d'emboutissage ; ajouter des nervures d'emboutissage |
| Pourquoi cela se produit | La circonférence de la collerette doit se réduire lorsqu'elle est tirée vers l'intérieur. Tout ce qui ne va pas dans la paroi flambe hors plan. |
La force du serre-flan est un équilibre : trop faible, elle plisse la collerette ; trop forte, elle empêche le matériau de s'écouler et déchire la paroi au rayon de la matrice.
Déchirure et fracture
| Aspect | Détail |
|---|---|
| Aspect | Déchirure au rayon de matrice ou dans la paroi |
| Cause habituelle | Rapport d'emboutissage supérieur à la limite du matériau ; rayon de matrice trop serré ; jeu trop faible ; frottement trop élevé |
| Remède habituel | Ajouter un réemboutissage, agrandir le rayon de matrice, corriger le jeu, améliorer la lubrification |
| Premier point à vérifier | Le rapport d'emboutissage par rapport à la limite d'emboutissage en une passe du matériau. L'inox est d'environ 1.6-1.8 ; l'acier bas carbone 1.8-2.0. |
Le lubrifiant n'est pas facultatif : il contrôle le frottement au rayon de matrice, là où la déchirure commence.
Oreilles d'emboutissage et amincissement excessif
| Défaut | Aspect | Cause habituelle | Remède habituel |
|---|---|---|---|
| Oreilles d'emboutissage | Bord supérieur ondulé, festonné | Anisotropie planaire dans la tôle | Accepter et rogner ; changer de matériau ou de sens de laminage ; ajuster la forme du flan |
| Amincissement excessif | Paroi trop mince au niveau du rayon | Rayon de matrice trop serré ; tension excessive | Augmenter le rayon de matrice ; ajouter un réemboutissage ; recuire |
Les oreilles d'emboutissage expliquent pourquoi une marge de rognage sur le bord supérieur relève d'une conception normale, et non d'un travail bâclé : le bord embouti n'est jamais parfaitement régulier.
Retour élastique et peau d'orange
| Défaut | Aspect | Cause habituelle | Remède habituel |
|---|---|---|---|
| Retour élastique | Relâchement du diamètre ou de la forme après formage | Récupération élastique, plus marquée sur matériau à haute résistance | Ajuster les dimensions de l'outil pour compenser ; refrapper ; changer de matériau |
| Peau d'orange | Surface étirée granuleuse | Structure à gros grains ; étirement excessif | Matériau à grains plus fins ; réduire la déformation locale |
Le retour élastique est un problème de compensation d'outil. Chercher à le corriger dans la spécification matière coûte généralement plus cher que de compenser dans la matrice.
Marques d'emboutissage et rupture du fond
| Défaut | Aspect | Cause habituelle | Solution habituelle |
|---|---|---|---|
| Marques d'emboutissage / rayures | Rayures longitudinales sur la paroi | Usure de l'outillage, grippage, lubrifiant insuffisant | Polir le rayon de la matrice ; réappliquer un revêtement ou repolir l'outillage ; revoir le lubrifiant |
| Rupture du fond | Déchirure transversale du fond | Rayon de poinçon trop petit ; matériau disponible insuffisant | Augmenter le rayon de poinçon ; agrandir le flan |
Les marques d'emboutissage sont inhérentes au formage. Si la paroi extérieure est visible, le signaler avant l'outillage afin qu'une route de finition puisse être planifiée.
L'épaisseur de paroi est un gradient, pas un nombre
- Centre du fond : environ 1,00 – pratiquement non déformé
- Paroi inférieure : amincissement jusqu'à environ 0,85, maximal au passage sur le rayon de la matrice
- Bord supérieur : retour à environ 1,05, car la collerette s'est épaissie à mesure que sa circonférence diminuait
Épaisseur relative de paroi dans une pièce emboutie, mesurée par rapport au nominal :
Le gradient n'est pas un défaut. Il ne devient un problème que lorsqu'un plan spécifie une épaisseur de paroi sans indiquer où elle est mesurée : le fournisseur et le client mesurent alors à des hauteurs différentes et tous deux ont raison.
Les diamètres se répètent bien car ils sont définis par l'outillage. La hauteur de paroi est la dimension la moins précise car le bord supérieur est détouré.
Indiquez la position de mesure sur le plan. C'est la décision de tolérance la plus économique que vous prendrez.
Dix règles de conception qui préviennent la plupart des défauts ci-dessus
- Gardez un rapport profondeur/diamètre réaliste. En dessous d'environ 0,5, vous n'avez probablement pas besoin d'emboutissage profond ; au-dessus d'environ 2, prévoyez plusieurs passes d'emboutissage et éventuellement des recuits.
- Ne spécifiez pas d'angle vif au fond : le rayon de poinçon a un minimum, et il augmente avec l'épaisseur de matière.
- Donnez à la paroi un rayon de matrice généreux. Un rayon trop serré est la cause la plus fréquente de déchirure.
- Précisez l'épaisseur de paroi avec un emplacement de mesure.
- Prévoyez une surépaisseur de détourage sur le bord supérieur.
- Préférez un profil plus simple à un profil étagé ou conique ; chaque changement de diamètre peut ajouter une passe d'emboutissage.
- Définissez quel diamètre est fonctionnel.
- Ne mettez pas de filetage fin sur une paroi emboutie, sauf si elle a été repassée.
- Pensez à l'implantation des flans ; l'imbrication affecte le coût matière, la part la plus importante du prix unitaire.
- Exprimez l'exigence d'aspect le plus tôt possible.
Chaque règle ci-dessus correspond à un défaut dans ce document.
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Ce document est également disponible en PDF : Défauts et remèdes en emboutissage profond (PDF).