Qu'est-ce que le pliage CNC ? Comment fonctionnent le cintrage programmé des tubes et le cintrage des métaux avec presse plieuse

Un tube d'échappement en acier inoxydable de 42 mm avec cinq coudes, dont deux dans des plans différents, ne pose pas le même problème qu'un support à 90 degrés plié sur une presse plieuse. Les deux métiers sont souvent décrits comme du pliage CNC, mais les machines, les outils et la programmation qui les sous-tendent sont différents. Ce qu'ils partagent, c'est que chaque angle, distance et rotation provient d'un programme stocké, et non d'un opérateur effectuant des arrêts brusques à la main.

La réponse courte est la suivante. Le pliage CNC est un processus de formage des métaux dans lequel un système de commande numérique par ordinateur pilote les axes de la machine, alimentant la pièce et définissant les angles de pliage sur les valeurs tirées d'un programme de pièces. Sur une presse plieuse, cela signifie la profondeur du vérin, la position de la butée arrière et parfois le couronnement. Sur une cintreuse de tubes, cela signifie l'avance du chariot, la rotation de la pince et l'angle du bras de cintrage, déplacés par des servomoteurs qui peuvent répéter la même position des milliers de fois avec le même résultat.

Le pliage CNC en termes simples

CNC signifie commande numérique par ordinateur et le terme décrit la manière dont la machine est pilotée plutôt que ce qu'elle fait. Une ancienne cintreuse NC est réglée à la main, avec des butées mécaniques pour la longueur d'avance, une rotation fixe sur la pince et un angle de pliage ajusté par une vis ou un cadran. Une cintreuse CNC stocke les mêmes informations qu'un programme : positions des axes, séquence de pliage, valeurs de compensation et données d'outil.

Lorsque le programme s'exécute, le contrôleur envoie une commande de position à chaque axe d'asservissement, lit les commentaires de l'encodeur et corrige le mouvement jusqu'à ce que les positions commandées et réelles correspondent. Cette boucle fermée est la raison pour laquelle une machine CNC peut maintenir un angle sur une série de milliers de pièces, et pourquoi un travail exécuté il y a deux ans peut être remis sur la machine et produit à partir du même fichier.

Le nombre d’axes est la mesure pratique de ce qu’une machine peut faire. Une cintreuse de tube de direction unique programme normalement l'avance du chariot, le plan de rotation du cintrage et l'angle de cintrage. Ajoutez plus de piles d'outils ou une deuxième tête de pliage et la machine peut produire des pièces multi-plans et multi-rayons en une seule manipulation, ce qui supprime l'erreur de re-serrage qui apparaît lorsqu'une pièce se déplace entre les opérations.

Le cintrage de tôles et le cintrage de tubes sont deux métiers différents

Les résultats de recherche mélangent les deux, ce qui entraîne de véritables erreurs de spécification. Le pliage par presse plieuse forme une feuille plate sur un poinçon et une matrice, et le matériau est plié sur toute sa largeur. Le cintrage rotatif du tube de traction tire un tube autour d'une matrice de pliage tandis qu'un mandrin soutient l'intérieur du mur. Les modes de défaillance, l'outillage et les facteurs de tolérance ne sont pas les mêmes, donc une demande qui ne mentionne que le pliage CNC est souvent trop vague pour être citée avec précision.

Si la pièce est un panneau plat avec des brides, vous achetez une presse plieuse. S'il s'agit d'un tube qui doit transporter un fluide, un gaz ou un câble, vous achetez une cintreuse de tubes, et le diamètre extérieur, l'épaisseur de paroi et le rayon de l'axe central détermineront l'outillage.

Comment fonctionne réellement un cycle de pliage CNC

1. La pièce est définie en 3D ou sous forme de tableau de pliage : diamètre extérieur, épaisseur de paroi, matériau, chaque angle de pliage, chaque rayon d'axe et la distance droite entre les plis.
2. Le programme de pliage est créé soit hors ligne à partir du modèle, soit sur le contrôleur. La compensation du retour élastique, la déduction des courbures et un contrôle de collision sont appliqués à ce stade.
3. L'outillage est préparé. La matrice de pliage, la matrice de serrage, la matrice de pression et le mandrin sont adaptés à la taille du tube, et une matrice d'essuyage est ajoutée là où la paroi est mince.
4. Un premier article est plié et mesuré. Les décalages de longueur d'avance, de rotation et d'angle sont coupés jusqu'à ce que la pièce corresponde au dessin.
5. Cycles de production. La machine répète les positions stockées et l'opérateur vérifie un échantillon à intervalles définis au lieu d'ajuster chaque pièce.
6. Les pièces passent à l'opération suivante, qui peut être le formage d'extrémité, le chanfreinage, l'ébavurage ou l'assemblage.

L'outillage qui décide de la qualité des pièces

Deux machines du même constructeur peuvent produire des résultats très différents en raison de l’outillage. Les éléments qui comptent le plus sont :

• Mandrin. Il soutient l'intérieur du tube à travers le coude et contrôle l'ovalité. Un mandrin à bouchon convient aux rayons généreux sur des parois épaisses, tandis qu'un mandrin à bille est généralement nécessaire pour les travaux à parois minces et à rayon serré.
• Plier mourir. Il définit le rayon de la ligne médiane et la forme de la rainure et, en pratique, limite également l'angle de courbure maximum disponible à ce rayon.
• Matrice de serrage. Il maintient le tube contre la matrice de cintrage et empêche le matériau de glisser vers l'arrière pendant le cintrage.
• La pression meurt. Il suit le tube et contrôle le mur extérieur, et c'est souvent la différence entre une surface propre et une surface couverte de marques.
• Matrice d'essuie-glace. Il soutient l'intérieur du virage là où commencent les rides, ce qui est le plus important sur les combinaisons à paroi mince et à petit rayon.
• Lubrification. Il réduit la traînée et la chaleur et prolonge la durée de vie de l'outil, mais un mauvais lubrifiant laisse des résidus qui doivent être éliminés avant le soudage ou le placage.

Ce que le pliage CNC améliore et où cela n'a plus de sens

Où le processus rapporte son prix

• Cohérence. Le même programme produit la même géométrie sur la première pièce et la millième pièce.
• Temps d’installation. Le rappel du programme remplace la réinitialisation manuelle des arrêts, de sorte que les lots courts deviennent économiques.
• Moins de dépendance à l’opérateur. Les compétences passent du réglage manuel à la programmation, à la sélection et à l'inspection des outils.
• Pièces pliées plusieurs en un seul cycle. Les axes de la machine gèrent des changements de plan qui nécessiteraient autrement deux fixations.

Là où ça ne rentre pas

• Pièces simples à angle unique en très faible volume, où une machine manuelle ou CN coûte moins cher par pièce.
• Un rayon si serré par rapport au mur qu'aucune configuration de mandrin ne maintiendra la section.
• Formage de tôles épaisses, qui appartient au travail de presse plieuse plutôt qu'au cintrage par étirage rotatif.

Acheter des chèques avant de spécifier une machine

La plupart des échecs de spécification proviennent d’une courte liste de chiffres que les acheteurs oublient de l’enquête.

• Diamètre extérieur maximum et épaisseur de paroi, car la force de formation évolue avec la section de paroi.
• Plus petit rayon central, généralement décrit comme un multiple du diamètre du tube.
• Nombre total de virages et s'ils se situent dans plus d'un plan.
• Temps de cycle requis et si le chargement et le déchargement doivent être automatisés.
• Qualité du matériau, car l'acier inoxydable et l'acier à haute résistance rebondissent différemment de l'acier doux.

Pour une machine à tête unique, une asservissement complet est la configuration à rechercher, avec l'avance, la rotation et l'angle de pliage tous pilotés par le programme plutôt que par des butées mécaniques.

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Lorsqu'une pièce présente des coudes des deux côtés du tube, ou nécessite que deux coudes soient formés à la fois, une machine à double tête raccourcit le cycle et supprime une deuxième étape de manipulation.

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Les tubes de grand diamètre et à paroi épaisse nécessitent plus de couple et un cadre plus rigide, car la force de formage augmente rapidement avec la section et le rayon de la paroi.

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Problèmes courants et ce qu'ils signifient habituellement

• Ovalité au-dessus de la limite de dessin. Le mandrin est trop petit, le mauvais type de mandrin est installé ou le rayon est trop petit pour l'épaisseur de la paroi.
• Rides à l'intérieur du pli. Une matrice d'essuyage est manquante ou mal positionnée, ou encore le mur a trop peu de support.
• Dérive d'angle pendant une course. Le retour élastique varie selon les lots de matériaux, ou la matrice de serrage glisse et tire le matériau.
• Rayures le long du rayon extérieur. Le réglage de la matrice de pression, le jeu de l’outil ou la lubrification doivent être révisés.
• Aplatissement en début de virage. La longueur du collier de serrage est trop courte ou la rainure de la matrice de serrage ne correspond pas au tube.

Où se situe le pliage CNC dans une ligne de production

Le pliage est rarement une opération autonome. Une ligne de tubes typique coupe le matériau à longueur, chanfreine et ébavure les extrémités, plie la pièce, puis forme ou évase les extrémités du tube. Relier ces étapes modifie la rentabilité du travail, car les pièces n'attendent plus entre les machines et les dommages de manutention diminuent. C'est pourquoi de nombreux acheteurs spécifient désormais la cintreuse comme faisant partie d'un ensemble plus large. ligne d'automatisation plutôt que comme un achat isolé.

Le pliage CNC n’est pas un seul type de machine. Il s'agit d'une méthode de contrôle d'une machine à cintrer afin que la géométrie provienne d'un programme plutôt que des mains d'un opérateur. Si vous connaissez le diamètre extérieur, l'épaisseur de paroi, la qualité du matériau, le plus petit rayon central et le nombre de courbures dans différents plans, vous possédez déjà les cinq chiffres qu'un constructeur de machines doit citer correctement.

Si vous souhaitez que ces chiffres soient examinés par rapport à une configuration réelle avant de vous engager dans l'outillage, vous pouvez contacter l'équipe et partagez le dessin de la pièce avec la table de pliage.