DT3-1

DT3 Paramtres demboutissage

1. Hypothse de mise en forme par rtreint pur Le retreint pur correspond une dformation sans variation dpaisseur de la tle. Cette hypothse est en accord avec le souci de fabriquer une pice sans amincissements locaux.Elle est dautant mieux vrifie que la tle est fortement anisotrope.

2. Contrainte radiale de traction En raisonnant sur un lment d et en sparant les diffrentes zones dun embouti cylindrique (collerette ou zone 1, pliage A ou zone 2, cylindre ou zone 3, pliage B et fond ou zone 4), lanalyse des efforts mis en jeu, donne page suivante, permet de mettre en vidence cette contrainte. La contrainte radiale r dans la section de rayon pliAmatrice rr + (zone 1) peut sexprimer en fonction du seuil de plasticit 0 et de leffort de serre-flan:

pi

'

0/0

..22)(

32

eer

fr

RLnra

MSFa

+

= avec

2poinonmatrice

a

rrr

+= ,

R : le rayon extrieur courant : angle de contact du flan sur larrondi de la matrice (pris gal 2/pi en avant-projet). : coefficient de frottement au contact serre flan / flan / matrice. En avant-projet, il peut tre pris gal 0,15 avec un lubrifiant adapt lemboutissage.

' : coefficient de frottement au contact flan /arrondi dentre de matrice. En avant-projet, il peut tre pris gal 0,125 avec un lubrifiant adapt lemboutissage.

MSFf / : effort de serrage du flan entre serre flan et matrice. Remarque : Ce modle simplifi ne tient pas compte de lcrouissage du matriau ni de leffort de pliage/dpliage sur larrondi dentre de matrice.

3. Rapport et effort limite demboutissage lors de la premire passe

Il existe un rapport limite demboutissage flan

poinonR

r en de duquel r dpasse lr dans la

zone 3, ce qui a pour consquence de diminuer lpaisseur de lembouti final et de risquer la rupture de lembouti dans le bas de cette zone. Remarque : Pour un matriau crouissable, la formulation de r est beaucoup plus complexe. Dautre part, en arrivant dans la zone 3, le mtal est croui par la dformation plastique quil a subi aux zones 1 et 2, sa limite 0 sest donc amliore (jusqu sapprocher parfois de la limite rupture du matriau) Leffort limite pour la premire passe (pour le rapport limite demboutissage) peut tre valu par la formule empirique suivante :

F = k . 2pi . rpoinon . e0 . lr

Avec : Units k = 2,3 2,4 (rpoinon / Rflan)

e0 = paisseur du flan de dpart mm lr = contrainte limite rupture du matriau du flan MPa F = Effort limite de premire passe N

DT3-2

4. Notions sur les efforts de formage

df3

rmatrice+rpliA

Rflan

Zone 2df2

df4

rmatrice

Rflan

Zone 3

df3

rpoinon

Rflan

Zone 4

df4

La zone 1 (collerette):En isolant un secteur angulaire

d d'embouti, Les forces en quilibre en projection dans le plan de la collerette agissant sur cet lment sont les suivantes: - Les forces de retreint rsultantes des contraintes de compression circonfrentielles. - La force de traction de la zone 2 - La projection suivant l'axe r de la force verticale de serrage du flan par le serre-flan sur la matrice (suppose ensuite ngligeable devant les autres).soit e0 l'paisseur du flan et R le rayon extrieur de l'embouti l'instant considr:df2= r (rmatrice+rpliA).d . e0 df2= 2 . dfr1 . d/2 2 dfSF/M

dfr1

dfr1

dfSF/Mdf2

rmatrice+rpliAR Rflan

Zone 1

r

La zone 2 (pli n1):La contrainte radiale en sortie du pli A est augmente essentiellement du frottement sur le pli :

avec:

la force de traction df3 est donc gale :

La zone 3 (cylindre):

dans une premire approche, on fera l'hypothse de l'galit des forces en entre et en sortie.Cette zone est en traction uni-axiale :elle doit rester dans le domaine lastique si l'on ne veut pas qu'il s'y produise une diminution d'paisseur.

La zone 4 (pliage B et fond):cet lment est soumis d'une part la force df4 et d'autre part la force du poinon applique sur le fond. La force df4 est prise gale la force df3.La pression de contact du poinon sur la tle est donc sensiblement de la forme :

d

r

pi

'

0

/

302

eer

fr

RLnra

MSF

a

+

=

2poinonmatrice

a

rrr

+=

03 edrdf ar =

20

poinon

ar

r

er

DT3-3

5. Rappels sur la dsignation des tles

La qualit de la tle : ( e est la limite lastique initiale de la tle avant emboutissage) Contraintes (en MPa) NFA 36401 EN10130 lr e A% HRB NF A 36-232

Qualit courante: TC DC01 410 285 24 65

Qualit emboutissage : E DC03 370 250 31 57

Qualit emboutissage spcial : ES DC04 340 220 37 50

Qualit haute limite lastique : E 360 D 430 360 20 73 530 460 76

Qualits spciales : Phase Duplex Inoxydables

Protgs contre la corrosion En acier rfractaire Magntique, lectrique Pour maillage, peinture, galvanisation

La loi de Hollomon dcrit le comportement dans le domaine plastique dune tle mtallique de la faon suivante :

nK =

Avec K : coefficient damplitude en N/mm n : Coefficient dcrouissage moyen et : contrainte quivalente vraie et dformation rationnelle quivalente

Quelques valeurs :

Pour la tle de qualit ES K = 515 N/mm et n = 0, 206 Pour la tle E360D K = 662 N/mm et n = 0, 182

Quelques valeurs de contraintes rupture au cisaillement c en Mpa:

matire Etat croui Etat recuit Tle TC 310 Tle E 290 Tle ES 270 Tle E 360 D 310 Tle inox 18-8 500-550 500-550 Tle acier extra-doux 310 Tle acier doux 480 360 Tle acier mi-doux 500 400

DT3-4

6. Modle empirique de dtermination du jeu poinon/matrice

Laugmentation du jeu entre poinon et matrice une influence favorable sur leffort du poinon, mais dautre part entrane des inconvnients qui sont les suivants :

o laugmentation sensible du jeu amne la dtrioration du profil de la paroi o De plus, si le jeu est trop grand, il peut se produire une dviation du poinon

do lapparition de languettes sur le bord de lembouti. o Des plis peuvent se former sur la paroi de lembouti.

La relation empirique suivante permet de calculer ce jeu :

J = e0 ( Rflan / rpoinon )

7. Rapports limites demboutissage

Voici des coefficients de rduction indicatifs pour les matriaux suivants :

D= diamtre du flan initial di = diamtre du poinon la passe i

Coefficient de rduction m Matire 1 passe (d1/D) 2 passe (d2/d1) 3passe (d2/d3) Tle ES 0,55 0,70 0,80 Tle HLE 0,60 0,80 0,80 Tle inox 0,60 0,80 0,80

8. Effort de serre flan

Dans une premire approche, on utilise les valeurs de pression spcifique suivantes :

Psf : 2,5 ou 3 MPa pour lacier demboutissage (tle ES ou HLE) avec une paisseur de tle de 0,7mm. (pour les autres paisseurs, appliquer la rgle de 3).

Leffort de serre flan sexprime ainsi : Fsf = Psf . S

Avec S = surface du flan en contact avec le serre flan.

DT3-5

9. Rayon dentre matrice

Cet abaque du CETIM donne une indication sur les rayons de matrice choisir :

du poinon

DOCUMENT DT4 :

PRECONISATIONS SUR LES DISTANCES A RESPECTER LORS DUNE MISE EN BANDE

Extrait de table :

L (mm) L10 L50 L100 L150 L250 L350 L500 L1000

Epaisseur de la tle

(mm) A (mm) 0,8 1,2 1,7 2,4 2,9 3,4 3,9 4,4 1 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 6

1,5 1,6 2 2,5 3 3,5 4 4,5 6,5 2 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 7

2,5 2 3 3,5 4 4,5 5 5,5 7,5 3 2,3 3,5 4 4,5 5 5,5 6,2 7,7

3,5 2,5 3,7 4,2 4,7 5,2 5,7 6,5 8 4 2,5 4 4,5 5 5,5 6 7 8

A

A

A

Pas

L :

Larg

eur

de ba

nde

DOCUMENT DT5 : GAMME DE FORMAGE DE LA CIBLE

OP 10 : Emboutissage cylindrique (rayons intrieurs de 2,5 mini)

OP 20 : Dtourage et poinonnage bauche de l'alsage central

OP 30 : Tombage de bord

OP 40 : Encochage

OP 50 : Poinonnage de finition du trou central

OP 60 : Calibrage des diamtres et rduction des rayons intrieurs

OP 70 : Glaage de l'alsage 102,8 pour la porte de joint

DOCUMENT DT6 : VARIATION DU COEFFICIENT DANISOTROPIE r ET DU COEFFICIENT DECROUISSAGE n EN FONCTION

DE LANGLE ENTRE LA DIRECTION DE TRACTION ET DE LAMINAGE

Variation du coefficient danisotropie r

Variation du coefficient dcrouissage n

Coef

ficie

nt

dan

isotr

opi

e r

Angle (degr)

11,21,41,61,8

2

0 15 30 45 60 75 90

0,16

0,18

0,2

0,22

0 15 30 45 60 75 90

Angle (degr)

Coef

ficie

nt

dc

rou

issag

e n

DOCUMENT DT7 :

MISE EN PLACE DU CALCUL DE LALLONGEMENT

d

d

Rflan

R

dR

dh

h

rpoinon