Force de pliage d'une presse plieuse : comment calculer un tonnage sûr et efficace

Le calcul de la force nécessaire pour une presse plieuse est une étape cruciale avant le pliage de tôles. Cette force dépend de la résistance à la traction du matériau, de l'épaisseur de la tôle, de la longueur de pliage, de l'ouverture de la matrice en V et du procédé de formage. Une estimation incorrecte peut entraîner un pliage incomplet, une déformation excessive, une usure prématurée de l'outillage ou une surcharge de la machine.

Ce guide explique comment estimer la force de pliage nécessaire pour un coude à 90°, calculer la capacité pratique d'une machine et vérifier les facteurs susceptibles de modifier le tonnage final requis.

Qu’est-ce qui détermine le tonnage d’une presse plieuse ?

La force de flexion requise est principalement contrôlée par cinq variables :

• Résistance à la traction du matériau : Les matériaux à haute résistance nécessitent une force supérieure à celle de l'acier doux.
• Épaisseur de la feuille : La force de flexion augmente approximativement avec le carré de l'épaisseur du matériau.
• Longueur de flexion : Un coude plus long nécessite une force totale proportionnellement plus importante.
• Ouverture de la matrice V : Une ouverture plus petite augmente la force nécessaire, tandis qu'une ouverture plus large la réduit.
• Méthode de formage : Le pliage à l'air, le pliage par le bas et le frappage nécessitent des forces sensiblement différentes.

La formule et l'exemple ci-dessous servent au calcul préliminaire d'un pli à 90°. Le choix définitif de la machine doit toujours être confirmé par rapport au tableau des tonnages du fabricant de la presse plieuse et à la capacité de charge du poinçon et de la matrice sélectionnés.

Formule de la force de flexion d'une presse plieuse

Lorsque la résistance à la traction est exprimée en kgf/mm², la formule métrique suivante peut être utilisée pour estimer la force de flexion à l'air requise :

P = (1,42 × σb × S² × L) ÷ (1 000 × V)

Où:

• P = Force de flexion requise en tonnes métriques
• σb = Résistance à la traction du matériau en kgf/mm²
• S = Épaisseur de la feuille en millimètres
• L = Longueur de flexion en millimètres
• V = Ouverture de la matrice en V en millimètres

Si la résistance à la traction est donnée en N/mm², ne l'insérez pas directement dans la formule kgf/mm² sans conversion. Voici une conversion pratique :

1 kgf/mm² ≈ 9,81 N/mm²

Par exemple, une résistance à la traction de 45 kgf/mm² est approximativement égale à 441 N/mm². Mélanger les deux systèmes d'unités peut donner un résultat près de dix fois trop élevé ou trop faible.

Exemple pratique : acier au carbone de 3 mm

Considérons une pièce en acier au carbone de type Q235 présentant les conditions de pliage préliminaires suivantes :

• Résistance à la traction du matériau : 45 kgf/mm²
• Épaisseur de la feuille : 3 mm
• Longueur de flexion : 2 000 mm
• Ouverture de la matrice V : 24 mm
• Méthode de formage : Courbure à l'air à 90°

Insérez ces valeurs dans la formule :

P = (1,42 × 45 × 3² × 2 000) ÷ (1 000 × 24)

P = 47,925 tonnes métriques

La force de flexion calculée est donc approximativement 48 tonnes.

Ajout d'une réserve de capacité pratique

Pour le dimensionnement préliminaire de la machine, une marge pratique peut être ajoutée pour tenir compte des variations de matériau, de l'état de l'outillage, des tolérances d'épaisseur de tôle et de la stabilité de la production. Exemple avec une marge 25% :

48 tonnes × 1,25 = 60 tonnes

Une presse plieuse d'une capacité nominale d'au moins 60 tonnes peut donc être envisagée pour cette application, à condition que la longueur de travail de la machine, sa capacité d'outillage, la répartition de la charge et le tableau de pliage du fabricant répondent également aux exigences.

La réserve est une marge de sécurité pour le choix de la machine, et non une autorisation de dépasser la capacité nominale de la presse plieuse ou de l'outillage.

Comment l'ouverture de la matrice en V affecte le tonnage

Pour le pliage à l'air conventionnel de l'acier doux, une ouverture de matrice en V d'environ huit fois l'épaisseur de la tôle est couramment utilisée comme référence initiale :

V ≈ 8 × S

Pour une tôle de 3 mm, cela donne une ouverture préliminaire de 24 mm. Cependant, l'ouverture en V finale doit également satisfaire aux exigences suivantes : rayon intérieur, longueur minimale de la bride, ductilité du matériau, qualité de surface et outillage disponible.

• A ouverture en V plus petite produit un rayon de courbure plus serré, mais nécessite un tonnage plus important.
• A ouverture en V plus large réduit la force requise mais augmente le rayon intérieur naturel.
• Des ouvertures très étroites peuvent augmenter le risque de marquage et de fissuration, ainsi que la charge sur l'outillage.
• L'ouverture sélectionnée doit rester compatible avec les dimensions de bride requises.

Résistance des matériaux et méthode de formage

L'exemple ci-dessus utilise de l'acier au carbone dont la résistance à la traction est supposée être de 45 kgf/mm². L'acier inoxydable, l'acier à haute résistance et les alliages d'aluminium peuvent nécessiter des forces différentes même lorsque l'épaisseur de la tôle et la longueur de pliage sont identiques.

Pour des résultats fiables, utilisez la valeur de résistance à la traction figurant sur le certificat du matériau ou fournie par le fournisseur. Un coefficient multiplicateur fixe ne doit être utilisé qu'à titre indicatif.

Il convient également de confirmer la méthode de formage. Le pliage à l'air nécessite moins de force car la tôle n'est pas en contact total avec les parois de la matrice. Le pliage par le bas et le frappage requièrent une force considérablement plus importante et ne doivent pas être calculés uniquement à partir du résultat du pliage à l'air.

Contrôles de sécurité avant le choix d'une presse plieuse

Le calcul de la force de traction n'est qu'un élément parmi d'autres dans le choix d'une presse plieuse. Avant la production, veuillez vérifier les points suivants :

• La capacité de production nominale de la machine dépasse les besoins de production calculés.
• La longueur de courbure requise s'inscrit dans la longueur de travail utile de la machine.
• Le poinçon, la matrice, les adaptateurs et le système de serrage peuvent supporter la charge.
• La limite de tonnage par mètre de l'outillage n'est pas dépassée.
• L'ouverture en V est adaptée à l'épaisseur de la tôle, au rayon intérieur et à la longueur de la bride.
• La charge est correctement répartie et ne crée pas de charge décentrée dangereuse.
• La course de la machine, l'ouverture du conduit, la profondeur de gorge et la hauteur d'ouverture sont adaptées à la pièce à usiner.
• La compensation du bombage est envisagée pour les grandes longueurs de flexion.
• La pièce et l'outillage ne doivent pas entrer en collision pendant la séquence de pliage.

Pour les plaques épaisses, les pièces longues ou les matériaux à haute résistance, la structure du châssis, la déflexion de la table, le système d'outillage, la manutention des matériaux et les exigences relatives aux fondations doivent être examinés en même temps que le tonnage calculé.

Choisir la presse plieuse ZYMT adaptée

Anhui ZYMT CNC Machine Tool Co., Ltd., filiale de fabrication du groupe PREF, fournit des configurations de presses plieuses pour le pliage conventionnel, la production CNC et la fabrication de pièces robustes.

Le choix de la machine doit se baser sur le matériau lui-même, l'épaisseur maximale, la longueur de pliage, les exigences du dessin, le volume de production, l'outillage et les fonctions CNC requises, et non pas uniquement sur le tonnage.

Pour les productions en série et les pièces à étapes multiples, consultez les produits disponibles. presses plieuses CNC. Les plaques épaisses et les longs éléments structuraux peuvent nécessiter une construction sur mesure. presse plieuse de grande capacité.

Foire aux questions

Une ouverture de matrice en V plus petite nécessite-t-elle un tonnage plus important ?

Oui. Lorsque l'épaisseur de la tôle, le matériau et la longueur de pliage restent inchangés, la réduction de l'ouverture de la matrice en V augmente la force de pliage requise. Il convient également de vérifier la charge de l'outillage et les exigences minimales de la bride.

Une ouverture en V huit fois plus épaisse est-elle toujours correcte ?

Pour de nombreuses applications de cintrage à l'air d'acier doux, une ouverture V ≈ 8 fois l'épaisseur de la tôle constitue un point de départ utile. Le rayon de cintrage requis, la longueur de la bride, la résistance du matériau, l'état de surface et la disponibilité de l'outillage peuvent nécessiter une ouverture différente.

La force calculée peut-elle égaler le tonnage maximal de la machine ?

La production continue à la capacité maximale exacte n'est généralement pas la méthode de sélection privilégiée. Il convient de prévoir une marge pour les variations de processus, mais la réserve finale doit être évaluée en concertation avec le fabricant de la machine et en fonction des limites de charge de l'outillage.

Recommandation finale

Le calcul de la force de pliage d'une presse plieuse constitue un point de départ essentiel, mais ne remplace pas les abaques de charge de la machine et de l'outillage. Avant de choisir une presse plieuse, il est indispensable de vérifier la résistance à la traction du matériau, l'épaisseur de la tôle, la longueur de pliage, l'ouverture en V, le rayon de pliage, la méthode de formage et la capacité de l'outillage.

Pour obtenir une recommandation adaptée à votre application, veuillez envoyer à PREF Group les informations suivantes : nuance de matériau, épaisseur, longueur de pliage maximale, plans des pièces, angles requis et volume de production. page de contact. L'équipe technique de ZYMT peut examiner le tonnage requis, la longueur de travail, l'outillage, la commande CNC et la configuration optionnelle.