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Auteur(s)
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François RONDÉ‐OUSTAU : Ingénieur civil des Mines de Nancy - Docteur-Ingénieur - PSA Peugeot-Citroën, unité de Recherches Matériaux Technologie
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Lire l’articleINTRODUCTION
Parmi tous les procédés de mise en forme des tôles minces (épaisseur inférieure à 3 mm), l’emboutissage est de loin le plus utilisé. C’est un procédé qui permet de réaliser des pièces de surface non développable à partir de tôles minces. Il trouve son application dans bon nombre de secteurs d’activité tels que le mobilier métallique, l’électroménager, l’emballage métallique (ferblanterie) et surtout la carrosserie des véhicules automobiles qui représente environ 300 pièces embouties pour une masse totale d’acier mis en œuvre de 500 kg environ. C’est à cette dernière application que nous nous intéresserons plus particulièrement. Compte tenu des chutes inhérentes au procédé, la carrosserie automobile représente à travers le monde environ 20 millions de tonnes d’acier par an, soit près de 20 % de la production mondiale de tôles minces d’acier extra‐doux. Particulièrement développé sur les aciers, ce procédé est aussi applicable avec plus ou moins de facilité à d’autres matériaux, en particulier l’aluminium.
Pour une approche plus facile de cet article, le lecteur devra se reporter aux articles voisins de cette rubrique :
L’auteur remercie vivement ses collègues Bruno CHAMONT et François MAIRE, de la Direction des Méthodes PSA, pour les conseils avisés et les suggestions amicales qu’ils ont bien voulu lui apporter lors de la rédaction de cet article.
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Suivi de produit/qualité
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4. Paramètres de réglage
Une fois l’outillage mis au point, le réglage de l’opération d’emboutissage repose sur le choix d’un petit nombre de paramètres.
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Cadence
Affectant directement le régime thermique de l’outil, la réduction de cadence permet d’améliorer la qualité des pièces difficiles ; elle se situe habituellement entre 10 et 20 coups/min.
Soulignons que, dans le cas des presses mécaniques, la réduction de cadence ne change pas le cycle d’emboutissage, ce dernier étant déterminé par les éléments cinématiques de la presse (longueur de bielle en particulier). Il ne peut donc pas en résulter de changement dans les vitesses de déformation ou dans les temps de maintien des efforts de formage.
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Lubrification
En emboutissage comme dans tous les procédés de formage, la lubrification a une incidence directe sur les écoulements de métal ; en particulier, en facilitant le glissement du métal sur les outils, elle augmente le déplacement du métal et donc l’usure des outils.
Une lubrification différentielle selon les zones de la pièce serait la bienvenue pour le pilotage des écoulements, mais sa mise en place n’est pas évidente à réaliser.
Dans le domaine de la lubrification, les règles sont en fait très variables d’un atelier à l’autre pour les raisons suivantes :
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la présence d’huile de protection anticorrosion sur les tôles d’acier doux pose un problème de compatibilité avec les huiles d’emboutissage. On adopte parfois la solution alternative du dégraissage des flans avant rehuilage pour emboutissage ;
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la stabilité du processus d’emboutissage impose une bonne répétabilité des conditions de lubrification, en particulier du grammage d’huile déposée ;
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les pièces devant être peintes ultérieurement, la dégraissabilité après emboutissage limite le choix du lubrifiant.
Compte tenu du coût du lubrifiant et des nuisances engendrées par la manutention de pièces grasses (salissure des sols), de plus en plus d’ateliers s’abstiennent de rehuiler et se contentent d’utiliser l’huile de protection comme lubrifiant d’emboutissage.
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Pression de serre‐flan
C’est en fait le principal paramètre sur lequel l’opérateur agit pour assurer la qualité des pièces....
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RAULT (D.) - Description de l’emboutissage et problèmes posés. - Chap. XVIII, Mise en Forme des Métaux et Alliages (1976), Éd. CNRS (École d’été de Villars‐sur-Ollon) (1975).
-
(2) - RONDÉ‐OUSTAU (F.) - Le plissement en emboutissage : approche phénoménologique et expérimentale. - 5e partie, Chap. 1, Physique et Mécanique de la Mise en Forme des Métaux (1990), Presses du CNRS (École d’été d’Oléron) (1987).
-
(3) - MAEDER (G.), JAMEUX (J.P.), EL MOUATASSIM (M.) - L’emboutissage, les attentes des constructeurs, modélisation. - 2e Symposium Automobile de Paris, (doc. Sollac) 27-28 juin 1991.
-
(4) - PEARCE (R.) - Sheet metal forming. - Éd. Adam Hilger (New York) (1991).
-
(5) - SANZ (G.) - Gagner du temps sur le temps. Enjeux de la recherche/développement pour la production sidérurgique et la mise en œuvre de l’acier. - 1er Symposium Automobile de Paris, (doc. Sollac) 27-28 juin 1990.
-
...
ABICHOU (H.) - Simulation de l’emboutissage à froid par une méthode asymptotique numérique. - Thèse de doctorat Sciences et Techniques, Metz (2001).
DE MAGALHAES CORRELA (J.P.) - Modélisation et étude numérique du plissement des tôles dans les processus d’emboutissage profond. - Thèse de doctorat Sciences de l’Ingénieur. Option mécanique des matériaux, Metz (2001).
PESSANHA MOREIRA (L.) - Étude numérique de l’influence du modèle de plasticité sur le comportement des tôles lors de l’emboutissage. - Thèse de doctorat Sciences de l’Ingénieur. Option mécanique des matériaux, Metz (2002).
GATI (W.) - Approche pseudo inverse pour simulations rapides du procédé d’emboutissage et de retour élastique des pièces en tôle minces. - Thèse de doctorat Calcul et optimisation des structures mécaniques, Compiègne (2000).
HAUT DE PAGE
Syndicat National du Découpage et de l’Emboutissage SNDE.
Centre Technique des Industries Mécaniques CETIM http://www.cetim.fr.
HAUT DE PAGE3 Logiciels et leurs distributeurs
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