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Auteur(s)
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Alain COL : Ingénieur-conseil, Consultac - Expert en mise en forme des tôles minces - Ancien responsable mise en forme à Sollac
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Pour mieux adapter le choix d'une tôle à un type donné d'emboutissage, il est important de prendre en compte l'influence des caractéristiques mécaniques sur la mise en forme. Nous aborderons dans une première partie de cet article une description des forces mises en jeu en emboutissage, et analyserons ensuite en détail le rôle des caractéristiques mécaniques telles que le coefficient d'anisotropie, le coefficient d'écrouissage, la limite d'élasticité, la résistance à la traction. Les facteurs métallurgiques comme la cristallographie, la structure métallographique, la taille des grains, la surface, et l'homogénéité du matériau agissent également sur l'aptitude au formage et seront aussi examinés.
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- Version archivée 1 de avr. 2002 par Alain COL
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Aspects métallurgiques
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2. Adaptation de la tôle au type d'emboutissage
Nous nous proposons d'examiner tour à tour l'influence de chacune des caractéristiques mécaniques sur la mise en forme, en sériant le plus précisément possible le type d'emboutissage pour lequel elles sont favorables ou néfastes.
2.1 Influence du coefficient d'anisotropie
Comme on l'a vu au paragraphe 3.4 de l'article [BM 7 510], le coefficient d'anisotropie r rend compte de la tendance du métal, au cours d'un essai de traction, à se déformer plutôt en largeur qu'en épaisseur. Rappelons que ce comportement est vrai dans les deux sens : si r est élevé, le métal s'épaissit également moins en compression : il s'élargit. Par ailleurs, nous avons aussi vu, au paragraphe 1.1 de l'article [BM 7 510] que le mode de déformation appelé rétreint impose précisément une diminution de largeur (circonférentielle) sous traction pour que le métal pénètre dans la matrice.
A priori, un matériau à r élevé apparaît donc comme parfaitement adapté à la réalisation des pièces profondes en rétreint, c'est-à-dire essentiellement des godets cylindriques (boîtes de conserves deux pièces, boîtes de boissons, filtres à huiles d'automobiles et camions, corps d'extincteurs, etc.), puisque sa facilité à se rétreindre va réduire les efforts de traction et les risques de rupture.
Le raisonnement, simple, est le suivant : un coefficient d'anisotropie élevé dénote la facilité avec laquelle un métal peut s'écouler sous l'action d'une traction, ainsi que le fait que son épaisseur variera peu. Or, le métal de la collerette, soumis à une tension radiale, doit se rétrécir circonférentiellement ; il...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DANCKERT (J.), WANHEIM (T.) - The use of a square grid as an alternative to a circular grid in the determination of strains. - J. Mechanical Working Technology, 3, p. 5-15 (1979).
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(2) - CHU (E.), SOWERBY (R.), SOLDAAT (R.), DUNCAN (J.L.) - Strain measurement over large areas of an industrial stamping. - 13th IDDRG Congress, Melbourne, p. 9-22 (1984).
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(3) - LANKFORD (W.T.), LOW (J.R.), GENSAMER (M.) - The plastic flow of aluminium alloy sheet under combined loads. - AIMME, Techn. Public, no 2237 (1947).
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(4) - KEELER (S.P.), BACKOFEN (W.A.) - Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches. - Trans. ASM 56, 25 (1963).
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(5) - KEELER (S.P.) - Determination of forming limits in automotive stampings. - SAE Paper no 650535, mai 1965.
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(6) - GOODWIN (G.M.) - Application of strain analysis to sheet metal forming...
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