Pliage en U : aile qui bascule, rayon hors cote et angle ouvert
L'atelier de tôlerie doit plier 60 profilés en U en tôle S235JR de 3 mm, longueur 1200 mm, pour des supports de chemins de câbles. Chaque pièce comporte deux retours de 12 mm (cote extérieure) et une âme de 300 mm (cote extérieure), avec un rayon intérieur demandé de 4 mm et des angles de 90°. La presse plieuse affiche 100 t et 2000 mm entre montants ; le parc de matrices comprend des Vé de 8, 12, 16, 24 et 32 mm et des poinçons de rayon 0,5, 1, 2 et 4 mm. Le régleur habituel est absent. Un intérimaire a réalisé cinq pièces avec le Vé de 24 mm et le poinçon R1 : les ailes de 12 mm basculent dans la matrice en fin de course, le rayon mesuré est de 5 mm et l'angle obtenu est de 92°. Le contrôle dimensionnel signale en plus une longueur développée trop grande. La livraison est prévue vendredi et il reste 55 pièces à produire.
1. Expliquez les trois défauts constatés et proposez un jeu d'outils cohérent avec la pièce.
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Aile qui bascule. Règle pratique de portée minimale : b_min ≈ V/2 + t, soit 12 + 3 = 15 mm avec un Vé de 24. L'aile de 12 mm n'est pas posée sur les épaulements de la matrice : elle n'est pas guidée et chute en fin de course. Défaut d'outillage, pas de réglage.
Rayon de 5 mm au lieu de 4. En pliage en l'air, le rayon intérieur suit approximativement V/6 à V/5, soit 4 à 5 mm avec V = 24 : le résultat mesuré est cohérent. Le rayon demandé ne peut être tenu qu'avec un poinçon R4 supérieur au rayon naturel.
Angle à 92°. C'est le retour élastique du S235 en 3 mm, de l'ordre de 2° : il se compense en programmant 88°.
Jeu retenu. Vé de 16 (V/t ≈ 5,3), poinçon R4, correction angulaire de −2° : b_min ≈ 11 mm ≤ 12 mm, et le rayon est piloté par le poinçon. Variante à proposer au bureau d'études : passer l'aile à 16 mm, ce qui permet de garder le Vé de 24, un outillage standard et un effort plus faible.
2. Calculez la longueur développée exacte (K = 0,44) et l'effort de pliage pour le Vé retenu ; concluez sur la capacité de la presse.
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Rayon neutre et longueur d'arc. BA = π/2 × (R + K·t) = 1,5708 × (4 + 0,44 × 3) = 1,5708 × 5,32 = 8,36 mm par pli.
Développé. On déduit les retraits de pliage : L = (300 − 2 × (R + t)) + 2 × (12 − (R + t)) + 2 × BA L = (300 − 14) + 2 × (12 − 7) + 2 × 8,36 = 286 + 10 + 16,72 = 312,7 mm. Un développé « trop grand » vient en général d'un calcul mené sans déduire les retraits (300 + 2 × 12 = 324 mm, soit 11 mm d'écart) ou avec un K erroné.
Effort. F = 1,42 × Rm × t² / V, avec Rm = 410 MPa : pour V = 16, F = 1,42 × 410 × 9 / 16 = 327 N/mm, soit 327 kN/m. Sur 1,2 m : 393 kN ≈ 40 t. Avec V = 24 : 218 kN/m, soit 262 kN ≈ 27 t.
Conclusion. 40 t sur une presse de 100 t : la capacité est suffisante, mais V/t = 5,3 est sous la recommandation V ≈ 8t, d'où un effort majoré et un risque de marquage. Il faut vérifier la charge admissible du poinçon et de la matrice, et protéger la tôle si l'aspect est visible.
3. Décrivez la procédure de mise en train que vous imposez avant de lancer les 55 pièces.
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Avant la première pièce. Vérifier la longueur du flan (312,7 mm) et la matière (certificat, sens de laminage), monter le Vé de 16 et le poinçon R4, contrôler l'alignement et le serrage des outils, saisir la correction d'angle à 88° et le rayon, régler les butées arrière sur la cote extérieure.
Pièce d'essai. Plier une pièce, puis contrôler : angle au rapporteur ou gabarit (90° ± 0,5°), rayon au calibre, aile 12 mm, longueur développée, absence de marque. Ajuster la compensation angulaire si l'angle dérive (le retour élastique varie avec le lot de tôle).
Lancement. Conserver la pièce d'essai et la fiche de réglage près de la machine, puis contrôler une pièce tous les 10 usinages (dérive du retour élastique, usure d'outil, changement de lot).
Traçabilité. Noter sur la fiche de fabrication le numéro de lot de tôle, le réglage utilisé et le nom de l'opérateur : c'est la seule façon de démontrer la maîtrise si un défaut est découvert chez le client. Ne pas laisser le poste à l'intérimaire sans cette fiche validée.