Quelle force exige un pli? Tonnage de presse plieuse à la main

Ce qu’il vous faut

L’épaisseur t et l’ouverture de matrice V en millimètres, la résistance à la traction Rm de la tôle en N/mm², et la longueur du pli. Ceci vaut pour un pliage à l’air à 90°, où le poinçon pousse la tôle dans une matrice en V sans la mettre en fond de matrice. Le pliage en fond de matrice et le frappage exigent bien plus de force et ne sont pas traités ici : WILA indique que le pliage en fond de matrice exige de trois à cinq fois plus.

1. Calculer la force par mètre

F = Rm × t² ÷ V × (1 + 4 × t ÷ V). Le résultat est en N par mm de pli, ce qui est le même nombre que les kN par mètre. Bystronic l’imprime comme donnée de référence pour le pliage à l’air, mais dans l’exemplaire que nous avons pu lire, les deux fractions n’ont rien sous la barre. V est notre lecture : elle ramène la formule à moins de 5 % de 68 des 77 valeurs que donne l’abaque de Bystronic pour Rm 420 N/mm².

Pour de l’acier doux de 3 mm à Rm 420 sur une matrice de 24 mm : 420 × 3 × 3 ÷ 24 = 157.5. Puis 1 + (4 × 3 ÷ 24) = 1.5. Et 157.5 × 1.5 = 236.25 kN par mètre.

2. Multiplier par la longueur du pli

Force par mètre × longueur en mètres. Un pli de 2.5 m de long dans cette tôle exige 590.6 kN, soit 60.2 tonnes métriques (1 t = 9.80665 kN; Bystronic arrondit à 10 kN) ou 66.4 tonnes américaines.

3. Voir ce que fait la matrice

L’ouverture de la matrice est le levier que vous contrôlez. La même tôle de 3 mm exige 236.3 kN par mètre sur une matrice de 24 mm, 162.4 sur 32 mm et 122.9 sur 40 mm. Mais une matrice plus large laisse aussi un plus grand rayon intérieur (environ 16 % de V dans l’acier doux, Bystronic) et exige une aile plus longue (environ 0.7 × V, voir le guide de la longueur minimale d’aile).

La force ne monte pas régulièrement le long de ce tableau, parce que la matrice grandit par paliers avec l’épaisseur : 8 mm sur 80 et 10 mm sur 120 exigent à peu près la même force que 6 mm sur 48.

4. Ajuster selon le matériau

Bystronic prend l’inox à Rm 650–700 N/mm² à 1.6 × la valeur de l’acier doux (3 mm sur 24 mm : 378 kN par mètre), et l’aluminium à Rm 300 N/mm² à 0.65 ×. WILA prend l’inox à 1.5 ×, l’aluminium tendre à 0.5 × et l’aluminium traité thermiquement à 1.0 ×, de sorte que pour un alliage traité thermiquement, utilisez au moins la valeur de l’acier doux. Si vous avez la résistance à la traction d’un certificat d’usine, mettez-la dans la formule comme Rm. Les plaques à haute résistance et résistantes à l’usure ont leurs propres limites de rayon, de matrice et de force : utilisez les données de pliage du fabricant de la plaque.

5. Comparer avec ce que les outils peuvent supporter

Deux limites s’appliquent, et la seconde est celle qu’on oublie. La machine a un total. Les outils ont une limite par longueur : Bystronic marque ses outils d’une force de pliage maximale en kN par mètre. Prenez 10 mm sur une matrice de 80 mm, un pli de seulement 100 mm de long : 78.8 kN au total, environ 8 tonnes métriques. Mais cela fait 788 kN par mètre sur cette courte longueur d’outil, et c’est cette valeur qu’il faut comparer au marquage de l’outil. (Le marquage donné en exemple à la p. 3 de Bystronic indique 600 kN par mètre, sur un poinçon particulier : lisez vos propres outils, car les capacités diffèrent.) Un pli court dans une plaque épaisse peut rester bien en dessous du total de la machine et dépasser quand même la limite de l’outil. L’abaque et le manuel de votre machine, et les limites du fabricant d’outils, tranchent.

Dans quelle mesure se fier à la réponse

Elle a été comparée aux abaques de deux fabricants, non à des plis mesurés. Face à l’abaque de Bystronic, la formule donne un peu bas : sous l’abaque dans 64 des 77 valeurs, jusqu’à 13 %. Face à l’abaque de WILA, elle donne haut, de 7 % en médiane : pour 3 mm sur 24 mm, Bystronic imprime 240 kN par mètre et WILA 22 t par mètre, soit environ 216 kN en prenant ses tonnes comme métriques. La calamine peut ajouter un facteur de 1.05 à 1.1 (Bystronic), et la plaque réelle peut être plus résistante ou plus épaisse que prévu. Dans le pire cas, la force réelle peut dépasser la valeur de 20 % ou plus : restez donc bien en deçà de vos limites.

Erreurs courantes

• Extrapoler une valeur de pliage à l’air pour le pliage en fond de matrice. L’écart est trop grand pour s’y fier : utilisez les valeurs de vos propres outils.
• Vérifier le total de la machine et non la force par mètre sur l’outil.
• Utiliser une matrice bien plus étroite que 6 × l’épaisseur. Les abaques s’arrêtent là ou près de là, et la formule seule ajoute environ 30 % de 6 × à 5 ×.
• Utiliser 0.65 × pour un alliage d’aluminium traité thermiquement, que WILA prend à la valeur complète de l’acier doux.
• Prendre la réponse pour exacte. La formule se situe en médiane 7 % au-dessus de l’abaque d’un fabricant et surtout en dessous de l’autre.

Le lien avec l’outil

Le calculateur de tonnage de presse plieuse fait ce calcul en mm ou en pouces, avec les mises en garde ci-dessus. Les nombres de cette page ont été produits par son code lors de la construction de la page.

Sources

1. Bystronic, Tools RF-A catalogue, “Calculation basics for air bending”, pp. 4–6: capacity chart at Rm 420 N/mm² over 1 m, the formula as reference data, die openings, aluminium × 0.65, stainless × 1.6, mill scale 1.05–1.1; p. 3: tools marked with a maximum bending force in kN/m
2. WILA catalogue GB, p. 110, air bending tonnage chart: tons per metre for mild steel at 90°; soft aluminium × 50 %, heat-treated aluminium × 100 %, stainless × 150 %; bottoming three to five times air bending. P. 111: Rm 42 kN/cm² on the flattening chart
3. Mate Precision Tooling, TWS catalog LIT01120 Rev D (2017), p. 4 “Bending Basics”: V-die by thickness (6, 8, 10, 12 × t)