Calculateur de force de pliage

Le tonnage de presse plieuse : ce que le chiffre dit et ce qu'il ne dit pas

La force nécessaire pour plier une tôle est dominée par un seul terme, et ce n'est pas celui auquel on pense. La force croît avec le carré de l'épaisseur de la matière : une tôle de 4 mm ne demande pas le double du tonnage d'une tôle de 2 mm, elle en demande environ quatre fois plus. C'est pourquoi un travail qui passait confortablement hier peut surcharger la machine aujourd'hui, après ce qui ressemblait à un petit changement de spécification. La longueur compte aussi, mais seulement de façon linéaire — doublez la longueur de pliage et vous doublez la force. Alors quand un pliage ne passe pas, regardez d'abord l'épaisseur et ensuite la longueur.

L'ouverture en V est le réglage auquel personne ne pense

L'ouverture de la matrice se trouve au dénominateur, ce qui signifie qu'un V plus large réduit la force nécessaire en proportion directe. Le point de départ standard est une ouverture en V d'environ huit fois l'épaisseur de la matière, et c'est un véritable compromis plutôt qu'une loi : un V plus large abaisse le tonnage et ménage l'outillage, mais produit un rayon intérieur plus grand et exige une aile plus longue pour reposer. Un V plus étroit donne un rayon plus serré au prix de beaucoup plus de force et de marques plus visibles sur la surface. Si un pliage se situe à la limite de la capacité de votre machine, ouvrir le V est en général la correction la moins chère à votre disposition, et elle ne coûte rien d'autre qu'un changement d'outil.

Pliage en l'air, pliage en frappe et frappe à froid sont trois métiers différents

Le calcul proposé ici concerne le pliage en l'air, où la tôle ne touche que le nez du poinçon et les deux épaules de la matrice et n'atteint jamais le fond du V. C'est ainsi qu'est réalisée la très grande majorité du pliage de production, et c'est la raison pour laquelle un seul jeu d'outillage couvre de nombreux angles. Le pliage en frappe presse la matière dans la matrice et demande typiquement trois à cinq fois plus de force. La frappe à froid comprime la matière jusqu'à ce qu'elle flue plastiquement sur toute son épaisseur et peut exiger huit à dix fois plus, voire davantage. Si quelqu'un annonce un tonnage bien supérieur à celui de ce calculateur, vérifiez laquelle des trois méthodes il avait en tête avant de conclure que l'un des deux chiffres est faux.

Le retour élastique, ou pourquoi l'angle plié n'est pas l'angle obtenu

Le métal est élastique avant d'être plastique, si bien que chaque pliage se détend légèrement quand le poinçon remonte. Pliez à 90 degrés et vous mesurerez 91 ou 92, et plus la matière est dure et épaisse, plus elle revient — les nuances à haute résistance ont un retour spectaculaire comparé à l'acier doux, et l'aluminium se situe entre les deux tout en variant selon l'alliage. C'est normal, et cela se compense par un surpliage : visez un ou deux degrés au-delà de votre cible et laissez la tôle se stabiliser là où vous la voulez. La valeur exacte dépend de votre lot de matière, de votre outillage et de votre machine, et c'est pourquoi le premier pliage de tout travail devrait être une éprouvette plutôt qu'une pièce.

Le sens de laminage et la fissure qui apparaît à l'extérieur

Une tôle laminée a un sens de fibre, et il n'a rien de décoratif. Plier en travers du sens de laminage est la direction sûre ; plier dans le sens des fibres les met en traction sur toute leur longueur et peut fissurer la face extérieure, surtout dans l'aluminium et dans les aciers à plus haute résistance. Si vous avez le choix lors de l'imbrication des pièces, orientez les plis en travers du sens de laminage. Quand ce n'est pas possible, les remèdes sont un rayon intérieur plus grand ou un autre état de livraison de la matière. Surveillez aussi l'état des bords : un bord découpé au laser ou au plasma est durci et légèrement entaillé, et une ligne de pliage qui traverse un bord rugueux ou éraflé trouvera cette entaille et y amorcera une fissure. Ébavurer avant de plier n'est pas une question d'esthétique.

Du développé à la pièce finie

Un pliage consomme de la matière, et c'est pourquoi un flan développé est toujours plus court que la somme des côtés finis. La matière située à l'extérieur du pli s'étire, celle de l'intérieur se comprime, et quelque part entre les deux se trouve une fibre neutre qui ne fait ni l'un ni l'autre. C'est ce que décrivent l'allongement au pliage et la déduction de pliage, et se tromper là-dessus est la raison la plus fréquente pour laquelle une pièce sort de la presse avec les bons angles et les mauvaises dimensions. Les logiciels de CAD modernes le calculent pour vous à partir d'un facteur K, mais ce facteur K est une hypothèse sur votre outillage, pas une constante universelle. L'habitude fiable, sur une nouvelle matière ou une nouvelle matrice, consiste à plier une éprouvette, à mesurer le résultat réel et à corriger le développé à partir de la réalité plutôt que de la théorie.

Comment se calcule la force de pliage

Pour le pliage en l'air, la règle empirique standard est F (kN/m) = (K × Rm × S²) / V — avec K une constante de géométrie de matrice (1.42 ici, les sources donnent une plage de 1.3–1.6), Rm la résistance à la traction de la matière, S l'épaisseur de tôle et V l'ouverture de la matrice. Multipliez par la longueur de pliage pour obtenir la force totale ; divisez les kN par 9.81 pour obtenir les tonnes métriques affichées sur tous les manomètres de presse plieuse. Notez le S² : doubler l'épaisseur quadruple la force — c'est pourquoi les tôles épaisses exigent des machines aussi puissantes.