Cours génie mécanique procédés de mise en forme

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Le cisaillage

Définition
Le cisaillage est la séparation totale ou partielle d’un élément métallique à l’aide de deux lames dont l’une au moins est mobile.
 Principe
Sous l’action de la contrainte imposée par la partie active des lames, il se produit une déformation élastique, puis glissement avec décohésion du métal (suivant deux directions formant un angle β). La lame poursuivant sa course provoque la rupture de la plaque. l’angle β ainsi que la profondeur de décohésion varient suivant la nuance du métal et son état.
Exemple : β= 4° pour les aciers durs et β= 6° pour les aciers doux.
L’aspect et le profil de la face cisaillée peuvent être améliorés en choisissant un jeu convenable entre les deux lames.(voir figure.1)
Effort de coupe
L’effort de coupe est le produit de la section cisaillée Scis par la résistance au cisaillement Rc : Fc  Scis Rc La résistance au cisaillement est égale à 0,8 Rm.

Différentes méthodes de cisaillage

Les principales machines universelles de cisaillages sont :
 Cisaille à lame parallèle
Cisaille à lame oblique.
 Cisaille à lame circulaire.
Cisaille à lames parallèles
Le cisaillage à lames parallèles permet de cisailler simultanément toute la longueur de la tôle pour cette raison il faut que L1 < L2. La coupe est généralement rectiligne et l’effort nécessaire à la coupe est important. Fc  L1 e Rc Figure 15 – Cisaille à lames parallèles
Cisaille à lames obliques
Dans ce cas la lame supérieure fait un angle α avec la lame inférieur, qui reste constant au cours de la coupe. La lame mobile se déplace entre deux positions extrêmes : le point mort haut (PMH) et le point mort bas (PMB). La longueur découpée pour une course complète de la lame est L pour découper toute la tôle, il faut faire progresse la plaque suivant P. L’effort de cisaillage est égal à :
On a intérêt à avoir α grand pour diminuer Fc.Cisaille à lames parallèles
 e :Epaisseur de la tôle (mm2)
 Rm : Résistance au cisaillement de la tôle (N/mm2)
 L1 = longueur cisaillée
Il existe deux types de cisailles obliques :
 Les cisailles à lames longues : se sont les cisailles guillotines, l’angle de prise α est entre 2° 30’ et 6°. Leur longueur est entre 1m à 5m.(coupes rectilignes)
 Les cisailles à lames courtes : la longueur des lames est généralement comprise entre 180 mm et 300 mm. L’angle de reprise est entre 10°à 20°.(coupes curvilignes par une succesion des petites coups rectilignes )
Cisaille à lames circulaires
Le cisaillage est effectué par deux lames circulaires rotatives et motrices. Les axes des lames peuvent être parallèles au plan de coupe : c’est le cas idéal pour le cisaillage rectiligne, comme ils peuvent être inclinés par rapport au plan de coupe. Ce cas est idéal pour le cisaillage curviligne. Pour limiter les déformations, on a intérêt à diminuer e : hauteur de recouvrement des lames.
L’angle d’attaque des lames est généralement de 2 à 6° pour les lames longues et de 10 à 20° pour les lames courtes, celui des cisailles à levier est de 10 à 15°.
Plus l’angle d’attaque des lames augmente et plus la déformation est importante.
L’angle de coupe des lames est généralement de 85° à 90° pour les cisailles guillotine et peut aller jusqu’à 80° pour les autres.
Si l’angle de coupe des lames augmente, la qualité de la coupe est meilleure.
Principe
Dans le cas du poinçonnage, un poinçon et une matrice remplacent les lames du cisaillage.
Désignation des opérations
Poinçonnage: trous de petit diamètre, le déchet est appelé débouchure.

• Découpage : le produit obtenu est un flanc (récupéré pour emboutissage ou pliage).
• Crevage : découpage partiel.
• Encochage : découpage débouchant sur un contour.
• Grignotage : poinçonnage partiel par déplacement progressif de la pièce ou du poinçon.
• Arasage : découpage en reprise (précision de côtes et d’états de surface).
• Détourage : finition d’un contour déjà ébauché, modifié au cours d’une déformation.
• Soyage : Le soyage consiste à former un collet, soit par perçage de la tôle par un poinçon de forme pointue, soit sur un profil déjà formé.

1. Chapitre I : Procédés de mise en œuvre par déformation plastique 
1.1. Classification de Quelques Procédés par déformation plastique
1.2. Forgeage libre
1.3. Laminage
1.4. Estampage
1.5. Filage
1.6. Cisaillage
1.7. poinçonnage et découpage
1.8. Pliage
1.9. Roulage et cintrage
1.10. Emboutissage
1.11. Formage à haute énergie
1.12. Frittage
2. Chapitre II : Le cisaillage 
2.1. Définition
2.2. Principe
2.3. Effort de coupe
2.4. Différentes méthodes de cisaillage
2.5. Paramètres de coupe
Chapitre III : Poinçonnage – découpage
2.6. Principe
2.7. Désignation des opérations
2.8. Matrice et poinçon
2.9. Jeu entre matrice et poinçon
2.10. Terminologie des pièces d’un outil de découpage
2.11. Opération de découpage
2.12. Mise en bande des pièces
2.13. Effort de découpage ou poinçonnage
2.14. Effort à créer sur le devêtisseur et Effort de l’attraction
3. Chapitre IV : Pliage
3.1. Définition et principe
3.2. Machines de pliage
3.3. Différents techniques de pliage
3.4. Outils spéciaux
3.5. Quelques exemples de travaux réalisés sur presse plieuse
3.6. Analyse de la déformation
3.7. Avantages et Inconvénients
3.8. Développement du flan
3.9. Rayon et Angle du poinçon à utilisé en pliage
3.10. Calcul de l’effort de pliage
4. Chapitre V : EMBOUTISSAGE 
4.1. Principe
4.2. Procédés d’emboutissage
4.3. Machines utilisées en emboutissage
4.4. Différents types d’emboutissages
4.5. Outillages
4.6. Détermination du flan
4.7. Détermination de nombre de passe
4.8. Vitesse d’emboutissage
4.9. Effort d’emboutissage
5. Chapitre VI : Le CINTRAGE 
5.1. Définition
5.2. Principe
5.3. Langueur développée
5.4. Machines à cintrer les tôles
5.5. CINTRAGE D’UN TRONC DE CÔNE
6. Chapitre VII : Découpage Thermique et Jet d’eau 
6.1. L’oxycoupage
6.2. Le coupage plasma :
6.3. Le découpage au jet d’eau
6.4. Le découpage Laser
6.5. Comparaison des différents procédés de découpage