découpage (suite)
Les cisailles guillotines sont essentiellement utilisées pour le débitage des tôles, notamment pour le découpage des flans avant emboutissage. Elles comportent d’une part une lame horizontale fixe, d’autre part une lame légèrement inclinée sur l’horizontale et mobile dans un plan vertical. Cette lame est guidée par des glissières verticales, et son mouvement de haut en bas s’effectue sous l’action de deux excentriques. Les grandes faces de ces deux lames, qui peuvent avoir plusieurs mètres de longueur, sont à peu près dans un même plan vertical. Un ensemble de presse-tôle, actionné mécaniquement ou hydrauliquement, bride la tôle sur la table de la cisaille pendant toute la durée du découpage. Ces machines comportent des butées et des guides réglables permettant de faire des découpages de précision sur de grandes séries de pièces.
Les cisailles circulaires, dont l’usage est moins fréquent que les cisailles guillotines, permettent le découpage de tôles suivant des tracés quelconques, jusqu’à 7 mm d’épaisseur environ. Les lames coupantes, en forme de molettes, se recouvrent partiellement et, compte tenu du grand diamètre de celle-ci, la tôle passe entre les molettes sans glisser et sans qu’il soit nécessaire de pousser celle-ci. Plus le diamètre des galets est grand, plus leur recouvrement est important, et plus le rayon de courbure minimal des pièces à découper doit être grand. Le guidage de la pièce à découper se fait manuellement.
Grignotage
C’est une opération de découpage de tôles suivant des contours, intérieurs ou extérieurs, rectilignes ou curvilignes, dans les fabrications en petites séries ou à l’unité. Elle est effectuée sur une machine appelée grignoteuse, essentiellement constituée par un petit outil en forme de crochet, façonné dans un rond en acier traité, dont le diamètre varie de 4 à 14 mm environ, suivant l’épaisseur des tôles à découper. Cet outil, dont la partie inférieure est guidée dans un alésage, est animé d’un mouvement alternatif rapide (quelques va-et-vient par seconde) généralement obtenu par un système bielle-manivelle. En poussant la tôle vers la partie affûtée de l’outil, celui-ci enlève à chaque descente un morceau de métal en forme de croissant. On peut également utiliser un gabarit.
Détourage
Cette opération de découpage au gabarit de contours extérieurs ou intérieurs, rectilignes ou curvilignes, utilise une fraise montée dans une tête d’usinage spéciale avec un guide de même diamètre que la fraise (diamètre de 12 mm généralement). La tête d’usinage est fixée par un bras articulé ou coulissant qui permet de déplacer cette tête dans un plan horizontal pour faire suivre au guide le gabarit fixé au-dessus ou au-dessous de la tôle à découper. On travaille généralement sur des paquets de tôle dont l’épaisseur, en fonction de la puissance de la machine, peut aller jusqu’à 12 mm environ. Ce procédé a l’avantage de ne pas déformer la tôle et de donner des bords découpés quasiment sans bavures, mais il nécessite un gabarit. On appelle également détourage le découpage à la presse du contour extérieur d’une pièce préalablement emboutie.
Découpage à la presse. Poinçonnage
Dans ce procédé, les deux outils sont constitués par un poinçon et une matrice. Le poinçon, dont la section correspond au contour exact de la pièce à découper, rentre à l’intérieur d’une matrice dont l’ouverture a même section au jeu près. Les arêtes coupantes sont en acier trempé et usinées par rectification. En général, les dimensions du poinçon ne doivent pas être inférieures à l’épaisseur du métal à découper, sauf pour des matrices spéciales destinées au découpage de précision de très petites pièces. Le jeu entre le poinçon et la matrice est de l’ordre de 0,1 mm pour des tôles d’épaisseur inférieure à 1 mm. Pour des tôles d’épaisseur supérieure à 1 mm, ce jeu est de l’ordre du dixième de l’épaisseur de la tôle.
• Les matrices simples permettent en une opération le découpage de pièces limitées par un contour extérieur. On obtient ainsi une pièce découpée à chaque descente du coulisseau de la presse.
• Les matrices multiples possèdent plusieurs poinçons, souvent identiques, fixés sur une plaque porte-poinçons, afin d’obtenir simultanément plusieurs pièces à chaque descente du coulisseau de la presse.
• Les matrices progressives sont constituées d’une succession de poinçons différents, et elles découpent la pièce en plusieurs opérations consécutives. Pour découper une pièce, il faut donc plusieurs descentes successives du coulisseau de la presse, mais, comme toutes ces opérations sont réalisées simultanément, sur plusieurs pièces à découper, on obtient une pièce finie après chaque descente de la presse. Cette catégorie d’outils est de plus en plus utilisée, car elle permet le découpage des pièces aux formes les plus diverses, avec contours intérieurs et extérieurs.
• Les matrices combinées réalisent à la fois des opérations de découpage et d’emboutissage. Soit progressifs, soit à double effet, ces outils ne peuvent être montés que sur des presses à double effet, comportant deux coulisseaux qui descendent l’un après l’autre. Si la dernière opération effectuée par ces outils est un poinçonnage du contour de la pièce préalablement formée par emboutissage, le travail est appelé détourage.
• Les matrices à perforer sont généralement des matrices simples, essentiellement conçues pour poinçonner des trous circulaires dans des tôles de très forte épaisseur, jusqu’à 10 mm environ.
Sciage
Cette opération de découpage s’effectue à l’aide d’un outil plat, à tranchants multiples, en acier traité (lame de scie). Le volume de matière correspondant à l’épaisseur de la lame de scie au niveau des dents (avoyage) est réduit à l’état de petits copeaux. Lorsqu’on découpe à l’aide d’une scie des profilés, tubes ou ronds, l’opération est également appelée tronçonnage.
• La scie alternative est essentiellement constituée par une lame de scie, en forme de ruban plan, fixée dans un cadre, guidée en translation et mue alternativement dans son plan (plan de coupe) à l’aide d’un système bielle-manivelle. La pièce à découper est fixée dans un étau laissant libre le plan de coupe.
• La scie à ruban peut être construite suivant deux conceptions différentes.