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RÉSUMÉ
tape majeure et finale dans le processus de fabrication des véhicules, le sertissage consiste à assembler à froid des tôles métalliques pour la mise en oeuvre de portières, de volets ou de capots. Cet article propose une première approche du procédé de sertissage à plat pour la carrosserie automobile : fabrication des ouvrants, types de sertissage, autres technologies, etc. Les problèmes d’aspects et de géométrie inhérents à ce procédé sont ensuite détaillés. Afin d’aider à la prévention, quelques définitions de ces problèmes ainsi qu’une expérimentation sur des pièces de géométrie simple sont avancés.
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Christian LANGE : Ingénieur civil de l’École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne - Docteur en sciences et génie des matériaux de l’École nationale supérieure des mines de Paris - Ingénieur d’études en mécanismes et armatures d’ouvrants, PSA Peugeot Citroën, site de Sochaux
INTRODUCTION
Fe sertissage est une technique d’assemblage à froid de tôles métalliques utilisée dans l’industrie automobile pour la mise en forme des ouvrants comme les portières, les volets ou les capots. Il constitue une étape majeure dans le processus de fabrication des véhicules puisqu’il termine généralement l’assemblage des pièces extérieures d’ouvrants, exposées directement au regard du client. Cet article permet d’appréhender le sertissage à plat de pièces de géométrie simple afin de comprendre la physique du procédé. Le premier paragraphe illustre le procédé de sertissage à plat tel qu’il est utilisé dans l’industrie automobile. D’autres techniques de sertissage y sont également présentées. Le paragraphe suivant est consacré aux différents problèmes d’aspect et de géométrie engendrés par ce procédé. Il s’avère alors important de pouvoir prédire ces derniers, notamment par l’outil de simulation numérique, qui fait l’objet d’un deuxième article « Sertissage à plat pour la carrosserie automobile : simulation numérique » [BM 7 866].
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1. Procédé
1.1 Dans le processus de fabrication des ouvrants
Le sertissage à plat (hemming) est une méthode permettant d’assembler deux composants métalliques mis en forme au préalable par emboutissage en repliant le bord de la tôle extérieure (ou peau) sur le panneau intérieur (ou doublure). La figure 1 est une vue générale de la caisse en blanc du véhicule Peugeot 307 et montre les différents ouvrants en vue assemblée et en vue éclatée : le capot (A), le volet (B) et les portes (C).
On distingue trois types de pièces métalliques constituant les ouvrants :
-
les pièces de peau constituant la partie extérieure des ouvrants visible par le client ;
-
les pièces de renfort permettant de rigidifier la structure ;
-
les pièces de doublure composant le panneau intérieur et permettant par exemple le garnissage des côtés de portes.
Afin de situer le sertissage dans le processus de fabrication des ouvrants, la figure 2 résume les différents procédés de mise en forme de la tôle depuis sa réception jusqu’à la fabrication de l’ouvrant avant son introduction sur les lignes d’assemblage. Chaque pièce est obtenue après emboutissage de tôles. Les pièces formant la partie interne des ouvrants (doublures, renforts) sont d’abord assemblées entre elles. L’opération finale réside dans l’assemblage de la pièce de peau avec la partie interne.
Les divers procédés d’assemblage sont présentés dans :
-
Clinchage des tôles minces. Modélisation du comportement ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HISHIDA (Y.), SATO (Y.) - Analysis of hemming processes by the finite element method for improving hemming quality - . Proceedings of the 14th Biannual Congress of IDDRG, Köln (1986).
-
(2) - MUDERRISOGLU (A.), coll - Bending, flanging, and hemming of sheet metal - . Report N˚ ERC/NSM-S-95-34 (1995).
-
(3) - MUDERRISOGLU (A.), SCHLAFHAUSER (J.), FAITEL (W.M.) - Improved design methodology for pre-hemming and hemming of auto body panels - . 3th International Conference on Sheet Metal Forming Technology, Columbus, Ohio, 5-7 octobre (1998).
-
(4) - GARGRAVE (D.) - * - Communication personnelle, Ready Tools Inc., Dayton Ohio (1994).
-
(5) - WOLFF (N.P.) - Interrelation between part and die design for aluminum auto body panels - . SAE Paper n˚ 780392 (1978).
-
(6) - MURAKA (Y.), MIYAOKA (H.) - Development of an All-aluminum automotive body - ....
ANNEXES
(liste non exhaustive)
ARAMIS http://www.trilion.com/pd_aramis.html
FORGE2 http://www.transvalor.com/forge.php
PAM-STAMP http://www.esi-group.com/SimulationSoftware/Stamping_simulation/
Le tableau 1 résume les principales différences numériques entre les codes de PAM-STAMP et FORGE2.
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Centre de mise en forme des métaux (Cemef) https://www.cemef.minesparis.psl.eu/
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