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RÉSUMÉ
L'emboutissage des tôles permet d'obtenir des pièces de formes complexes non développables. Le choix de la tôle doit impérativement être adapté au type donné d'emboutissage. Pour cela, la connaissance et la bonne description des forces mises en jeu lors du procédé d’emboutissage sont nécessaires. Cette approche permet ainsi de déterminer avec précision le rôle impactant de caractéristiques mécaniques comme le coefficient d’anisotropie, le coefficient d’écrouissage, la limite d’élasticité, la résistance à la traction, l’allongement. Les aspects métallurgiques comme la cristallographie, la structure métallographique, la taille des grains, la surface, et l'homogénéité du matériau ne doivent pas être écartés, ils agissent également sur l'aptitude au formage.
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Alain COL : Ingénieur-conseil, Consultac - Expert en mise en forme des tôles minces - Ancien responsable mise en forme à Sollac
INTRODUCTION
Pour mieux adapter le choix d'une tôle à un type donné d'emboutissage, il est important de prendre en compte l'influence des caractéristiques mécaniques sur la mise en forme. Nous aborderons dans une première partie de cet article une description des forces mises en jeu en emboutissage, et analyserons ensuite en détail le rôle des caractéristiques mécaniques telles que le coefficient d'anisotropie, le coefficient d'écrouissage, la limite d'élasticité, la résistance à la traction. Les facteurs métallurgiques comme la cristallographie, la structure métallographique, la taille des grains, la surface, et l'homogénéité du matériau agissent également sur l'aptitude au formage et seront aussi examinés.
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- Version archivée 1 de avr. 2002 par Alain COL
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2. Adaptation de la tôle au type d'emboutissage
Nous nous proposons d'examiner tour à tour l'influence de chacune des caractéristiques mécaniques sur la mise en forme, en sériant le plus précisément possible le type d'emboutissage pour lequel elles sont favorables ou néfastes.
2.1 Influence du coefficient d'anisotropie
Comme on l'a vu au paragraphe 3.4 de l'article [BM 7 510], le coefficient d'anisotropie r rend compte de la tendance du métal, au cours d'un essai de traction, à se déformer plutôt en largeur qu'en épaisseur. Rappelons que ce comportement est vrai dans les deux sens : si r est élevé, le métal s'épaissit également moins en compression : il s'élargit. Par ailleurs, nous avons aussi vu, au paragraphe 1.1 de l'article [BM 7 510] que le mode de déformation appelé rétreint impose précisément une diminution de largeur (circonférentielle) sous traction pour que le métal pénètre dans la matrice.
A priori, un matériau à r élevé apparaît donc comme parfaitement adapté à la réalisation des pièces profondes en rétreint, c'est-à-dire essentiellement des godets cylindriques (boîtes de conserves deux pièces, boîtes de boissons, filtres à huiles d'automobiles et camions, corps d'extincteurs, etc.), puisque sa facilité à se rétreindre va réduire les efforts de traction et les risques de rupture.
Le raisonnement, simple, est le suivant : un coefficient d'anisotropie élevé dénote la facilité avec laquelle un métal peut s'écouler sous l'action d'une traction, ainsi que le fait que son épaisseur variera peu. Or, le métal de la collerette, soumis à une tension radiale, doit se rétrécir circonférentiellement ; il le fera...
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BIBLIOGRAPHIE
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