TL ;DR

Le découpage et le poinçonnage sont tous deux des procédés de cisaillement à grande vitesse qui utilisent un poinçon et une matrice pour couper la tôle. La différence essentielle réside dans le produit visé. Dans une opération de découpoir découpage, la pièce qui est découpée est la pièce souhaitée, appelée « dépouille ». poinçon à perforation inversement, dans une opération de poinçonnage, le matériau extrait constitue un déchet (un « chute »), et la tôle restante avec le trou nouvellement créé est la pièce souhaitée.

Le processus fondamental de cisaillement : fonctionnement du découpage et du poinçonnage

Fondamentalement, le poinçonnage et la perforation sont des opérations mécaniques de cisaillement permettant de séparer une pièce métallique d'une tôle ou d'une bande plus grande. Ce procédé repose sur l'interaction entre un poinçon (élément mâle) et une matrice (élément femelle). Lorsqu'une presse est activée, elle enfonce le poinçon à travers la matière brute et dans l'ouverture de la matrice, générant une force de cisaillement intense qui découpe le métal. Cette action fondamentale est identique pour les deux procédés et se déroule en trois étapes distinctes.

Selon des analyses détaillées du cycle de coupe, la première étape est déformation plastique la phase de compression. Lorsque le poinçon entre en contact avec la matière, il exerce une force dépassant la limite élastique du métal, provoquant une déformation permanente. La matière s'incurve dans l'ouverture de la matrice, formant un bord arrondi appelé « roulure ». Cette compression initiale est une caractéristique propre à tous les composants emboutis. La qualité et la taille de cette roulure sont souvent des indicateurs de l'état de l'outil et des paramètres du procédé.

La deuxième étape est pénétration , qui est la phase de cisaillement réelle. Alors que la presse continue sa course, le poinçon est enfoncé plus profondément dans la matière brute. Les arêtes de coupe du poinçon et de la matrice commencent à cisailler le métal, créant une bande lisse et brillante sur le bord coupé tant du déchet que de la matière d'origine. Dans des conditions idéales, cette bande cisaillée représente environ un tiers de l'épaisseur de la matière. Cette phase nécessite une force considérable et correspond au moment où la précision des composants de la matrice est la plus critique.

Enfin, le processus se termine par la fracture du corps phase. La pression continue du poinçon provoque des concentrations de contraintes qui conduisent à la rupture. Les fissures se propagent à partir du côté poinçon et du côté matrice du matériau jusqu'à ce qu'elles se rejoignent, achevant ainsi la séparation. Cette rupture forme la partie « cassure » du bord coupé et peut laisser un petit bord rugueux appelé « bavure ». Bien que la physique sous-jacente soit identique, l'intention de conception d'une matrice de découpage par rapport à une matrice de poinçonnage détermine quel côté de cette découpe devient le produit final.

Distinction fondamentale : pièce brute contre chute

La distinction principale et la plus critique entre une matrice de découpage et une matrice de poinçonnage réside dans leur objectif — plus précisément, dans la partie découpée qui est considérée comme le produit fini et celle qui est éliminée en tant que chute. Le découpage crée les contours extérieurs d'une pièce, tandis que le poinçonnage crée ses caractéristiques internes. Cette différence fondamentale d'intention détermine la conception de l'outillage et l'orientation du contrôle qualité.

Dans un découpe lors de cette opération, la pièce découpée dans la matière première est la pièce souhaitée. La matière restante, appelée bande de chute ou squelette, est mise au rebut. L'ensemble du processus est conçu pour garantir la précision dimensionnelle et la qualité des bords de la pièce découpée, appelée « ébauche ». Par exemple, la fabrication de pièces de monnaie, de rondelles ou d'ébauches de roues dentées plates sont toutes des opérations d'emboutissage, car la petite pièce séparée constitue le produit final.

Inversement, un perçage cette opération est effectuée afin de créer un trou ou une ouverture dans une pièce. Dans ce cas, la matière qui est emboutie — le sauvage — est considérée comme déchet. La grande tôle ou pièce, désormais dotée d'un trou précisément positionné, est le produit recherché. La création de trous pour vis dans un boîtier d'ordinateur, d'ouvertures de ventilation dans un coffret ou de trous de positionnement dans un support sont autant d'exemples de perçage par emboutissage. L'accent est mis sur la précision de la taille, de la forme et de la position du trou.

Cette distinction a un impact direct sur la conception des outils. Pour une matrice de découpage, les dimensions de l'ouverture de la matrice déterminent la taille finale de la pièce découpée. Pour une matrice de perçage, les dimensions du poinçon déterminent la taille finale du trou. Cette différence subtile mais cruciale guide le fabricant d'outils dans l'application des tolérances de fabrication, soit sur le poinçon, soit sur la matrice, afin d'obtenir la précision requise de la pièce. Si vous avez besoin de la pièce découpée, vous utilisez le découpage. Si vous avez besoin d'un trou dans une pièce plus grande, vous utilisez le perçage.

Conception de la matrice et jeu : les détails techniques

Au-delà de l'objectif principal, la conception technique de la matrice, en particulier le jeu de coupe, est un facteur critique qui distingue les opérations de haute qualité. Le jeu de coupe est défini comme l'espace entre le bord tranchant du poinçon et le bord de coupe correspondant de la matrice. Un jeu approprié est essentiel pour la qualité de la pièce finie ainsi que pour la durée de vie de l'outil lui-même. Le choix de ce jeu dépend du type de matériau, de son épaisseur et des caractéristiques souhaitées au niveau du bord.

Un écart incorrect entraîne des défauts prévisibles. Si l'écart est excessif, le matériau est tiré dans l'ouverture de la matrice avant de ciseler, ce qui provoque un roulis de matrice important et arrondi ainsi qu'un bavure conséquente. La bande de coupe devient très étroite, et la qualité du bord de la pièce est médiocre. Si l'écart est insuffisant, cela crée des contraintes excessives tant sur le matériau que sur l'outillage. Cela peut provoquer un cisaillement secondaire (une seconde bande brillante sur la surface de rupture), nécessite une force de poinçonnage beaucoup plus élevée et accélère l'usure des arêtes de coupe du poinçon et de la matrice.

L'écart optimal représente un compromis entre la qualité du bord et la durée de vie de l'outil. Les recommandations générales pour l'acier sont souvent exprimées en pourcentage de l'épaisseur du matériau par côté :

• Estampage de précision : Pour des surfaces de cisaillement de haute qualité avec des bavures minimales, l'écart est généralement faible, environ 5 % de l'épaisseur du matériau.
• Poinçonnage conventionnel : Afin d'augmenter la durée de vie de la matrice et de réduire la force de poinçonnage, l'écart est légèrement plus grand, souvent de 8 % à 10 % de l'épaisseur du matériau.

Atteindre ces tolérances précises dans la fabrication d'outils exige une expertise considérable. Les principaux fabricants d'outillages sur mesure, tels que Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , se spécialisent dans la création de matrices de découpage automobile haute précision, où le contrôle de ces paramètres est essentiel pour produire des millions de composants avec une qualité constante. Une autre caractéristique de conception importante est le dégagement angulaire, une légère conicité de l'ouverture de la matrice qui permet à la tôle ou au déchet de passer sans coincement, relâchant ainsi la pression interne après la découpe.

Contexte industriel : explication des termes découpage, poinçonnage et perforation

Dans les environnements industriels, les termes « poinçonnage » et « perforation » sont souvent utilisés de manière interchangeable, ce qui peut prêter à confusion. Alors que le découpage constitue un procédé distinct, le poinçonnage représente une catégorie plus large qui chevauche fonctionnellement la perforation. Comprendre cette nuance est essentiel pour assurer une communication claire dans un environnement de fabrication.

Coup de poing est le terme général pour un processus qui utilise un poinçon et une matrice afin de créer une forme dans une tôle. Toutefois, dans son usage technique le plus courant, le poinçonnage désigne une opération où le matériau retiré est considéré comme déchet. Selon cette définition, le poinçonnage est fonctionnellement identique au perçage. Les deux procédés créent des trous, des fentes ou d'autres formes internes dans une pièce, et le déchet (slug) est éliminé.

La clé est de toujours considérer l'intention. Une analogie simple permet de clarifier la relation : si vous utilisez un perforateur de bureau standard sur une feuille de papier afin de la placer dans un classeur, vous êtes en train de perçage ou coup de poing faire des trous ; la feuille de papier est la pièce utile et les petits cercles de papier sont du déchet. découpe récupérer les confettis ; les cercles deviennent la pièce utile et la feuille de papier est le déchet.

Pour résumer la relation :

• Découpage : Le matériau extrait par poinçonnage est le produit recherché.
• Poinçonnage : Le matériau restant après que le poinçon a créé un trou est le produit recherché.
• Poinçonnage : Un terme général souvent utilisé de manière synonyme avec le poinçonnage, où l'objectif est de créer un trou et où le matériau retiré est considéré comme déchet.

Par conséquent, lorsqu'on parle d'une opération d'estampage métallique, il est essentiel de préciser quelle partie du matériau constitue le produit final. Cela garantit que la matrice est correctement conçue et que toutes les personnes impliquées, de l'ingénieur au fabricant d'outils, comprennent l'objectif du processus.

Questions fréquemment posées

1. Quelle est la différence entre le poinçonnage et le découpage?

La différence fondamentale réside dans le produit recherché. Dans le découpage, la pièce découpée dans la tôle est le produit final, utilisée pour créer les caractéristiques externes d'un composant. Dans le poinçonnage, le matériau retiré est du déchet, et l'objectif est de créer un trou ou une forme interne dans la tôle restante.

2. Qu'est-ce qu'une matrice de découpage?

Une matrice de découpage est un outil spécialisé de travail des métaux composé d'un poinçon et d'une paire de matrices. Elle est utilisée dans une presse pour effectuer une opération de cisaillage qui découpe des pièces plates à partir d'un matériau brut. La caractéristique distinctive est que la matrice, en conjonction avec le poinçon, est conçue pour produire une forme spécifique (le « dépouille ») qui sera utilisée comme pièce finale.

3. Quel est le jeu entre poinçon et matrice pour le découpage et le perçage ?

Le jeu entre poinçon et matrice est l'écart entre les tranchants du poinçon et de la matrice. Le jeu optimal varie selon l'épaisseur du matériau et la qualité souhaitée. Pour un travail de précision avec des bavures minimales, le jeu est généralement d'environ 5 % de l'épaisseur du matériau par côté. Pour des opérations conventionnelles où la priorité est d'allonger la durée de vie de l'outil, un jeu plus important de 8 % à 10 % est courant.

4. Quelle est la différence entre le découpage et le poinçonnage ?

Alors que le découpage permet d'obtenir une pièce utilisable à partir du matériau découpé, le poinçonnage est généralement utilisé comme synonyme de perçage. Dans une opération de poinçonnage, l'objectif est de créer un trou dans la pièce travaillée, et le matériau retiré est considéré comme déchet. La distinction essentielle réside toujours dans le fait de savoir si la pièce extraite ou la tôle restante constitue le produit voulu.