1) Principe : On appelle poinçonnage le cisaillage sur un contour fermé, effectué par un poinçon agissant sur une matrice. Le principe reste le même que pour le cisaillage. La rupture s’effectue donc après un effort de traction.
Généralement utilisé en tôlerie pour réaliser des trous et découper des flans de formes complexes parfois non rectangulaires, donc difficiles ou impossibles à réaliser par cisaillage. Utilisé aussi en construction métallique pour "percer" les profilés. Il existe trois modes possibles de poinçonnage : - le poinçonnage classique : enlèvement de matière par simple réalisation de trous. - le grignotage, qui consiste à découper un pourtour intérieur ou extérieur par de multiples coups de poinçon. - le découpage à la presse : découpe de flans à l’aide d’un outillage spécifique.
2) Avantages et inconvénients du poinçonnage: 2-1) Avantages : - Par rapport au perçage, le poinçonnage est extrêmement économique (gain de temps, usure moindre des outils, affutage peu fréquent) et donne la possibilité d’utiliser toute sortes de formes pour les trous. - Par rapport au découpage à la presse, le grignotage sur commande numérique permet de changer de série en minimisant les couts d’outillages, de découper de grands formats, et d’utiliser des outils simples et peu onéreux.
2-2) Inconvénients : - Limité dans les épaisseurs - Section minimale du poinçon limitée.
3) Le poinçon : Il est composée de plusieurs parties : - Le corps du poinçon qui possède une longueur variable pour monter et serrer l’outil - La tète qui porte les arêtes tranchantes - La mouche(ou téton) utile pour positionner l’outil dans les coups de pointeaux préalablement réalisés à cet effet. Ils ont été effectués dans l’axe du trou à réaliser. - un angle de dépouille qui est de 2 à 3° pour limiter les frottements. Nota : Sur les presses, ou sur les grignoteuses les outils ne possèdent pas forcément d’angles de dépouille.
4) La matrice: Elle est le «support d’empreinte» du poinçon. A son axe elle comporte un trou aux formes et dimensions du poinçon, auquel on ajoute un jeu de quelques dixièmes de millimètres.
5) Le jeu: Tout comme en cisaillage, un jeu est nécessaire entre les arêtes des outils.
Ce jeu diminue l’effort de poinçonnage et l’écrouissage de la zone poinçonnée. Ce jeu de poinçonnage sera proportionnel à l’épaisseur poinçonnée et dépendra de la résistance du métal.
En règle générale : - pour les aciers de construction, pour l’aluminium et ses alliages, le cuivre et ses alliages, on choisi un jeu diamétral égal à épaisseur/10. - pour les métaux durs et mi-durs comme pour les aciers inoxydables on choisira un jeu diamétral d’épaisseur/8. Par exemple, si vous souhaitez poinçonner une pièce en acier S235 d’épaisseur 6 mm avec un poinçon de diamètre de 12 mm. Le jeu sera égal à : 6*0.1=0,6 mm. Vous devrez alors monter une matrice de 12,6 mm pour poinçonner dans des conditions optimales.
6) Effort de poinçonnage et section minimale du poinçon: L’effort de poinçonnage dépend de l’épaisseur, du périmètre de la section du trou, de la résistance du métal et des frottements qui sont généralement négligés. Une lubrification est conseillée pour ne pas user prématurément les outils. Par conséquent, la section minimale de poinçonnage dépend de l’effort de poinçonnage, de la forme et de la surface de la section poinçonnée et aussi de la longueur de flambage de l’outil. La force à appliquer est F = L * e * Rm - L est le périmètre découpé - e est l’épaisseur - Rm la résistance à la rupture par traction du matériau.
7) Aspect final du trou: On pourra constater un léger emboutissage, une bavure du coté de la matrice, une zone écrouie autour du trou, et un aspect légèrement conique du trou :
