Cours sur le cisaillage et les cisailles guillotines

Le cours qui suit est une approche du cisaillage… pour apprendre comment cisailler les tôles.
Sommaire:

  • Principe
  • Déroulement d’une séquence de découpe
  • Schéma de déroulement d’une séquence de cisaillage
  • Déformation élastique, plastique, fissures, arrachement final
  • Examen d’une pièce cisaillée
  • Effort de cisaillage
  • Formule du calcul de l’effort de cisaillage
  • Application pour calculer l’effort
  • Risques lors de l’utilisation d’une cisaille
A consulter :
Cisailles utilisées en chaudronnerie et tolerie
Vidéo montrant le principe du cisaillage
Vidéo d’une machine à commande numérique (CN) qui combine cisaillage et poinconnage
– Vidéo montrant une séquence de débit
– Un QCM à effectuer après avoir lu la leçon.Pages externes:
– Diverses ressoources sur les cisailles

Objectifs : L’élève après cette leçon, devra être capable :

  • donner le principe du cisaillage
  • de régler correctement la machine en fonction des différents paramètres tels que le matériau utilisé
  • de vérifier le résultat après la coupe

1) Principe  :

Le cisaillage consiste en un déplacement relatif de de 2 lames suivant un plan parallèle, entrainant la rupture de la matière sous un effet de traction.


Schema de cisaillage
Schema de cisaillage

  • 1) Lame supérieure mobile
  • 2) Lame inférieure fixe
  • 3) Butée arrière réglable
  • 4) Presse-tôle
  • 5) Carter de protection
  • 6) Butée latérale
  • 7) Tôle à cisailler

2) Déroulement d’une séquence de cisaillage :

  • a) La première phase consiste en un allongement de la matière sous l’action de la lame supérieure, la tôle se déforme mais ne cède pas.
  • b) La lame supérieure continue son effort et les fibres s’étendent jusqu »à se rompre. Sous cet effort considérable, la zone cisaillée voit son état passer de l’état élastique à l’état plastique.
  • c) Les fibres rompues, l’effort continue quelques instants pour lutter contre le frottement entre les parties détachées de la matière et pour éjecter la partie cisaillée .

3) Schéma du déroulement de la séquence  :


Presse-tole, lame, cisaille, piece, cisaillée
Presse-tole, lame, cisaille, piece, cisaillée

Photos lors de la séquence de cisaillage:
1) Tôle positionnée, presses-toles levés, lame supérieure en position haute:
Machine cisaille

2) Les presses-toles plaquent la tôle et la maintiennent sérrée, lame supérieure en position haute:
Descente des presse toles

3) Les presses-toles plaquent toujours la tôle et la maintiennent sérrée, la lame supérieure descend:
Descente de la lame

4) La lame supérieure continue sa descente et commence à cisailler la tôle:
Début du cisaillage

5) La lame supérieure continue sa descente et cisaille la tôle sur toute la longueur:
Pièce cisaillée entièrement

6) La lame supérieure et les presses-tôles remontent:
Remontée du presse tole

7) Le cycle de cisaillage est terminé.
Cisaillage terminé

Consultez ici la vidéo d’une pièce cisaillée sur la cisaille guillotine du lycée

4) Déformation élastique, plastique, fissures:

Sous l »action des contraintes imposées par la partie active de la lame, il se produit :

  • une déformation élastique
  • une déformation plastique ponctuelle
  • une apparition de fissures
  • une phase d’arrachement final

5) Examen d’une pièce cisaillée:

Il fait apparaitre trois zones:

  • une zone arrondie
  • une zone lisse et brillante caractérisée par des stries parallèles fines
  • une zone d’aspect rugueux identique à la zone de rupture d’une éprouvette de traction terminée par une bavure plus ou moins importante en fonction de l’état de la lame.

Bavures après cisaillage

6) Effort de cisaillage:

 

Plusieurs paramètres conditionnent l’effort de cisaillage F :

– F : Effort de cisaillage (en daN)
– Rg : Résistance au glissement(en dan/mm²)
– J : Jeu entre les lames (en mm)
– e : épaisseur de la tole (en mm)
– ? : angle d’attaque ou angle de coupe (en °)
– ? : angle de tranchant (en °)

angles.JPG

7) Formule de calcul de l’effort de cisaillage:

Formule de calcul d''effort de cisaillage

8) Application :

Calculer la force pour un matériau dont la résistance au glissement est de 18,5 dan/mm², une épaisseur de 2 mm et un angle d’attaque de 4°.

Resultat d''effort de cisaillage

9) Les risques sur les machines de cisaillage :

 

La sécurité sur une cisaille sera apportée essentiellement au niveau des mains qui sont les plus sollicitées pendant les opérations de débit.

Les chutes de tôles doivent aussi être prises en compte lors de la manutention.
Les cisailles guillotine utilisent des presse-tôle pour maintenir bloquer la tôle lors de l’effort. Cet effort est considérable et il faudra veiller à ne pas laisser sa main ou un doigt au niveau de cet organe de la machine.
Bien entendu les lames sont aiguisées et présentent un danger.
Les pièces cisaillées présentent généralement une bavure plus ou moins importante et peut entrainer des coupures au niveau des mains.
PORTEZ TOUJOURS DES GANTS LORS DES OPERATIONS DE CISAILLAGE.