Cours sur le Roulage de tôles – Rouler ou cintrer les tôles

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Christophe SAM continue sur sa lancée avec ce cours sur le roulage ou cintrage des tôles:

Voici le sommaire du cours:
I/ Définition et principe du roulage de tôles
II/ Développement d’une pièce cintrée ou roulée
III/ Cintrage sur machines à rouler
IV/ Expériences
V/ Les machines de cintrage
-V-I)les machines à rouleau de type pyramidal
-V-II)-les machines à rouleau de type planeur
-V-III)-les machines à rouleau de type croqueur
-V-IV)-la presse plieuse
-V-V)-la plieuse universelle

I/ Définition et principe du roulage de tôles:

Le roulage de tôle (cintrage de tôle) est une technique de transformation d’une surface plane en surface cylindrique ou conique fermée (roulage fermé : virole) ou roulage ouvert. Le cintrage est obtenu par un effort de flexion provoqué soit par pression ou par choc.

1-) Par pression :
– rouleuse, cintreuse, (machine à rouler)
– presse plieuse
– plieuse universelle

2- ) Par choc
– marteaux
– maillets
– dégorgeoir

II/ Développement d’une pièce cintrée ou roulée

Le roulage (ou cintrage) impose au métal des déformations des fibres de sens inverses.
-Les fibres extérieures sont allongées alors que les fibres intérieures sont comprimée ou sont raccourcies
Les déformations plastiques augmentent lorsque l’épaisseur de la tôle augmente ou que le rayon de cintrage est minime ou réduit

La longueur de la fibre neutre située à e/2 reste invariable.
Pour un cylindre, on calcule la longueur développée en considérant le diamètre (moyen) à la fibre neutre

Ld = PI x Dfn (Dfn= Diamètre en Fibre neutre )
= PI x (Dint + e) (Dint= Diamètre intérieur)
= PI x (Dext – e) (Dext= Diamètre extérieur)

III/ Cintrage sur machines à rouler

Principe et généralités du cintrage des tôles sur machines:

-La tôle est animée d’un mouvement de translation par deux rouleaux commandés mécaniquement et elle est soumise à un effort continu de flexion exercé par 1 ou 2 rouleaux cintreurs
-selon la disposition des rouleaux, on distingue trois types de machines: type pyramidal, planeur, croqueur
-pour extraire les corps cintrés, complètement fermés, le rouleau supérieur peut être dégagé de l’un de ses paliers et pivoter dans un plan vertical ou horizontal. On dit que le rouleau est amovible.
-pour tenir compte de l’élasticité résiduelle, on estime généralement que le diamètre mini de cintrage est égal au diamètre du rouleau supérieur (fonction de la nature du matériau et de la longueur à cintrer).

-Précautions concernant le cintrage des tôles sur rouleuses:

* Nécessité d’écrouir légèrement les tôles minces d’acier doux avant cintrage (brisage) pour augmenter l’élasticité et supprimer le risque de formation de plis (brisage obtenu par cintrages alternés dans les deux sens sur la machine)
*chanfreiner légèrement les champs des tôles épaisses qui seront cintrées pour éviter la formation de criques sur les bords.

IV/ Expériences

Cintrons un fer plat de 10 mm d’épaisseur et de longueur 628 mm.
Constatation N° 1 : l’épaisseur n’est pas modifiée, les deux champs extrêmes se joignent parfaitement
Constatation N°2 : le diamètre extérieur est égal 210 mm et le diamètre intérieur est égal 190 mm. Quelle sera la circonférence moyenne extérieure ? Quelle sera la circonférence moyenne intérieure ?

Résolution
•Calcul de la circonférence extérieure
C ext = D ext x PI * Circonférence intérieure
= 210 x PI Cint = Din x PI
C ex = 659, 4 mm = 190 x PI
Cin = 596, 6 mm

Diamètre moyen (Dm)

Dm = Ld = 628/ ?
Dm = 200 mm

Constatation N°3:
Les fibres intérieures se raccourcissent parce qu’elles sont soumis à la compression. Les fibres extérieures sont allongées et soumises à un effort d’extension(traction). La fibre moyenne n’ayant subit aucune contrainte a conservé sa forme et sa longueur initiale. Elles est alors appelée fibre neutre.

Conclusion: Le calcul du développement se fait à la fibre neutre.

V/ Les machines de cintrage

Le cintrage(roulage) peut s’obtenir sur :
-les machines à rouleau de type pyramidal
-les machines à rouleau de type planeur
-les machines à rouleau de type croqueur
-la presse plieuse
-la plieuse universelle

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1/ Machines à cintrer du type « pyramidal »

Description de la rouleuse de type pyramidal:
La rouleuse pyramidale est composée de 3 rouleaux disposés en triangle isocèle ; un rouleau cintreur et 2 rouleaux entraîneurs. Elle est munie d’un mécanisme d’entraînement.

Fonctionnement: Les extrémités de la tôle ne subissent pas les effets du rouleau cintreur, il faut donc amorcer les extrémités pour avoir un cintrage total. Pour les tôles minces, l’amorçage se fait sur le rouleau cintreur ou sur un tas. Pour les tôles épaisses, l’amorçage se fait à la presse, il existe des machines à rouleaux verticaux : suppression du problème de soutien des tôles épaisses.

Inconvénients :
– Ce modèle ne peut assurer le cintrage des extrémités (croqueur) de la tôle dont l’entraînement est parfois mal assuré.
– Nécessité d’un amorçage ou croquage préalable des 2 extrémités des pièces au rayon de cintrage désiré. L’amorçage peut se faire soit à la main, au maillet sur rouleau de la machine, au marteau à garnir, au marteau à cintrer ou dégorgeoir suivant génératrice sur fer U ou rail ou encore à la presse plieuse

2-/ Machines à cintrer du type « planeur »

Description de la rouleuse de type planeur:
La rouleuse de type planeur se compose de 2 rouleaux d’entraînement situé dans un plan vertical, l’un fixe, l’autre mobile, l’un réglable en fonction de la tôle. Le cylindre cintreur se déplace obliquement.

Fonctionnement: Les deux rouleaux entraîneurs entraînent la tôle qui subit l’action du rouleau cintreur. La disposition des rouleaux entraîneurs permet de dégauchissage des tôles minces (planeur). Le principal avantage de ces machines est qu’elles permettent le croquage des extrémités (amorçage), mais on doit retourner la tôle pour amorcer les deux extrémités puis cintrage.

3-/ Machines à cintrer du type « croqueur »

La tôle, encastrée entre les rouleaux entraîneurs est maintenue en position sans exiger un serrage aussi énergétique que pour le type planeur. La cintreuse permet ainsi une capacité de croquage égale à la capacité de cintrage.

Mode opératoire : deux méthodes:
– Soit procéder comme avec machine type planeur
– Soit réaliser le deuxième croquage simultanément au roulage

4-/ Cintrage à la presse

– Utilisé pour le croquage et pour la réalisation de cintrage de formes et de rayons difficilement réalisables sur rouleuses
– Avec matrice et poinçon de forme pour travaux de série
– Avec outillage classique de pliage sur presse plieuse : par déplacement successifs et pliage suivant génératrices. Cintrage des tôles épaisses
-Avec élastomère : caoutchouc

5-/ Cintrage à la plieuse universelle (voir cours sur pliage)

*Diamètre critique de cintrage : Diamètre à partir duquel, pour une épaisseur donnée, la virole a besoin d’être soutenue pendant le cintrage pour éviter l’action du poids de la tôle

Quelques images seront rajoutées ultérieurement pour étoffer l’ensemble du cours. Merci à Christophe SAM pour cet envoi. N’hésitez pas vous aussi à nous envoyer un cours, un questionnaire, …

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