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Concevoir et réaliser exactement des surfaces actives

Des surfaces actives CAO précises permettent de faire d’énormes économies lors de la phase de mise au point.


Les surfaces actives sont les zones de l’outillage d’emboutissage qui entrent directement en contact avec la tôle. Il y a des surfaces actives dans tous les composants des outils comme les matrices, les poinçons, les serre-flans et les lames pour les opérations de découpe et de reprise de forme.

Si les concepteurs des surfaces actives prennent en compte l’épaisseur de la tôle, les variations d’épaisseur et les zones de dégagement des outils de façon réaliste, cela permet d’économiser des centaines d’heures lors de la programmation, d’usinage sur machine et en mise au point.

Parce que le temps de conception de surfaces actives réalistes est supposé très élevé, celles-ci sont souvent conçues correctement uniquement pour un seul côté de la tôle (par ex. pour la matrice). En usinage, l’épaisseur tôle est alors incorporée aux programmes d’usinage en tant que surépaisseur. On travaille également souvent avec des surépaisseurs dans les programmes CN pour prendre en compte les variations d’épaisseur et les dégagements. Même si cette méthode permet d’obtenir rapidement un premier résultat, elle nécessite des opérations de meulage importantes (première mise au bleu), et aussi à chaque modification supplémentaire.

Tebis propose des fonctions de conception automatisées pour les surfaces actives. Cela permet aux concepteurs de suivre une procédure claire afin de créer des outillages en accord avec leurs retours d’expériences et les résultats de simulation.

Méthode traditionnelle :
Les surfaces d’appui (surépaisseurs positives) et les dégagements (sous-épaisseurs) ne sont pas conçus de façon précise, mais usinés sur la base d’attributs de surépaisseur. Le modèle numérique (surface pointillée) ne correspond pas au résultat final usiné (surfaces rouges).

Méthode de Tebis :
Les surfaces d’appui (surépaisseurs positives) et les dégagements (sous-épaisseurs) sont conçus précisément en CAO (surfaces vertes), avec des zones de raccordement. C’est cette géométrie qui est usinée sur la machine de fraisage. Dans ce cas, les composants outils usinés sont identiques aux modèles numériques.


Dégager et aplatir automatiquement les rayons pour les opérations de formage

Pour un outilleur, un « dégagement » est un rétrécissement des rayons dans les zones concaves des matrices, des poinçons, des serre-flans et de toutes les autres pièces de forme afin de s’assurer que, durant le formage, à ces endroits la tôle n’entre en contact qu’avec un seul côté de l’outil.

Dans les surfaces de formage convexes, cet effet est obtenu en aplatissant les rayons.

Partout où c’est possible, modifiez vos surfaces actives. Vous stabiliserez ainsi l’ensemble de votre processus, de la simulation d’emboutissage jusqu’à la mise au point. Si elles sont réalisées en CAO, les modifications des zones arrondies peuvent être intégrées aux outillages via les programmes CN, précisément, rapidement, et peuvent être modifiées à souhait, pour un processus sûr et efficace.

Tebis détecte automatiquement les rayons concaves. Un clic suffit pour qu’il les réduise tout en créant des transitions tangentielles vers les surfaces voisines.

L’utilisateur peut modifier les arrondis concaves des surfaces actives de façon graphique en temps réel. L’utilisateur choisit l’ampleur de la modification, grâce à la flèche de déplacement.


Concevoir automatiquement les surfaces d’appui et de dégagement pour les opérations de reprise de forme

Des surfaces d’appui sont nécessaires pour les zones planes de l’outil au niveau desquelles la tôle doit être maintenue lors de l’opération de reprise de forme. À l’inverse, la tôle bénéficie de plus de liberté en matière d’étirement et d’expansion au niveau des surfaces de dégagement, c’est-à-dire là où aucune pression n’est exercée sur la tôle.

Les zones vertes restent inchangées. Tebis calcule automatiquement les « sur » et les sous-épaisseurs pour les zones rouges. Les zones orangées sont les zones de transition.

Les différences avant/après sont mises en évidence par une fonction de comparaison. Elles peuvent être mesurées par l’utilisateur.


Création automatique de surfaces de contour pour les opérations de découpe

En quelques clics, un assistant dédié du module des surfaces actives vous permet d’obtenir la géométrie des poinçons de découpe incluant le jeu de découpe, la hauteur de cisaillement et dégagements. Les surfaces actives ainsi calculées sont utilisées pour la conception solide de la partie concernée de l’outil.

Tebis calcule automatiquement des surfaces de contour (zones claires) sur la base de courbes en 2D et en 3D, avec des dégagements (zones foncées).

Sous presse, la tôle (vert) est coupée par la lame de découpe supérieure sur le poinçon inférieur.

Conseil : Utilisez aussi ce processus de Tebis pour la conception de vos lames de détourage. 
 


Conception automatique des lames de détourage

Les lames de découpe font partie des petites pièces d’un outillage de presse. Elles peuvent être conçues et fabriquées de façon standardisée et largement automatisée. La conception automatisée de Tebis utilise la géométrie des surfaces et des solides. Elle génère des surfaces de contour et de forme avec offsets et dégagements puis découpe le tout pour former des solides exacts avec les surfaces d’extension et de débordement générées automatiquement.
Pour éviter des erreurs, ce sont les taraudages et alésages du bâti qui définissent les fixations et goupilles sur chaque lame. Les surfaces de bouchage nécessaires à l’usinage des lames sont créées automatiquement.

Le processus largement automatisé de Tebis pour les petites pièces se base sur les données de conception solide et sur les surfaces actives pour créer des lames de détourage conçues exactement et complètement. Cela ne nécessite presque aucune action de votre part.

Dans un premier temps, les perçages et les alésages doivent être bouchés pour l’usinage des lames sur les machines. Tebis crée automatiquement les surfaces de bouchage.

 

Tebis utilise les features de perçage pour l’ensemble des perçages et des alésages : pour ce faire, il fait appel à la bibliothèque de processus, qui doit être développée en amont. Chaque feature de perçage y est associée à des gammes d’usinage correspondantes, avec des informations sur les outils et les paramètres de coupe optimaux.


Compensation de la flexion de l’outillage

Les parties supérieures des grands outils de formage subissent des forces gravitationnelles qui peuvent provoquer une déformation non désirée de la matrice, en fonction de la rigidité de l’ensemble (presse comprise). Tebis compense cet effet physique sur les surfaces actives de façon sûre et automatique. La technologie de morphing Tebis déforme automatiquement les topologies de formes complexes en appliquant une loi de déformation facile à formuler. Voir également : détente.

Dans son état initial, la matrice s’affaisse, le passage métal avec le poinçon est donc moins important au centre que dans la zone extérieure.

Suite à la compensation de la flexion globale, différentes surfaces ont été légèrement modifiées. On trouve la compensation la plus importante au milieu de l’outil, là où la plus grande déviation a été calculée.

 

Vos avantages dans le processus global

  • Rapidité et sécurité de la programmation CN : des surfaces actives précises sont absolument nécessaires pour les technologies d’automatisation CN et de simulation
  • Rapidité sur la machine : des surfaces actives précises sont absolument nécessaires pour les fraises à grande avance (fraises HFC)
  • Temps de meulage manuel limité lors de la mise au point : les surfaces des outillages usinés n’ont pas d’arêtes ou de marches visibles

 


Ce qu’en pensent nos clients

Avec notre ancien processus, s’il nous arrivait d’oublier ne fût-ce qu’une zone d’appui, la correction nous coûtait jusqu’à 10 000 euros. Aujourd’hui, nous obtenons directement les premiers emboutis d’outillages de portes alors que jadis, il fallait au préalable meuler et polir les surfaces actives pendant environ 160 heures pour obtenir le même résultat.

Roland Schöbel, responsable de la fabrication, atelier d’outillages de Wolfsburg, Volkswagen AG

Tebis nous a permis d’améliorer l’ensemble de notre processus de production ; nous sommes devenus plus rapides et plus flexibles, et notre production a gagné en efficacité et en fiabilité. C’est dû notamment à la grande cohérence du logiciel, qu’aucun concurrent ne peut offrir en l’état.

Björn Wind, chef de l’équipe de préparation et d’usinage CN, Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH


Livres blancs

Défis de la fabrication d’outillages de presse : l’association parfaite entre le monde virtuel et le monde réel

La compensation de l’amincissement des tôles, la création de surfaces d’appui et la conception libre de rayons dégagés font partie intégrante de la préparation de surfaces actives de Tebis. Grâce aux fonctions spécialisées, il est possible de programmer sans surépaisseurs virtuelles, afin de faire disparaître les arêtes et marches visibles sur la surface de l’outil. La compensation de la flexion du plateau de presse et de la déformation de l’outil peut être facilement intégrée grâce aux lois de surgalbe correspondantes.
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Innovation dans le domaine de l’emboutissage : automatisation continue dans le contexte de l’industrie 4.0

Tebis a mis au point des processus logiciels spécialement conçus pour la fabrication d’outillages afin d’automatiser la production de petites pièces et de produire des surfaces classe A de haute qualité. Les deux procédés permettent de réduire les coûts de production grâce à la standardisation et à l’intégration des connaissances individuelles en matière de fabrication.

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