• Lignes directrices concernant les pièces métalliques - Tolérance
• Impact des matériaux sur la conception de pièces métalliques
• Sélection des procédés pour la fabrication de pièces métalliques et tolérances
• Caractéristiques et considérations relatives à la conception de pièces métalliques
• Considérations relatives au traitement complémentaire des pièces métalliques

La conception de pièces métalliques est plus complexe qu'il n'y paraît - les pièces métalliques sont, après tout, d'apparence relativement simple par rapport à un composant électronique. Cependant, la conception et l'optimisation de la conception des pièces métalliques reposent sur un grand nombre de considérations, allant de la prise en compte des tolérances intégrées du matériau de base à la sélection du processus de fabrication approprié et à sa compensation dans la conception de la pièce, en passant par la sélection des options de finition de la surface.

Ce guide souligne l'impact des stratégies de conception pour la fabrication (DFM), un mélange d'approches théoriques et pratiques qui améliorent la précision, réduisent les erreurs et optimisent les délais de production. Il propose une analyse approfondie des tolérances de fabrication des pièces métalliques, un aspect essentiel pour garantir la cohérence et la qualité de chaque pièce fabriquée.

Chaque section de ce guide est conçue pour donner un aperçu des multiples facettes du monde de la conception et de la fabrication de pièces métalliques, de la phase initiale de conception à la production.

La tolérance est considérée comme la pierre angulaire de la précision dans la fabrication de pièces métalliques. Elle sert à mesurer la variation acceptable entre la conception initiale et le produit final. Il s'agit d'un équilibre délicat qui garantit l'intégrité fonctionnelle et structurelle de la pièce métallique tout en autorisant des écarts mineurs qui ne compromettent pas sa qualité ou ses performances.

La précision du tolérancement n'est pas seulement une exigence technique, mais un facteur critique qui influence l'alignement et l'assemblage du produit fini. Bien que les progrès des techniques et des équipements de fabrication aient permis d'obtenir des tolérances réduites (jusqu'à ±0,05 mm), il est essentiel d'adopter une approche équilibrée. Une tolérance plus serrée est synonyme de coût plus élevé et augmente généralement la complexité de la fabrication. La meilleure approche est donc d'opter pour des tolérances plus larges dans la mesure du possible.

Une approche pragmatique consiste à aligner les spécifications de tolérance sur les exigences réelles de la pièce métallique, en évitant les précisions inutiles qui n'ajoutent pas de valeur à la fonction ou à la structure du produit. Chaque processus de fabrication s'accompagne de niveaux de tolérance inhérents. Il est donc impératif que les concepteurs aient une compréhension nuancée de ces variations et de leurs implications sur la conception globale.

Il est conseillé de consulter votre fabricant de pièces métalliques pour aligner les spécifications de la conception sur les aspects pratiques de la fabrication, en veillant à ce que les tolérances établies soient à la fois réalisables et rentables. Cette synergie entre la précision de la conception et la réalité de la fabrication souligne l'importance d'une tolérance optimale dans la fabrication de pièces métalliques, qui garantit la qualité, la fonctionnalité et la rentabilité.

Il est essentiel de souligner que les valeurs numériques et les lignes directrices présentées dans ce document sont destinées à servir de référence générale dans le contexte de la conception de pièces métalliques. Elles ne doivent pas se substituer aux tolérances spécifiques et personnalisées fournies par votre fabricant de produits sur mesure. Les variations dans le type de matériau, l'équipement, les outils et d'autres facteurs nuancés nécessitent une approche personnalisée de la définition des tolérances et des dégagements pour chaque projet unique.

Il est essentiel d'engager un dialogue avec votre fabricant pour aligner les souhaits de conception sur les capacités et les contraintes pratiques de fabrication. Cet alignement garantit que les tolérances établies ne sont pas seulement valables sur le plan théorique, mais qu'elles sont également réalisables sur le plan pratique, ce qui permet d'équilibrer la précision, la qualité et la rentabilité.

Chaque projet présente un ensemble distinct d'exigences et de défis. L'adaptation des tolérances et des dégagements à ces paramètres uniques garantit que le produit final s'aligne sur les objectifs fonctionnels, structurels et esthétiques prévus, tout en respectant les normes de qualité et d'efficacité les plus strictes.

Les lignes directrices relatives aux tolérances spécifiques à la fabrication de pièces métalliques sont détaillées dans le tableau ci-dessous. Chaque entrée détaille l'écart acceptable pour les différentes méthodes de fabrication et d'assemblage. Avec des valeurs exprimées en millimètres et en pouces, le tableau sert de référence, couvrant des aspects allant du façonnage et du pliage aux relations entre les trous, les bords et la quincaillerie.

Ces tolérances définies comblent le fossé entre la conception théorique et la fabrication pratique. Elles permettent d'assurer un alignement et un assemblage sans faille, améliorant ainsi l'esthétique globale et la fonctionnalité du produit. En adhérant à ces lignes directrices, les professionnels peuvent naviguer dans les complexités des variations de matériaux et de processus, garantissant que chaque produit est un exemple d'excellence en matière d'intégrité structurelle et de performance.

Les tolérances réelles dans la fabrication de pièces métalliques sont influencées par divers facteurs, ce qui souligne la nécessité de s'engager avec votre fabricant dès les premières étapes de la conception. L'alignement des conceptions CAO sur les normes de conception pour la fabrication (DFM) est essentiel pour établir des tolérances réalistes et réalisables, en tenant compte de la complexité des matériaux, de l'équipement et des processus de fabrication.

• Sélection des matériaux : Le type et l'épaisseur du matériau choisi ont des tolérances inhérentes. Ces variations naturelles jouent un rôle crucial dans la détermination de la tolérance globale de la pièce finie.
• Complexité des processus : Le nombre de processus auxquels une pièce est soumise a un impact direct sur la capacité à maintenir des tolérances serrées. Le cumul des tolérances se produit lorsque les écarts s'accumulent avec chaque processus supplémentaire, ce qui complique la précision.
• Précision de l'équipement : Les différents outils et machines utilisés dans la fabrication ont des niveaux de précision variés. La capacité de précision de l'équipement est un facteur déterminant pour atteindre des niveaux de tolérance spécifiques.
• Capacités des entreprises de fabrication : Chaque entreprise de fabrication et d'assemblage sur mesure dispose d'un équipement et de compétences uniques. La diversité des capacités influe sur la capacité de l'entreprise à répondre à des exigences de tolérance particulières, ce qui rend l'engagement préalable essentiel pour aligner les attentes et les capacités.

La tolérance des matériaux est un aspect intrinsèque des pièces métalliques, caractérisé par les écarts intégrés qui se produisent en raison de facteurs tels que les propriétés des matériaux et les processus de fabrication. Ces tolérances sont particulièrement influencées par l'épaisseur du matériau, chaque catégorie d'épaisseur présentant des niveaux de tolérance distincts.

Tolérance sur les matériaux - Épaisseur

Le choix de l'épaisseur appropriée de la pièce métallique est une étape cruciale dans la fabrication de la pièce. Ce choix influe sur toute une série de facteurs, notamment la résistance globale de la pièce, son poids et les caractéristiques de conception intégrées telles que les rayons de courbure minimaux, la taille des trous et des fentes et la longueur des brides. Il est essentiel d'assurer une épaisseur uniforme sur l'ensemble des pièces métalliques pour garantir une qualité et des performances constantes.

Lignes directrices pour l'épaisseur des matériaux

Une tendance courante en matière de tolérance des matériaux est une tendance à la tolérance négative. Cela signifie que les dimensions réelles de la pièce finie peuvent être légèrement inférieures aux mesures spécifiées dans la conception. Il s'agit d'un aspect essentiel à prendre en compte dans les processus de conception et de fabrication afin de garantir l'intégrité fonctionnelle et structurelle du produit final.

Pour une compréhension détaillée et spécifique, il est conseillé de se référer à un tableau de tolérance d'épaisseur. Ce tableau fournit des informations complètes sur les variations attendues en fonction des différents matériaux et épaisseurs, et constitue une ressource précieuse pour les concepteurs et les fabricants qui recherchent la précision et la qualité des produits finis.

Tolérance des matériaux - Propriétés

En fonction du matériau et du procédé utilisé pour la production de pièces métalliques, les pièces métalliques peuvent également présenter des différences de propriétés physiques telles que la tension superficielle, le retour élastique, la résistance à la traction, etc.

L'un des aspects de la sélection d'un matériau consiste à prendre en compte le degré de variabilité et le facteur de sécurité que la conception autorise. Par exemple, les aciers au carbone laminés à chaud présentent généralement une plus grande variabilité que les variétés laminées à froid (bien qu'ils soient également plus coûteux en raison du traitement secondaire). Pour un cintrage plus précis, l'acier laminé à froid serait le meilleur choix pour limiter les différences entre les lots de matériaux et améliorer l'homogénéité du cintrage.

La précision et la qualité de la fabrication des pièces métalliques dépendent fortement d'une conception détaillée et bien réfléchie, en particulier lorsqu'il s'agit de technologies de découpe au laser et de pliage à commande numérique. La responsabilité du concepteur est de s'assurer que chaque élément de la conception est non seulement innovant, mais aussi compatible avec les contraintes pratiques des technologies de fabrication. Chaque aspect, des dimensions aux subtilités des courbes et des pliages, doit être adapté aux capacités et aux limites spécifiques des méthodes de fabrication employées.

Ils veillent à ce que les conceptions soient adaptées aux capacités et aux contraintes spécifiques des technologies de fabrication, en alignant les souhaits en matière de conception innovante sur les aspects pratiques du comportement des matériaux, de la précision des outils et de l'efficacité des processus.

Processus de fabrication de pièces métalliques - Découpe au laser

La découpe au laser est une technique privilégiée dans la fabrication de pièces métalliques de précision, connue pour sa précision et son efficacité. Elle est particulièrement adaptée aux projets exigeant une grande précision et permet d'obtenir des tolérances aussi réduites que +/- 0,127 mm. Cette méthode est polyvalente et permet de traiter des matériaux d'une épaisseur allant jusqu'à 20 mm (0,78″), ce qui permet de répondre à un large éventail d'applications.

Toutefois, il est essentiel de tenir compte des limites inhérentes à la découpe au laser :

• Limitation de la taille des trous : La taille minimale des trous réalisables est limitée par la taille du faisceau laser et l'épaisseur du matériau. En général, lorsque le diamètre du trou est inférieur à l'épaisseur du matériau, le point de perçage entraîne souvent un dépassement de la tolérance.
• Contraintes liées aux caractéristiques 3D : La découpe au laser n'est pas adaptée à la création de coupes inclinées ou de caractéristiques 3D complexes en raison de la nature linéaire du faisceau laser.

Ces contraintes nécessitent une planification minutieuse pendant la phase de conception afin d'aligner les exigences du projet sur les capacités du processus. Elles soulignent l'importance d'une approche équilibrée, où l'innovation en matière de conception est harmonisée avec l'exécution pratique pour garantir que les composants finaux sont à la fois de haute qualité et adaptés à l'usage prévu.

Processus de fabrication de pièces métalliques - Pliage de tôles

Le pliage de tôle CNC implique l'utilisation de presses plieuses pour manipuler la tôle dans les formes souhaitées. Bien que l'outillage soit un aspect fondamental de ce processus, tous les pliages ne nécessitent pas de matrices personnalisées, ce qui offre un certain degré de flexibilité dans le processus de fabrication. Les opérateurs manuels jouent un rôle crucial et le type d'équipement utilisé peut influencer de manière significative les tolérances de rayon de courbure obtenues. Les principaux éléments à prendre en compte dans le pliage de tôles CNC sont les suivants :

• Formation des angles : Il n'est généralement pas possible d'obtenir un véritable angle de 90° ; les angles auront un rayon.
• Angles de pliage : La tolérance standard pour les angles de courbure est de ± 0,5°, ce qui garantit la précision tout en permettant une variance minimale.
• Longueur de pliage : Les tolérances pour la longueur de pliage sont généralement de ±0,20 mm (0,010″) par courbure, ce qui permet d'équilibrer la précision et la flexibilité du processus de pliage.

Processus de fabrication de pièces métalliques - Emboutissage

La tolérance d'emboutissage désigne l'écart admissible entre les dimensions et les formes au cours du processus d'emboutissage. Ce processus implique l'utilisation de matrices pour découper et former des feuilles de métal dans des formes et des tailles spécifiques. La précision de l'emboutissage est influencée par plusieurs facteurs, notamment le type de matériau, son épaisseur et la complexité des matrices. Les principaux éléments à prendre en compte pour la tolérance de l'emboutissage sont les suivants :

• Comportement des matériaux : Les différents matériaux réagissent différemment à l'emboutissage, ce qui influe sur la précision du produit final.
• Précision des matrices : La complexité et la précision des matrices utilisées ont un impact direct sur la tolérance réalisable.
• Vitesse du processus : La vitesse du processus d'emboutissage peut influer sur la production de chaleur et la déformation du matériau, ce qui a un impact sur la tolérance.

Processus de fabrication de pièces métalliques - Poinçonnage

La tolérance de poinçonnage concerne les écarts admissibles au cours du processus de poinçonnage, au cours duquel des trous ou des formes sont créés dans la tôle. La précision du poinçonnage est primordiale pour garantir l'intégrité fonctionnelle et structurelle du produit final. Les facteurs influençant la tolérance de poinçonnage sont les suivants :

• L'usure des outils : L'état et l'usure des outils de poinçonnage peuvent affecter la précision des trous ou des formes poinçonnées.
• L’épaisseur du matériau : Les matériaux plus épais peuvent présenter des difficultés pour maintenir des tolérances serrées.
• Le calibrage des machines : Le calibrage et l'entretien des poinçonneuses jouent un rôle crucial dans l'obtention des tolérances souhaitées.

Processus de fabrication de pièces métalliques - Laminage

La tolérance de laminage concerne les variations admissibles au cours du processus de laminage, au cours duquel la tôle passe à travers des rouleaux pour obtenir des épaisseurs ou des formes spécifiques. L'uniformité et la cohérence de la tôle laminée sont essentielles et dépendent fortement de l'épaisseur du matériau. Aspects clés de la tolérance de laminage :

• État des rouleaux : L'état et l'alignement des rouleaux influencent l'uniformité de la tôle laminée.
• Propriétés du matériau : Les propriétés inhérentes du matériau, notamment sa ductilité et sa résistance, ont une incidence sur la tolérance de laminage.
• La température : La température pendant le laminage peut affecter le comportement du matériau et, par conséquent, la tolérance obtenue.

Les pièces et conceptions en métal intègrent généralement un certain nombre de caractéristiques de conception standard qui améliorent l'utilité, la résistance, la rigidité ou d'autres propriétés de la pièce en fonction de l'application et des besoins finaux. Lors de l'incorporation de ces caractéristiques de conception, il est important de comprendre leur rôle et les directives nécessaires à leur utilisation dans une pièce donnée. Nous avons présenté les caractéristiques les plus courantes, les tolérances de base et les conseils d'utilisation.

Dans la fabrication de pièces métalliques, la conception des pliages et des brides est essentielle pour atténuer l'effet de retour élastique et réduire le risque de déchirure du métal. L'utilisation de jeux de matrices standard, y compris des outils de 0,80 mm (0,030″) pour les angles internes, peut être avantageuse, ou bien il est essentiel de consulter votre fabricant au sujet des outils disponibles.

La conception de pliages sur le même plan et dans la même direction améliore l'efficacité en éliminant la nécessité de réorienter les pièces pendant la fabrication. En outre, l'uniformité du rayon de courbure est une stratégie rentable, particulièrement cruciale lorsque l'on travaille avec des matériaux épais pour lesquels la réalisation de petites courbures précises peut s'avérer difficile.

Les décalages, caractérisés par un double pliage formant une forme de Z, sont courants pour créer des niveaux dans la tôle ou fabriquer des supports et des pinces. Comme les autres pliages, les décalages doivent respecter des directives de conception spécifiques afin de garantir l'intégrité structurelle et la fonctionnalité.

Principales lignes directrices pour la conception de pliages décalés

• Rayon de courbure intérieur : Il doit être au moins équivalent à l'épaisseur du matériau pour éviter les fractures ou les déformations. Pour l'acier à faible teneur en carbone, le rayon minimum est soit ½ de l'épaisseur de la tôle, soit 0,80 mm (0,03″), la valeur la plus élevée étant retenue.
• Longueur de la bride : Elle doit être au moins trois fois supérieure à l'épaisseur de la tôle pour garantir la stabilité et la résistance.
• Pliages décalés : Maintenir des plans parallèles espacés d'au moins deux fois l'épaisseur de la tôle pour éviter de compromettre la structure.

Dans la fabrication de pièces métalliques, les boucles sont utilisées pour renforcer le bord de la tôle et atténuer l'exposition des arêtes vives, améliorant ainsi la sécurité et la durabilité. À la différence d'un ourlet, les boucles se caractérisent par le fait que le bord se retourne vers l'intérieur, créant ainsi un rouleau circulaire. Elles peuvent être conçues pour être décentrées ou centrées, en fonction de l'application spécifique et des exigences de conception.

Lignes directrices pour la conception des boucles

• Rayon extérieur : Il doit être au moins égal au double de l'épaisseur du matériau pour garantir l'intégrité structurelle.
• Rayon d'ouverture de la boucle : L'utilisation d'un rayon égal à deux fois l'épaisseur du matériau permet d'obtenir un rayon d'ouverture de la boucle égal à l'épaisseur du matériau.
• Taille de l'ouverture : L'ouverture de la boucle doit être au moins équivalente à l'épaisseur du matériau pour maintenir la cohérence et la résistance.

Le tableau suivant indique les distances minimales à respecter en fonction de la relation entre une boucle et d'autres éléments tels que les trous et les courbes dans la fabrication de pièces métalliques.

Chaque entrée du tableau fournit une distance précise, calculée sur la base du rayon de la boucle et de l'épaisseur du matériau, afin de guider les concepteurs et les fabricants dans l'obtention d'un espacement optimal entre ces éléments, garantissant ainsi une intégration correcte et des performances structurelles accrues.

Les ourlets sont un élément essentiel de la conception des tôles, car ils renforcent la solidité des bords et éliminent les aspérités, bien qu'ils ajoutent du poids à la pièce. L'ourlet est le processus de pliage d'une pièce de tôle sur elle-même ; il peut améliorer l'esthétique en masquant les arêtes ou les bavures, et apporter une résistance et un renforcement supplémentaires.

La réalisation d'ourlets plats peut entraîner des fractures du matériau ; la conception doit donc se concentrer sur des ourlets ouverts ou « en larme » pour atténuer ce risque.

Principales lignes directrices pour la conception d’ourlets

Ourlets ouverts :

• Le diamètre intérieur doit être au moins égal à l'épaisseur du matériau pour garantir l'intégrité structurelle.
• Une approche prudente est nécessaire pour les diamètres plus importants, car ils peuvent perdre leur forme.
• La bride de retour doit être au moins quatre fois plus épaisse que le matériau pour maintenir la stabilité.

Ourlets « en larme » :

• Ils doivent également avoir un diamètre intérieur au moins égal à l'épaisseur du matériau.
• Les ouvertures doivent représenter au moins ¼ de l'épaisseur du matériau afin de préserver l'intégrité structurelle.
• La bride de retour doit être au moins quatre fois plus épaisse que le matériau pour garantir la robustesse.

L'intégration de ces paramètres de conception spécifiques garantit que les ourlets contribuent efficacement à la résistance structurelle et à la sécurité des pièces métalliques, en équilibrant l'amélioration des attributs fonctionnels et le respect des normes de sécurité.

Le tableau suivant indique les distances minimales à respecter entre un ourlet et d'autres éléments tels que les trous et les pliages dans les pièces métalliques. Ces distances, calculées en fonction de l'épaisseur du matériau et du rayon de l'ourlet, sont essentielles pour garantir l'intégrité structurelle et une fonctionnalité optimale pendant la fabrication.

Dans la fabrication de pièces métalliques, la conception des trous est un aspect critique qui exige de la précision et le respect de directives spécifiques. Le diamètre des trous doit être au moins équivalent à l'épaisseur du matériau pour éviter les bavures excessives et garantir la longévité de la pièce. Un espacement correct entre les trous est également essentiel pour maintenir leur forme au cours des étapes de traitement ultérieures.

Principales lignes directrices pour la conception des trous

• Exigences en matière de diamètre : Les trous et les fentes doivent avoir un diamètre au moins égal à l'épaisseur du matériau ou à 1,00 mm (0,04″), la valeur la plus élevée étant retenue. Dans le cas d'un alliage ou d'un acier inoxydable, le diamètre doit être au moins deux fois supérieur à l'épaisseur du matériau.
• Prise en compte de la résistance des matériaux : Pour les matériaux plus résistants, le diamètre des trous et des fentes doit être plus important afin de garantir l'intégrité structurelle et la fonctionnalité.

Ces lignes directrices sont essentielles pour garantir que les trous conçus contribuent à la qualité, à la durabilité et aux performances globales des composants métalliques.

Ce tableau fournit des indications spécifiques sur les distances minimales requises entre les trous, les fentes et d'autres caractéristiques dans la fabrication de pièces métalliques. Chaque paramètre est soigneusement calculé, en tenant compte de facteurs tels que l'épaisseur du matériau et le rayon de courbure, afin de faciliter une conception et une fabrication optimales.

Les encoches et les languettes sont deux approches permettant d'obtenir un espace supplémentaire lors de la conception d’une pièce métallique afin d'éviter les interférences entre les caractéristiques ainsi que permettre l'accès à l'outil pendant la fabrication. Les encoches impliquent l'élimination d'une section de tôle non désirée du bord extérieur de la pièce, tandis que les languettes sont des protubérances qui s'étendent à partir du bord, souvent utilisées à des fins de pliage ou d'assemblage.

Principales lignes directrices pour la conception des encoches et des languettes

Encoches :

• Doivent avoir une épaisseur d'au moins 1 mm (0,04″) ou équivalentes à l'épaisseur du matériau, la valeur la plus élevée étant retenue.
• La longueur d'une encoche droite ou arrondie ne doit pas dépasser 5 fois l'épaisseur du matériau.
• Pour les encoches en V, la longueur ne doit pas dépasser deux fois la largeur.
• Le rayon de l'angle d'une encoche doit être égal à 0,5 fois l'épaisseur du matériau.

Languettes :

• La largeur minimale doit être de 3,2 mm (0,126″) ou deux fois l'épaisseur du matériau, la valeur la plus élevée étant retenue.
• La profondeur d'une languette ne doit pas dépasser 5 fois sa largeur afin de garantir l'intégrité structurelle.

Ces spécifications sont essentielles pour garantir que les encoches et les languettes sont conçues et fabriquées avec une résistance, une précision et une fonctionnalité optimales, contribuant ainsi à la qualité globale des composants métalliques.

Le tableau ci-dessous présente les distances minimales à respecter pour positionner les encoches et les languettes par rapport aux courbures, aux trous et entre elles dans les conceptions de pièces métalliques. Ces directives sont essentielles pour garantir l'intégrité structurelle et la fonctionnalité des pièces fabriquées, en tenant compte de l'épaisseur du matériau et de l'emplacement des caractéristiques spécifiques.

Les congés sont utilisés dans la conception des pièces métalliques pour transformer les arêtes vives en arêtes arrondies, ce qui réduit les risques pour la sécurité et permet de retirer facilement la pièce de l'outil. Ces arêtes arrondies améliorent non seulement la sécurité, mais facilitent également l'assemblage, le traitement de surface et les processus d'emballage.

Principales lignes directrices pour la conception des congés

• Taille : La taille des congés doit être équivalente à la moitié de l'épaisseur du matériau. Cela permet de s'assurer que les arêtes sont suffisamment arrondies pour éliminer les problèmes de sécurité tout en maintenant l'intégrité structurelle de la conception.

La mise en œuvre précise des congés d'angle contribue à la sécurité, à la fonctionnalité et à l'efficacité globales des composants métalliques pendant les phases de fabrication et d'utilisation.

Les coupes en relief permettent de gérer la déformation de la tôle, en particulier pour les pièces plus épaisses avec de petits rayons de courbure. Elles atténuent les problèmes tels que les débordements, les déchirures près des bords et les déformations indésirables pendant le pliage en canalisant efficacement le matériau.

Principales lignes directrices pour la conception de coupes en relief

• Largeur : La largeur d'une coupe en relief doit être au moins égale à l'épaisseur du matériau pour assurer une gestion efficace de la déformation du matériau.
• Longueur : La longueur doit être supérieure au rayon de courbure pour tenir compte du déplacement du matériau pendant le pliage.

Les fossettes sont une autre caractéristique dans la conception de pièces métalliques. Il s'agit de petits trous dans la tôle créés par des matrices métalliques personnalisées. Ces fossettes améliorent la résistance et la rigidité, réduisent le poids en enlevant de la matière et peuvent améliorer l'aspect esthétique par rapport à un schéma de trous régulier.

Principales lignes directrices pour la conception de fossettes

• Diamètre : Le diamètre maximal doit être limité à 6 fois l'épaisseur du matériau pour maintenir l'intégrité structurelle.
• Profondeur : La profondeur d'une fossette ne doit pas dépasser la moitié de son diamètre intérieur afin de ne pas compromettre la résistance et la durabilité du matériau.

Ces lignes directrices garantissent que les coupes en relief et les fossettes sont conçues et mises en œuvre avec précision, contribuant ainsi à la qualité globale, à la fonctionnalité et à l'attrait esthétique des composants métalliques.

Le tableau suivant donne des indications spécifiques sur les distances minimales requises entre les fossettes et d'autres caractéristiques telles que les bords, les courbures et les trous dans la fabrication de pièces métalliques.

Les goussets offrent une solution pratique pour améliorer la résistance des brides sans avoir recours au soudage. Ces composants spécialisés sont intégrés dans les conceptions de pièces métalliques pour renforcer l'intégrité structurelle, garantissant que les produits finaux peuvent résister à diverses contraintes et déformations au cours de leur durée de vie.

La production de goussets implique généralement un outillage sur mesure, un processus qui permet la précision et la personnalisation pour répondre à des critères de conception et de performance spécifiques. Cette approche garantit que les goussets sont conçus pour s'adapter et fonctionner de manière optimale dans le cadre d'une conception plus large, contribuant ainsi à la durabilité et à la fiabilité des composants métalliques, tout en rationalisant le processus de fabrication en éliminant le besoin de soudage.

Les distances minimales à respecter entre un gousset et d'autres éléments tels que les bords et les trous dans les composants métalliques sont indiquées ci-dessous. Ces lignes directrices sont calculées en tenant compte de l'épaisseur du matériau et des caractéristiques spécifiques concernées, dans le but d'obtenir une conception équilibrée et efficace.

Les lances sont un élément spécifique de la fabrication de pièces métalliques qui se caractérise par la technique consistant à couper et à plier une pièce de matériau sans en retirer aucune partie. Ce processus modifie efficacement la forme du matériau et est couramment utilisé pour créer des évents et des ouïes de ventilation, facilitant ainsi la circulation de l'air à travers la pièce.

• Lances ouvertes ou languettes : Elles doivent avoir une largeur minimale de 3,00 mm (0,125″) ou deux fois la largeur du matériau, la plus grande de ces deux valeurs étant retenue. La largeur maximale autorisée est plafonnée à cinq fois la largeur initiale afin de maintenir l'intégrité structurelle.
• Lances fermées ou ponts : La largeur minimale des lances fermées est fixée à 1,60 mm (0,06″) ou à deux fois la largeur du matériau, la valeur la plus élevée étant retenue. En ce qui concerne la hauteur, elle ne doit pas dépasser cinq fois l'épaisseur du matériau à un angle de 45° pour garantir la stabilité et la fonctionnalité.

La création de lances nécessite souvent un outillage spécialisé pour réaliser des découpes et des pliages précis, afin de garantir que la forme modifiée réponde aux spécifications de la conception et aux exigences fonctionnelles. Les distances entre une lance et un trou traversant sont détaillées ci-dessous.

Les nervures et les gaufrages sont des caractéristiques intégrales qui améliorent l'intégrité structurelle et l'attrait esthétique des produits finis. Les nervures ajoutent de la résistance et de la rigidité aux composants métalliques, réduisant ainsi la nécessité d'utiliser des matériaux plus épais et plus lourds.

Les gaufrages, quant à eux, sont des motifs en relief ou en creux sur la surface qui peuvent servir à la fois à des fins fonctionnelles et décoratives. Ces caractéristiques sont produites pour répondre à des critères de conception et de performance spécifiques, ce qui garantit que chaque composant métallique est optimisé pour l'application à laquelle il est destiné.

Principales lignes directrices pour la conception des nervures et des gaufrages

• Rayon intérieur des nervures : Le rayon intérieur d'une nervure ne doit pas dépasser trois fois l'épaisseur du matériau afin de garantir la stabilité de la structure.
• Profondeur du gaufrage rond ou de la nervure : La profondeur maximale est égale au rayon intérieur, ce qui permet d'équilibrer l'intégrité structurelle et l'esthétique.
• Profondeur du gaufrage plat : La profondeur doit être égale au rayon intérieur plus le rayon extérieur, afin d'assurer une intégration harmonieuse dans le design global.
• Profondeur du gaufrage en V : La profondeur maximale d'un gaufrage en V est plafonnée à trois fois l'épaisseur du matériau, ce qui garantit la solidité structurelle et l'esthétique du gaufrage.

Le tableau ci-dessous indique la distance minimale nécessaire pour l'intégration de nervures ou de gaufrages dans les composants métalliques.

*Veuillez utiliser ces chiffres uniquement à titre d'orientation pour la conception de pièces métalliques et vérifiez toujours les recommandations de votre fabricant avant d'achever votre conception.

Soudage

La préparation du soudage est une étape critique, en particulier pour certains matériaux qui nécessitent des processus de pré-soudage tels que le meulage. La phase de conception doit anticiper ces besoins afin de garantir un processus de soudage efficace et sans heurts. La précision dans l'établissement des tolérances est essentielle, car des tolérances plus serrées peuvent réduire le besoin de matériaux et de techniques de soudage supplémentaires.

Principales lignes directrices pour le soudage

• Soudage à la main : Cette technique est recommandée pour les matériaux d'une épaisseur supérieure à 20 gauges, assurant un équilibre optimal entre sécurité et efficacité.
• Accès à la tête de soudage : La conception doit tenir compte des exigences en matière d'espace physique pour les têtes de soudage. Dans les espaces confinés ou les angles internes, un dégagement minimum de 40 à 50 mm est souvent nécessaire pour que l'équipement de soudage puisse accéder aux zones désignées et les souder efficacement.

Ces considérations de conception sont cruciales pour faciliter un processus de soudage rationalisé, améliorant à la fois la qualité et l'efficacité du produit final fabriqué. Le tableau ci-dessous présente des lignes directrices supplémentaires à prendre en considération.

Les fraisures et les lamages jouent un rôle essentiel dans l'obtention d'une surface plane pour une fixation sans soudure entre les pièces. Une fraisure se caractérise par un trou conique, conçu pour accueillir des vis, garantissant une surface lisse après l'assemblage.

En revanche, un lamage se caractérise par un trou droit à fond plat, généralement conçu pour accueillir des boulons ou des écrous. Il est important de noter que ces caractéristiques ne sont pas recommandées pour les matériaux minces en raison de problèmes d'intégrité structurelle.

Principales lignes directrices pour la conception des fraisures et des lamages

• Profondeur de la fraisure : La profondeur de la fraisure ne doit pas dépasser 0,6 fois l'épaisseur du matériau afin de maintenir l'intégrité structurelle.
• Contact entre la fraisure et l’élément de fixation : Il doit y avoir au moins 50 % de contact entre une fraisure et un élément de fixation pour assurer une connexion sûre et stable.

Ces lignes directrices sont essentielles pour optimiser la fonctionnalité et la durabilité des pièces métalliques assemblées, en veillant à ce que les fraisures et les lamages soient efficacement intégrés sans compromettre l'intégrité structurelle des matériaux concernés.

Le tableau suivant indique les paramètres de distances minimales à respecter entre ces caractéristiques et d'autres éléments tels que les bords et les courbures, ainsi qu'entre les caractéristiques elles-mêmes.

L'un des moyens les plus courants d'assembler des pièces métalliques consiste à utiliser des fixations ou des rivets pour assembler des pièces métalliques et des sous-ensembles. Bien que la sélection des fixations soit un sujet complexe en soi, certaines considérations de conception doivent être prises en compte lorsque des fixations doivent être incluses dans la conception de la pièce.

Principales lignes directrices pour l'inclusion d'éléments de fixation dans la conception

• Fixations filetées : La largeur et la profondeur du filetage doivent être prises en compte et calculées en fonction du filetage et du type de vis utilisés (les vis à métaux étant les plus courantes). Le matériau devra également être suffisamment épais pour permettre un nombre suffisant de tours (au moins 3) lors du vissage.
• Rivets : Les rivets ont une taille de trou minimum / maximum à prendre en compte lors de leur installation. Votre fournisseur de rivets vous donnera des indications sur la taille du trou en fonction du rivet choisi.
• Placement de la quincaillerie par rapport au bord : Une distance minimale doit être respectée entre un trou fileté et le bord d'une pièce afin de s'assurer que la quincaillerie est bien fixée, qu'il n'y aura pas de dommages pendant le vissage et que la pièce sera bien fixée.

Vous devez utiliser ces chiffres à titre indicatif, mais n'oubliez pas de vérifier avec votre fabricant de pièces métalliques lorsque vous examinez avec lui le schéma. Le site web de PennEngineering fournit des détails supplémentaires et des spécifications pour les fixations courantes.

Avec plus de 15 ans d'expertise dans la fabrication de pièces métalliques en Chine, notre équipe qualifiée d'ingénieurs et de techniciens de Komaspec s'engage à atteindre l'excellence dans chaque projet.

Avec plus de vingt ingénieurs et chefs de projet, nous fournissons des études et des analyses approfondies sur la conception de pièces métalliques en offrant un retour d'information complet sur la conception pour la fabrication (Design for Manufacturability - DFM).

Notre approche collaborative vise à améliorer la fonctionnalité des produits tout en minimisant les dépenses de fabrication

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