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Theoretical and experimental study of the wear of blanking tools : influence on the quality of blanked pieces

By Hamid Makich

Abstract

La qualité des pièces découpées pour les industries électroniques et micromécaniques est appréciée via trois critères principaux : le niveau de bavure, l’aspect du bord découpé et la précision dimensionnelle. Or, l’étude de la qualité des pièces découpées ne peut se faire sans une compréhension de l’usure des poinçons. Ainsi, des méthodes de mesure en continu et in situ de l’usure ont été mises au point et validées, soit l’activation superficielle et la mesure par double réplique. Ainsi, il a été possible de suivre l’influence d’un certain nombre de paramètres du procédé sur l’évolution de l’usure lors du découpage. Par ailleurs, nous avons mis au point une méthode de quantification de la bavure sur la totalité du contour découpé. Il a ainsi été possible d’étudier l’évolution de la bavure au cours de la découpe. L’aspect des bords découpés a été examiné grâce à des relevés topographiques permettant le suivi de son évolution. Ainsi, une corrélation entre la cinétique d’usure des poinçons et l’apparition de la bavure a été établi. De plus, une simulation expérimentale de l’usure des poinçons a été entreprise. Un dispositif expérimental de tribométrie a été conçu et installé sur la ligne de presse, simulant les conditions de frottement d’un poinçon sur une tôle. Il a permis d’évaluer l’abrasivité des tôlesminces vis-à-vis des poinçons. Par ailleurs, une modélisation numérique de l'opération de découpage par éléments finis a été entreprise, permettant d’approcher le profil d’usure d’un poinçon de géométrie cylindrique. Et par conséquent la possibilité de prédire son évolution en fonction du nombre de pièces découpées devient accessible en fonction des paramètres du procédéThe blanked parts quality for electronic and amicromechanical industry is assessed using threemain criterions: the burr amount, the appearance ofthe cut edge and dimensional accuracy. However, thestudy of the quality of the blanked pieces can not bedone without an understanding of the punches wear.Thus, methods for continuous and in-situ wearmeasurements have been developed and validated:Thin Layer Activation and measurement by doublereplica. Thus, it was possible to follow the influenceof process parameters on the wear evolution duringblanking.In addition, we have developed a method forquantifying the burr on the entire blanked contour. Itwas thus possible to study the evolution of the burrduring blanking. The appearance of the cut edges wasexamined by means of topographic survey for monitoringits evolution. Thus, a correlation between the kinetics ofpunches wear and the appearance of the burr has beenestablished. In addition, an experimental simulation ofpunches wear was undertaken. An experimentaltribometry was designed and installed on the press line,simulating the conditions of friction of a punch on onesheet. It evaluated the abrasiveness of thin sheets againstthe punches.Additionally, a numerical modelling of blanking wasundertaken to approach the wear profile of a punch ofcylindrical geometry. And therefore the ability to predictits evolution contingent on the number of blanked pieces becomes available depending on process parameter

Topics: Découpage, Quantité de bavure, Usure des poinçons, Mesure in-situ, Activation superficielle, Coefficient de l'usure, Modelisation de l'usure, Blanking, Burr amount, Crushed burr, Punch wear, Cut edge profile, In-situ measurement, Open tribometer, Wear coefficient, Wear modelling, 621.8
Year: 2011
OAI identifier:
Provided by: Theses.fr
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