Pièces de la machine de formage par laminage

Le profilage est un procédé de formage du métal utilisé pour produire de longues sections de tôle. A machine de formage de rouleaux forme progressivement la tôle à travers une série de stations de laminage jusqu'à ce que le profil de la section transversale souhaitée soit obtenu. Les pièces formées par laminage ont un large éventail d'applications dans des secteurs tels que la construction, l'automobile, l'électroménager, etc.

Ce guide complet aborde les différents composants et pièces qui constituent une profileuse. Il présente également les principes de fonctionnement, les types de profileuses, les principaux fournisseurs, les applications, les avantages et les limites.

Vue d'ensemble des pièces de la profileuse

Une profileuse se compose d'une série de stations, chacune dotée d'un ensemble de cylindres qui forment progressivement la tôle au fur et à mesure de son passage dans la machine. Les principaux composants et pièces d'un système de profilage sont les suivants :

ComposanteDescription
DérouleurIntroduit la bobine de tôle plate dans la profileuse
MangeoireContrôle l'alimentation du matériau dans la section de profilage
Stations de formage de rouleauxUne série de stations avec des rouleaux qui plient et forment le matériau dans le profil désiré.
CoupureCoupe le profilé formé aux longueurs souhaitées
EmpileurEmpile les pièces coupées pour une manipulation aisée
ContrôlesContrôles informatisés pour définir et surveiller les paramètres du processus
EntraînementsAssure la transmission de la puissance aux rouleaux et à l'alimentation en matériau
Cadreabrite les stations de laminage et d'autres composants

Ces sections principales sont constituées de nombreuses pièces usinées sur mesure qui composent le système de profilage. Les principaux composants de chaque section sont les suivants

Pièces pour dérouleurs

PartieDescription
Mandrin à bobineArbre extensible sur lequel la bobine est chargée
bras de dérouleurSoutient et guide la feuille dans la machine
NiveleurCorrige la mise en place de la bobine et la déformation initiale
Rouleau d'alimentationIntroduit la tôle dans la machine
rouleau pincéApplique une pression pour saisir et faire avancer la feuille
Guides feuillesMaintien de l'alignement des feuilles
Voiture à bobinePermet le chargement et le déchargement des bobines

Pièces de la section de formage

PartieDescription
Rouleaux de formagePlier progressivement la tôle pour obtenir le profil souhaité
BoîtiersSoutient les rouleaux de formage
Arbres à rouleauxEntraînement des cylindres de formage
Boîtes de vitessesTransmettre la puissance aux arbres à rouleaux
PaliersPermettre une rotation à faible frottement des arbres à rouleaux
Entretoises pour rouleauxRéglage de l'espacement des rouleaux et de l'ouverture du matériau

Pièces de la section de tronçonnage

PartieDescription
Lame de cisailleDécoupe du profilé formé
Maintenir enfoncéSerrage de la pièce pour un cisaillement net
ConvoyeurÉloigne les pièces coupées

Pièces supplémentaires

PartieDescription
Protections et couverturesAssure la sécurité en couvrant les pièces mobiles
CapteursContrôler le fonctionnement de la machine
Système hydrauliquePermet d'actionner les sections de la machine
Système de lubrificationApplique un lubrifiant pour réduire l'usure

La configuration exacte des pièces varie selon les types et les tailles de profileuses. Toutefois, les composants de base décrits ici constituent l'ossature de toute ligne de profilage standard.

pièces de la machine de formage par roulage
Pièces de la profileuse 4

Principe de fonctionnement des profileuses

Le principe de fonctionnement des profileuses est assez simple. Essentiellement, le processus consiste à former progressivement la tôle en la pliant à travers une série de stations jusqu'à ce que la section transversale finale soit obtenue.

Voici les principales étapes :

  1. La bobine de tôle est chargée sur le mandrin du dérouleur.
  2. Le dérouleur alimente la feuille plate dans la section de formage par laminage.
  3. La feuille passe par une série de stations de laminage, chacune dotée d'un ensemble de rouleaux.
  4. À chaque station, les rouleaux entrent en contact avec la feuille, ce qui provoque une déformation plastique.
  5. L'action de flexion incrémentale forme progressivement le matériau dans le profil souhaité.
  6. Les pièces terminées sont coupées à la longueur et rassemblées sur un convoyeur ou un empileur.
  7. Le squelette usagé est recyclé dans le processus.

L'action du profilage repose sur les principes de la flexion plastique du métal au-delà de sa limite d'élasticité. Au fur et à mesure que la tôle se déplace dans la machine, les rouleaux transversaux induisent une contrainte de flexion tandis que les rouleaux longitudinaux contrôlent le flux de matériau entre les stations.

Les variables clés qui déterminent l'action de formation sont les suivantes :

  • Géométrie du rouleau
  • Espacement vertical des rouleaux
  • Espacement des rouleaux horizontaux
  • Epaisseur du matériau
  • Propriétés des matériaux
  • Espacement entre stations
  • Vitesse de rotation du rouleau
  • Vitesse d'alimentation du matériau

En optimisant ces paramètres, les profileuses peuvent produire des profils précis et de haute qualité de manière continue et efficace. Les stations de formage modulaires peuvent être configurées de manière flexible pour produire une large gamme de profils.

Principaux types de profileuses

Les profileuses peuvent être classées en fonction de la conception du châssis, du degré d'automatisation et de la direction du flux de matériau. Les principaux types de profileuses sont les suivants :

Basé sur le châssis

TaperDescription
Cadre en CLe centre ouvert permet de changer facilement de rouleau
Cadre en OConception entièrement fermée pour plus de sécurité
Cadre en UBonne rigidité adaptée aux profils lourds
Rayon multipleSpécialisé pour les profils courbes complexes

Basé sur l'automatisation

TaperDescription
ManuelModèles de base avec commandes manuelles
Semi-automatiqueDéformation automatisée avec manipulation manuelle des matériaux
Entièrement automatiqueAutomatisation complète en ligne
PersonnaliséDes solutions sur mesure pour des applications spécifiques

Basé sur le flux d'articles

TaperDescription
HorizontalFlux de matière horizontal adapté aux pièces longues
VerticalEmpreinte compacte pour un gain de place
InclinéAngle d'installation réglable

En sélectionnant les types de profileuses appropriés en fonction des besoins de production, il est possible de mettre en place des machines optimales pour chaque application.

Principaux fabricants de profileuses

Il existe un certain nombre de fabricants mondiaux de premier plan qui fournissent des équipements et des machines de profilage. Parmi les principaux acteurs, on peut citer

EntrepriseDescription
FormtekGamme complète de profileuses en C et en O
Electro-MecFournisseur de premier plan basé aux États-Unis depuis 1959
Groupe BradburyGamme complète de solutions de profilage
DimecoMachines de formage de rouleaux à usage intensif jusqu'à 10000 kN
Machines SamcoFabricant taïwanais de profileuses économiques
Shanghai RollformingFabricant chinois exportant dans le monde entier
T&H LemontSpécialisé dans le profilage de tubes et de tuyaux
MetformFabricant australien spécialisé dans le formage des métaux
EnsalcoFabricant basé en Inde exportant dans le monde entier

Ces entreprises proposent des équipements de profilage standard ou personnalisés pour répondre aux différents besoins de production des industries.

Applications des pièces formées par laminage

En raison de ses capacités de formage continu, efficace et polyvalent, le profilage est utilisé pour produire en masse un large éventail de pièces et de profils.

Les applications les plus courantes sont les suivantes :

L'industrieApplications typiques
La constructionPanneaux de toiture, cadres de porte, montants, bardage
AutomobileCadres de fenêtres, garde-corps, barres anti-intrusion
Appareils électroménagersPanneaux, boîtiers, poignées de porte, cadres
MobilierRacks, unités de stockage, étagères, cadres
InfrastructureGlissières de sécurité, profils de drainage, poteaux électriques
EmballageRayonnages, palettes, plateaux, bacs

Presque toutes les sections de profilés ouverts nécessitant une production continue peuvent être formées par laminage, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les coûts par rapport à d'autres procédés tels que la fabrication ou le moulage.

Avantages du laminage

Le formage par laminage présente plusieurs avantages qui le rendent idéal pour le formage à haute productivité de profilés métalliques :

ParamètreBénéfice
Délai d'exécutionDélai plus court entre la conception et la production
EfficacitéUtilisation élevée des matériaux et vitesse de la ligne
FlexibilitéChangement rapide de rouleau entre les profils
QualitéExcellente précision dimensionnelle et finition de surface
AutomatisationConvient à la production de masse automatisée
PolyvalenceUne large gamme de matériaux et d'épaisseurs peut être formée
CoûtCoûts initiaux et coûts d'exploitation réduits

Des facteurs clés tels que le gaspillage minimal de matériaux, les faibles coûts d'outillage et la réduction de la finition permettent de réduire le coût global des pièces par rapport à d'autres méthodes.

pièces de la machine de formage par roulage
Pièces de la profileuse 5

Limites du processus de laminage

Malgré ses avantages, le profilage présente également certaines limites :

LimitationDescription
Complexité du profilNe peut pas produire des formes très complexes
Restrictions de tailleLimité à des largeurs et des rayons relativement étroits
La forceRésistance inférieure à celle des pièces forgées ou corroyées
TrousImpossible de percer des trous sur la longueur du profilé
Taille du lotConvient pour les longues séries de production, pas pour les petits lots
Type de matériauSeuls les métaux ductiles, comme les alliages d'acier, peuvent être formés par laminage.

Pour certaines applications nécessitant des profils 3D complexes, des tolérances serrées ou des séries courtes, d'autres procédés tels que l'emboutissage, la fabrication ou le moulage peuvent être mieux adaptés.

Prix des profileuses

Les équipements de profilage représentent un investissement majeur pour une usine de fabrication. Les prix varient considérablement en fonction de facteurs tels que

FacteurImpact sur le prix
Vitesse de la ligneLes machines plus rapides coûtent plus cher
Degré d'automatisationLes modèles manuels sont les moins chers
Type de matériauLes machines pour les métaux plus épais/durcis coûtent plus cher
Longueur de la ligneLes lignes plus longues avec plus de stations coûtent plus cher
MarqueLes marques haut de gamme ont des prix plus élevés
PersonnalisationLes machines standard sont moins chères que les machines sur mesure

Les fourchettes de prix typiques pour les nouveaux équipements de profilage sont les suivantes :

Cote de la machineÉchelle des prix
Légèreté$50,000 – $150,000
Moyennement robuste$150,000 – $500,000
Robuste$500,000 – $2,000,000
Haut débitPlus de $2 000 000

L'achat de matériel d'occasion permet de réduire considérablement les coûts d'investissement. Mais la productivité peut être plus faible sur les vieilles machines.

Choisir un fabricant de profileuses

Lorsque l'on investit dans un équipement de profilage, il est essentiel de choisir le bon fournisseur. Voici les facteurs clés à prendre en compte :

ParamètreCritères d'évaluation
TechnologieModélisation 3D avancée, usinage de précision, contrôles
VivreUne expérience éprouvée, des années d'activité
CapacitéGamme de tailles de machines proposées
PersonnalisationCapacité à modifier les besoins spécifiques
Capacité de productionSuffisante pour répondre à la demande
ServiceAssistance à l'installation, formation fournie
TarificationDes prix compétitifs en rapport avec les caractéristiques
Délai d'exécutionCapacité à respecter le calendrier
CertificationSystème de gestion de la qualité certifié ISO
SoutienRéactivité dans la résolution des problèmes

Les avis des pairs de l'industrie, les visites de sites et les discussions avec les fournisseurs peuvent aider à évaluer ces paramètres afin de sélectionner la machine optimale.

Installation d'une profileuse

Une installation correcte est essentielle au bon fonctionnement des systèmes de profilage. Voici quelques éléments clés à prendre en compte :

ActivitéDescription
Préparation du siteFondation nivelée en béton, espace pour les bobines/convoyeurs
Équipement de levageGrue, chariot élévateur à fourche pour positionner les sections de machines
AssembléeCadres de machines à boulonner, protections supplémentaires, couvercles
AlignementAlignement précis des arbres à rouleaux et des stations
CalibrageRégler et tester tous les interrupteurs et commandes des capteurs
EssaisConfirmer la qualité du formage avant la production
Formation des opérateursExaminer les procédures d'exploitation, la sécurité

Les fournisseurs assurent généralement la supervision de l'installation. Mais le personnel interne doit participer pour comprendre le processus et les détails de l'équipement.

Fonctionnement de la profileuse

Le fonctionnement efficace des profileuses nécessite une formation et le respect des procédures établies :

ActivitéDescription
Chargement de la bobineUtiliser le mandrin et la méthode de chargement appropriés
FiletageIntroduire progressivement la feuille dans la machine
ParamétrageEntrer les valeurs de la recette pour la vitesse d'avance, la longueur de coupe, etc.
DémarrageFaire tourner la machine à faible vitesse pour confirmer le formage
ContrôleObserver le processus pour déceler d'éventuels problèmes, capteurs
Réglage de la vitesseMontée en puissance jusqu'à la vitesse de production requise
Contrôles de qualitéPrendre des mesures, vérifier la précision des pièces
FermetureArrêter les avances, permettre à la machine de dégager le stock
SécuritéRespecter à tout moment les pratiques d'exploitation sûres

Les opérateurs doivent connaître parfaitement les commandes de la machine et les procédures d'arrêt d'urgence.

Maintenance des machines de formage de rouleaux

Un programme d'entretien complet est essentiel pour assurer des performances optimales des laminoirs. Les aspects clés sont les suivants :

ActivitéDescription
InspectionsContrôler quotidiennement l'usure des rouleaux, le jeu et les pièces détachées.
LubrificationGraisser les roulements, les engrenages, selon le calendrier
Dégagement de la ligneEnlever souvent les dépôts de ferraille, la poussière et la saleté
Changement de rouleauLes jeux de rouleaux programmés changent en fonction du tonnage produit
Service de conduiteInspecter périodiquement les chaînes, les pignons et les accouplements.
HydrauliqueVérifier le niveau du liquide, les fuites, les joints des cylindres
ÉlectricitéInspecter périodiquement les fils, les commandes et les capteurs.
DossiersDocumenter toutes les activités de maintenance

Le remplacement des cylindres est une activité majeure pour restaurer la précision du profilage lorsque l'usure dépasse les tolérances.

Comment choisir entre le profilage et les autres procédés de formage des métaux ?

Le profilage offre des avantages uniques pour la production en grande série de pièces métalliques. Mais pour certaines applications, d'autres procédés peuvent s'avérer plus appropriés en fonction de facteurs tels que :

Facteur de comparaisonForme rouleauEstampillageExtrusion
Forme de la pièceProfils ouvertsFormes complexes en 2DProfils solides simples
Volume de productionHautMoyenne à élevéeHaut
Délai d'exécutionMoyenFaibleHaut
Coût de l'outillageMoyenTrès élevéMoyen
La forceMoyenHautMoyen
Précision dimensionnelleHautTrès élevéMoyen
FinitionBienExcellentJuste

Il est nécessaire de comprendre les exigences de l'application et de comparer les capacités des processus pour choisir la méthode optimale. Le profilage, l'emboutissage et l'extrusion se complètent pour répondre à un large éventail de besoins en matière de fabrication métallique.

machine de formage de rouleaux
Pièces de la profileuse 6

FAQ

Q : Quels types de matériaux peuvent être formés par roulage ?

La plupart des métaux ductiles tels que l'acier à faible teneur en carbone, l'acier inoxydable et les alliages d'aluminium peuvent être formés par laminage. Avec une puissance suffisante, des sections plus lourdes d'aciers à haute résistance, de cuivre et de laiton sont également possibles.

Q : Quelles sont les formes de profilés laminés les plus courantes ?

Les profilés en C, les profilés en Z, les canaux, les tubes carrés, les panneaux de toiture, les cornières figurent parmi les formes profilées les plus populaires. Des profils spéciaux tels que des panneaux courbes, des garde-corps, des cadres de porte sont également possibles.

Q : Comment les trous et les encoches sont-ils incorporés dans les pièces formées par laminage ?

Les trous et les encoches perpendiculaires à la longueur peuvent être poinçonnés dans une station de presse séparée avant ou après le profilage. Les fentes et les trous sur la longueur nécessitent des opérations ultérieures telles que le fraisage.

Q : Quelle est la plage d'épaisseur de la tôle qui peut être formée par roulage ?

Le profilage est très efficace pour les tôles d'une épaisseur comprise entre 0,3 mm et environ 3 mm. Des sections d'une épaisseur allant jusqu'à 8 mm peuvent être formées à l'aide de machines robustes.

Q : Quels sont les facteurs qui influencent la vitesse de la ligne de profilage ?

La puissance de la machine, l'épaisseur du matériau, la complexité du profilage, le nombre de stations et la qualité souhaitée déterminent la vitesse maximale de la ligne. Les vitesses de 15 m/min à 200 m/min sont typiques.

Q : Quels sont les défauts qui peuvent apparaître dans les pièces formées par laminage ?

La torsion, la courbure, l'évasement et l'enroulement longitudinal sont des défauts courants dus à des paramètres de traitement non optimisés ou à l'usure de l'outillage.

Q : Quelle est la sécurité requise pour les opérations de profilage ?

Tous les éléments mobiles doivent être entièrement protégés. Des arrêts d'urgence, des cordes de traction sur toute la longueur sont nécessaires. Le personnel doit porter un équipement de protection et rester à l'écart pendant le fonctionnement.

Q : Comment calculer les économies réalisées avec le profilage par rapport à la fabrication ?

Le profilage peut permettre de réaliser des économies de matériaux, de main-d'œuvre et d'énergie par rapport à la fabrication de profilés équivalents. Mais les coûts de conception et d'outillage peuvent être plus élevés.

Conclusion

Le profilage permet une production efficace et précise de profilés métalliques essentiels pour la construction, l'automobile et d'autres industries. La conception modulaire utilisant des composants usinés spécialisés rend le processus très flexible et évolutif. En comprenant les principales pièces des machines de profilage, leur principe de fonctionnement, les types, les applications et les meilleures pratiques opérationnelles, les fabricants peuvent tirer le meilleur parti de cette technologie polyvalente de formage des métaux.

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