Distance minimale entre les coudes consécutifs des barres omnibus

Dans la fabrication d'ensembles complets d'équipements électriques, d'appareillages de commutation haute et basse tension et de transformateurs, le cintrage des barres omnibus en cuivre et en aluminium constitue une étape essentielle. Afin de respecter les contraintes d'agencement des ateliers et les exigences complexes de routage, les concepteurs s'efforcent souvent de réduire au maximum le nombre de coudes des barres omnibus. Cependant, en production, une distance minimale doit être respectée entre deux coudes consécutifs ; si cette distance est inférieure à cette limite, l'équipement ne pourra pas serrer correctement la pièce, ce qui risque d'entraîner une déformation importante de la barre omnibus.

Lorsqu'une machine à barres omnibus cintre une barre omnibus en cuivre, les matrices de cintrage (les matrices concaves et convexes) nécessitent une surface de contact suffisante pour fixer la barre omnibus ; cela crée une « zone morte de serrage ».(Article connexe : Limitations des matrices de pliage concaves pour le pliage en Z)

• Interférence des dés : Si le premier pli est trop proche du second, la première section pliée déjà formée entrera en collision avec la table de pliage, le vérin ou le dispositif de sécurité lors de la seconde opération de pliage.
• Exigences de serrage des sections droites :Il est impératif de maintenir une section droite suffisamment longue entre deux coudes afin de permettre au mécanisme de serrage de l'équipement de fixer solidement la barre omnibus en cuivre. Si la barre omnibus n'est pas correctement fixée, elle risque de glisser lors du cintrage, ce qui peut entraîner des déviations angulaires ou des rayures superficielles.

La distance la plus courte entre deux virages fait généralement référence à la distance L_min entre les axes de deux coudes consécutifs ; ou encore, cela désigne la longueur nette S_min de la section droite intermédiaire, qui présente une relation de proportionnalité directe et décisive avec la largeur d'ouverture de la filière V_largeur  de la matrice inférieure de cintrage de la barre omnibus.

La largeur de la rainure inférieure de la matrice constitue la contrainte physique la plus rigide ; lors du cintrage de la barre omnibus, celle-ci doit traverser l’ouverture en V de la matrice inférieure. Typiquement, le V_largeur  La largeur de la rainure de la matrice inférieure utilisée pour cintrer les barres omnibus est environ 8 à 10 fois supérieure à l'épaisseur de la barre. Autrement dit : plus la rainure de la matrice inférieure est large, plus le rayon de courbure (V) est important._largeur, plus la distance physique minimale requise entre les virages consécutifs est grande.

 V_largeur=(8~10)t

Le cintrage des barres omnibus est un procédé typique de cintrage en trois points. Lorsque la largeur de la gorge de la matrice inférieure est V, l'axe de cintrage (c'est-à-dire le point d'application du poinçon) se situe précisément au centre de la gorge. Dans cette configuration, la distance horizontale entre l'axe de cintrage et un bord de la matrice inférieure est exactement V/2.

Lors du traitement des coudes continus (en particulier les coudes en Z inversés) :

1) Une fois le premier coude formé, la barre omnibus prend la forme d'un « coin » dressé vers le haut ou suspendu vers le bas.

2) Lors du traitement du deuxième pli, la barre omnibus est avancée. Si la distance entre les deux plis est trop courte, le « coin » formé par le premier pli se coince directement contre le bord de la matrice inférieure ; par conséquent, la barre de cuivre ne peut pas reposer à plat contre la surface de la matrice inférieure, empêchant la machine d’effectuer la course descendante.

Par conséquent, la moitié de la largeur de la rainure inférieure de la matrice, notée V/2, constitue la limite physique principale de l'espacement minimal entre les plis consécutifs.

Pliage en Z — Principalement influencé par la largeur de la fente de la matrice

Si une barre omnibus comporte deux coudes en sens opposés et que la section de transition intermédiaire est trop courte, elle heurtera directement la paroi latérale de la matrice inférieure lors du cintrage. Généralement, la hauteur minimale (décalage) requise pour un cintrage en Z est de V/2 plus une marge de sécurité (généralement de 3 à 5 mm).

• Formule pour la longueur nette de la section droite intermédiaire :

S_min=V/2+(3~5)mm

• Formule de distance de l'axe de la ligne centrale de flexion(Compte tenu de l'épaisseur du matériau T et du rayon de courbure intérieur R) :

S_min=V/2+R+T+(3~5)mm

Courbure en U :

Si deux coudes consécutifs d'une barre omnibus sont orientés dans la même direction, on obtient un profil en U. Lors du second cintrage, le rebord formé par le premier ne doit pas entrer en contact avec les éléments mobiles de l'outillage supérieur. Par conséquent, l'espacement minimal requis pour un cintrage en U est principalement déterminé par l'épaisseur et la géométrie de l'outillage supérieur, ainsi que par la demi-largeur de la gorge en V de l'outillage inférieur.

• La barre omnibus repose sur la matrice inférieure, occupant la moitié de la largeur de la rainure en V de la matrice inférieure V/2 .
• L'outil de matrice supérieure doit s'étendre dans l'évidement en forme de U ; comme l'outil lui-même possède une certaine épaisseur, il occupe la moitié de la largeur de la matrice supérieure A/2.
• La première bride, qui a déjà été pliée, possède également sa propre épaisseur intrinsèque (t).

S_min=V/2+A/2+t

Afin de valider la précision de la formule de calcul de la distance minimale entre deux coudes consécutifs dans les barres omnibus, SUNSHINE a mené une série d'essais pratiques en laboratoire à l'aide de son équipement interne. Machine de cintrage de barres omnibus SS-30-3CNC PRO—en se concentrant plus particulièrement sur la formule en Z :

S_min=V/2+(3~5)mm

Le dispositif de test comprenait une barre omnibus d'une épaisseur de 10 mm et d'une largeur de 80 mm, associée à une matrice de pliage comportant une largeur de rainure inférieure (V) de 80 mm (ce qui signifie que la distance entre le bord inférieur de la matrice et le centre était de 40 mm) et un rayon de poinçon supérieur (R) de 5 mm, pour effectuer une opération de pliage en Z inversée :

Lorsque la distance est inférieure à V/2 :

Ajustez la butée arrière pour obtenir une longueur libre de 25 mm pour la section droite intermédiaire. Après avoir réalisé le premier cintrage, avancez la barre omnibus en cuivre en vue du second cintrage, en sens inverse.

Phénomène: Lorsque la matrice supérieure amorce sa descente, l'angle de la barre omnibus en cuivre préalablement pliée heurte violemment le bord de la matrice femelle de la matrice inférieure. La pression s'intensifiant, la barre omnibus ne parvient pas à s'engager correctement dans la rainure en V ; par conséquent, le bord de la matrice inférieure soumet la barre omnibus à une forte déformation par compression. En raison de cette résistance excessive, l'équipement déclenche son système de protection contre les surcharges et s'arrête. La surface de la pièce présente des indentations et des entailles profondes pouvant atteindre 2 mm, et l'angle de pliage prévu ne peut être obtenu.

Lorsque la distance est exactement V/2 :

La longueur utile de la section droite centrale est ajustée pour être exactement égale à 40 mm (la valeur de V/2).

Observation: Lors de la formation du second pli, le premier pli, déjà formé, glisse dans l'ouverture de la matrice inférieure, frôlant presque son bord. En raison de l'absence totale de marge de sécurité, dès le début de l'opération de pliage, le léger allongement du matériau dû à la contrainte de traction sur le rayon extérieur provoque un frottement important entre la barre omnibus en cuivre et le bord de la matrice inférieure. Bien qu'un pli en Z ait été réalisé avec succès, l'angle du premier pli a été dévié de son axe et déformé de 1,5° ; de plus, la partie centrale droite présentait des traces d'écaillage du métal dues au frottement contre le bord de la matrice inférieure.

Après avoir ajouté une marge de sécurité de 3 à 5 mm :

En respectant strictement la valeur de sécurité calculée via la formule prescrite, la longueur nette de la section droite a été fixée à 45 mm (plus précisément, le jeu de sécurité V/2+5 mm).

Observation: Lors de l'usinage, un jeu de sécurité visible d'environ 4 mm a été maintenu entre le premier pli et le bord de la matrice inférieure. La barre omnibus en cuivre reposait parfaitement contre la surface de la matrice inférieure, sans aucun signe de glissement ni de soulèvement. La précision de l'angle de pliure a atteint une tolérance de ±0,3°, la surface de la barre omnibus en cuivre est restée lisse et exempte de rayures, et la transition entre les deux sections courbes était exceptionnellement fluide et naturelle.

Conclusion: Ceci confirme que V/2 représente bien une limite infranchissable d'interférence mécanique. Cependant, V/2 à lui seul ne garantit que l'absence de collision entre machines, et non la qualité de l'usinage. Une marge de sécurité doit donc être introduite.

La distance minimale pour un cintrage continu n'est pas seulement un problème géométrique, mais reflète aussi l'ensemble du processus de fabrication de l'équipement. Choisir une machine à barres omnibus dotée d'une commande électrique de haute précision et d'une conception de moule optimisée permet de réaliser un réseau électrique plus compact et esthétique.

En tant que fournisseur mondial de premier plan de solutions de traitement des barres omnibus, SOLEIL s'engage à fournir des équipements de poinçonnage, de cisaillement et de pliage de barres omnibus CNC de haute précision. De plus, elle propose des moules personnalisés et une assistance logicielle pour relever les défis de procédés extrêmes tels que le cintrage de sections droites ultra-courtes et le cintrage par torsion continue en plusieurs étapes. Si vous rencontrez des difficultés d'agencement spatial lors du traitement de barres omnibus en cuivre, veuillez contacter l'équipe d'experts techniques de SUNSHINE pour une évaluation gratuite du procédé de cintrage et une solution de prototypage.