Pourquoi les racines de griffes cassent-elles sur un anneau Zamak ?

La rupture d'une racine de griffe sur un anneau de retenue de lunette Zamak demande deux défauts à la fois : un rayon de racine trop petit pour répartir la charge, et une force de presse hors de la fenêtre de 80–200 N. L'alliage est rarement en cause. Un anneau en Zamak 5 coulé selon ASTM B86 AC41A, pressé dans cette fenêtre, plie avant de casser.

La pièce est un anneau de 26 mm, paroi de 0,8 mm, avec trois griffes intérieures à 120°, toutes des cotes visées au plan. Chaque griffe transmet la charge par une section de racine épaisse de quelques dixièmes de millimètre.

Pourquoi les racines de griffes cassent-elles au lieu de plier ?

Une racine casse parce que c'est la section la plus mince du chemin de charge, et la force de presse y arrive en premier. Le zinc plie sous une charge répartie et se déchire sous une charge concentrée ; un angle vif transforme donc une poussée ordinaire en contrainte locale très supérieure à ce que la bande encaisse.

Trois griffes à 120° ne partagent cette charge que si les trois touchent en même temps. Une griffe qui dépasse les deux autres prend presque seule la force, et sa racine casse la première. La nuance est un mauvais levier, car le choix d'alliage ne touche pas au rayon laissé par l'outil. L'assemblage ne se défait pas deux fois.

Quelle force de presse un anneau de retenue doit-il recevoir ?

Entre 80 N et 200 N, lus sur un banc d'essai de force de presse avec le boîtier d'assemblage. En dessous, l'anneau est assez libre pour que le verre se soulève ou tourne. Au-dessus, la racine est chargée au-delà de ce que sa section porte, et l'anneau peut passer un contrôle visuel en portant une fissure.

Dans un relevé d'exemple, 7 racines de griffes ont cassé sur 1 000 pièces et la presse qui les a mises en place mesurait 320 N, soit 1,6 fois la limite de 200 N. La force vient de la course, pas du jugement d'un opérateur ; le correctif est une butée de presse, chiffrée en outillage et non en prix pièce.

Quelle caractéristique de coulée fixe la résistance de la racine ?

La résistance de la racine est fixée par l'attaque et le trop-plein : une nuance plus dure n'apporte rien à la racine. Ici, la cible de plan est une attaque centrale avec le trop-plein à l'extérieur des racines de griffes, pour que le métal qui remplit la racine en dernier soit encore alimenté pendant sa solidification. Si le trop-plein rentre vers l'intérieur, la racine se solidifie sans rien pour l'alimenter.

L'intensification compte moins que la plupart des ateliers ne le pensent. Une pression typique de 20–30 MPa sur une pièce Zamak 5 aussi mince reproduit l'empreinte mais ne referme pas une racine déjà figée. L'outil est un insert 8407 à huit empreintes, avec une cible de 500 000 cycles ; déplacer ce trop-plein est donc un travail d'outillage, pas de parachèvement.

Comment distinguer une racine cassée d'une retassure ?

La face de rupture sépare le défaut de coulée du défaut de presse. Une racine cassée sous une force trop forte montre un métal étiré et mat sur toute la section, avec des bords allongés avant séparation. Une racine cassée parce que la pièce était creuse montre une cavité lisse et arrondie au centre de la cassure, sans cet arrachement.

Les retassures se logent là où la section se solidifie en dernier, ici la racine. Mettez l'anneau en place dans le boîtier et lisez la force. Regardez ensuite la face : une force dans la fenêtre avec une face propre renvoie au plan, une force au-dessus de la fenêtre renvoie à la presse, et un trou dans la face renvoie à la coulée.

Que change-t-on sur le plan après une casse de racine ?

Deux annotations portent le correctif : un rayon de racine, et une limite de force de presse avec le boîtier sur lequel elle a été mesurée. Le relevé d'exemple a retenu R0,2 mm à la racine et une butée de course qui maintenait la presse dans la fenêtre ; le nombre de casses sur le même banc est revenu à zéro.

Le rayon seul ne suffit pas, et un plafond de force seul ne suffit pas non plus. Une racine généreuse se déchire encore si la presse dépasse sa course, et une course parfaite casse encore une racine taillée avec un angle vif.

La hauteur de griffe est une troisième annotation, fixée après coulée par reprise des griffes intérieures. Les lignes ci-dessous sont les cibles du plan.

Envoyez le plan avec le rayon de racine et la plage de force de presse annotés, plus le boîtier d'essai sur lequel la force est lue. Ces trois éléments transforment une question de racine de griffe en une ligne de devis à laquelle un second fournisseur doit répondre.