Motivi dell importanza di queste attrezzature 1. Il semi lavorato è la lamiera

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1 I prodotti ricavati dalla lamiera sono molto numerosi: le carrozzerie delle automobili le strutture esterne degli elettrodomestici arredi metallici: armadi, scrivanie, tavoli, sedie. Motivi dell importanza di queste attrezzature 1. Il semi lavorato è la lamiera a. semplicità di immagazzinamento (sono fogli o rulli) b. qualità delle caratteristiche meccaniche e tecnologiche garantite da diverse prove unificate c. prodotti siderurgici ottenuti con spessori precisi. Tempi di lavorazione molto bassi a. compensano il costo elevato dello stampo b. produzione molto elevata n pezzi min.=c/(a-b) dove C = costo Stampo; A = costo del pezzo eseguito manualmente; B = costo del pezzo prodotto con lo stampo 3. Costi del prodotto accettabili (materia prima e lavorazione) è la tecnologia normalmente utilizzata nella fabbricazione di auto 4. Prodotti con ampie qualità superficiali in funzione delle esigenze del cliente: forme esterne anche complesse e buone qualità superficiale (vrn crm stn) 1

2 Nel linguaggio comune si definiscono operazioni di stampaggio tutte le lavorazioni alla pressa che utilizzano come semilavorato di partenza la lamiera. La tecnologia meccanica le classifica ulteriormente in operazioni di: tranciatura piegatura imbutitura LAVORAZIONE MECCANICA DELLA LAMIERA LAVORAZIONE MACCHINE Più in dettaglio Taglio rettilineo Taglio curvilineo Piegatura Curvatura Tranciatura Foratura Imbutitura Cesoia a ghigliottina Cesoie - presse Piegatrici e presse Curvatrici a rulli presse Presse Presse Presse - torni a lasta Nei processi automatizzati le tre operazioni sono eseguite da un unica attrezzatura in passi successivi (stampi a passo). Ad ogni colpo di pressa si ottiene, al termine del processo lavorativo, un pezzo finito. Gli stampi, oltre alla funzione di guida e bloccaggio dei pezzi, hanno anche la funzione di utensile per l'esecuzione delle lavorazione di tranciatura, piegatura e imbutitura sulla lamiera.

3 Parti Fondamentali di uno STAMPO Le parti fondamentali che costituiscono uno stampo, sia esso di tranciatura, di piegatura o imbutitura, sono: - il blocco porta stampi - i punzoni e le matrici - gli organi di collegamento tra punzoni e matrici Il blocco porta stampi è costituito da due piastre e dalle colonne di guida. La piastra inferiore viene fissata al basamento della macchina (pressa). Quella superiore è collegata alla mazza della pressa. Sulle due piastre vengono montati gli elementi per la lavorazione. 3

4 l blocchi porta-stampi vengono classificati in base alla forma della superficie di lavoro e alla posizione delle colonne. La superficie di lavoro può essere : circolare quadrata rettangolare La posizione delle colonne può essere: assiale in diagonale posteriore 1. Le colonne di guida devono avere diametri diversi l'uno dall'altro per impedire un montaggio errato della parte superiore rispetto alla parte inferiore.. Presenza o non presenza di piastra di guida punzoni 3. Tipo di attacco per il codulo con la pressa 4

5 I punzoni e le matrici Sono utensili che compiono operazioni di tranciatura, piegatura e imbutitura sulla lamiera Essi vengono montati sulla piastra inferiore e superiore ed opportunamente guidati per evitare deformazioni laterali durante l'applicazione del carico. Tra punzone e matrice, nello stampo di tranciatura, si lascia un piccolo gioco; il suo valore si ricava da diagrammi, in base al tipo di materiale da lavorare e allo spessore della lamiera l punzoni e le matrici vengono costruiti in acciai resistenti all'usura; normalmente acciai per utensili. 5

6 Operazione di tranciatura approfondimento L operazione di tranciatura avviene per penetrazione del punzone nel vano della matrice Le fibre della lamiera resistono all azione di rottura esercitando forti pressioni contro le pareti della matrice producendo: Il fenomeno dell incurvamento del pezzo tagliato La difficoltà di espulsione del particolare Usura nella matrice Per questo: a) definire il gioco tra punzone e matrice in funzione del tipo di MATERIALE e allo SPESSORE della lamiera b) Prevedere l affilatura della matrice (n di affilature) CALCOLO DEL PUNZONE A. Forza necessaria per la tranciatura di un particolare per una rosetta per viti a Testa Esagona F = τ R Α = τr p s Dove: t R carico unitario di rottura a taglio p perimetro del pezzo da tranciare s spessore della lamiera da tranciare Nb. Il carico di rottura a taglio è τr = 0, 8Rm 6

7 continua calcolo del punzone B. I punzoni sono considerati travi snelle; è utile la verifica della trave al carico di punta si presentano normalmente due casi: 1. Punzoni liberi: lo = 0,75 l dove lo= lunghezza libera di inflessione l = lunghezza totale della trave l o =0,75 l τ R = F A dove F π E J = l l = π E J τ A R = π E 0,05d τ s R 3. Punzoni guidati: lo = 0,5 l dove lo= lunghezza libera di inflessione l = lunghezza totale della trave τ R = F A dove F = π E J l l o =0, 5 l l = π E J τ A R = π E 0,05 d τ s R 3 Nella formula deve essere verificata la condizione: L punzone < L teorica (quella calcolata l ) 7

8 Lo stampo di tranciatura è impiegato per ricavare oggetti con contorni esterni ed interni molto vari. I prodotti meccanici impiegati in officina e ricavati con operazioni di tranciatura sono: rosette, piastrine, anelli elastici, lamierini per motori e per trasformatori ecc. Nella progettazione dello stampo bisogna pensare alla disposizione dei pezzi per evitare spreco di materiale. In figura sono riportate due possibili soluzioni di utilizzazione del materiale di base (la striscia di lamiera). Con la soluzione A lo spreco di materiale è molto grande mentre con la soluzione B il materiale è, invece, ben utilizzato. La tranciatura può essere eseguita in un solo colpo oppure, per figure complesse, in passi successivi. In questo caso servono, però, dei dispositivi detti segna passo. Nella figura è rappresentato un esempio di successione di tranciatura: a) forma dei punzoni e sotto b) forma del pezzo. 8

9 Lo stampo di piegatura l particolari tranciati sovente devono essere piegati. Con gli stampi si eseguono piegature su particolari di piccole dimensioni. Per gli oggetti di grandi dimensioni si impiegano macchine apposite dette "piegatrici". Un inconveniente da evitare nelle lavorazioni di piegatura è lo strappo della lamiera in corrispondenza delle pieghe. Nella progettazione e costruzione degli stampi bisogna tener presenti diversi fattori, come: - le caratteristiche del materiale da piegare - le dimensioni di piegatura - lo spessore della lamiera Nella figura è riportato uno stampo di piegatura; in esso si riconoscono le parti fondamentali che lo costituiscono: le due piastre, il punzone e la matrice. Pezzo ottenuto PUNZONE Piastre di guida MATRICE 9

10 Stampi di imbutitura L'operazione di imbutitura consiste nella trasformazione di un pezzo in lamiera piana in un pezzo di forma cava; ad esempio da un disco in lamiera si può ottenere una pentola, un coperchio od altro (Vedi figura) L'imbutitura può essere eseguita in un solo colpo o in più passaggi, a seconda della profondità di imbutitura e del materiale. Il procedimento corretto di imbutitura prevede queste fasi: 1. introdurre il disco di lamiera tra punzone e matrice. fermare il disco con un "premilamiera"; la pressione esercitata impedisce la formazione di grinze sulla lamiera nella fase di imbutitura 3. discesa e risalita del punzone nella matrice:"fase di imbutitura", il pezzo prende la forma del punzone e della matrice e si constata nel materiale una leggera riduzione dello spessore detta "stiratura" 4. risalita del premilamiera, che lascia libero il particolare 5. estrazione del particolare dalla matrice, attraverso l'azione di un espulsore Particolare finito 10

11 Fasi di imbutitura 1-3 A Pezzo finito 3 B 5 4 Ricordiamo le fasi 1. introdurre il disco di lamiera. fermare il disco con un "premilamiera 3. A) effettuare la discesa del punzone nella matrice "fase di imbutitura", 3. B) effettuare la risalita del punzone e 4. la risalita del premilamiera, che lascia libero il particolare lavorato 5. eseguire l estrazione del particolare dalla matrice, attraverso l'azione di un espulsore 11

12 DISEGNO DI STAMPI Il disegno di stampi, rispetto al disegno meccanico di altri prodotti o macchine, presenta alcune particolarità (vedi figura). Il disegnatore di stampi fornisce al costruttore solo il disegno complessivo, che è quotato in ogni sua parte. Inoltre la disposizione delle viste e sezioni è un po diversa rispetto a quelle standard. Dettaglio di un disegno di uno stampo con quote, rugosità e tolleranze 1

13 Illustrazione per definire il disegno degli stampi 13

14 Disegno di stampo con viste dall alto delle due piastre e sezioni trasversali Le rappresentazioni che si eseguono di norma sono: A. due viste dall alto, con stampo aperto. Il procedimento per ottenere queste proiezioni ortogonali è illustrato graficamente con un disegno di un semplice stampo. La piastra superiore si estrae dalle colonne e si ruota di 180 e si appoggia a fianco della piastra inferiore. Si esegue la vista dall alto delle due piastre così disposte. B. Una o più sezioni trasversali. Sulle viste dall alto si indicano le tracce dei piani di sezione che sono, normalmente, più di uno e sfalsati. I piani di sezione possono essere diversi per la piastra inferiore e la piastra superiore. 14