Curvatura della lamiera


A

B


Stato della superficie della lamiera

La superficie della lamiera deve essere esente da screpolature, rigature, sdoppiature, ecc.

Sotto lo sforzo di flessione, questi difetti, soprattutto se localizzati sulla superficie esterna della curvatura, possono provocare gavi lesioni nel materiale.

Dopo la curvatura

Se lo sviluppo della lamiera è stato correttamente calcolato e con la curvatura i lembi d’estremità sono stati portati a combaciare, il diametro interno della virola dovrà risultare uguale a quello previsto, con un margine di tolleranza che di solito è dell’ordine del 2 per mille.

Se la curvatura completa di una lamiera viene eseguita correttamente si verifica che il suo spessore non subisce alcuna variazione e che i due lembi estremi vanno a combaciare perfettamente tra loro.


Diametro interno realizzato

Dopo la curvatura

L’entità della deformazione prodotta sulla lamiera in corrispondenza di ogni generatrice deve essere uniforme e costante, per ottenere una virola cilindrica, cioè con un raggio di curvatura uniforme in ogni punto.

Particolare attenzione si richiede alla cilindricità dei lembi estremi della lamiera, dove si usa tollerare la presenza di due strisce piane (non curvate) di larghezza non superiore ad 1,5 volte lo spessore.


Cilindricità della curvatura con particolare attenzione ai lembi

- Curvatura a mano


- Curvatura manuale diretta

- Curvatura manuale con martello

Martello a penna lunga

Curvatura a mano Curvatura della lamiera

Questo procedimento viene usato molto raramente, e soltanto per la lavorazione di lamiere sottili, per manufatti di piccole dimensioni e di diametro limitato.

In linea di massima è consigliabile eseguire a mano la curvatura di lamiere fino a 3-4 mm di spessore, per formare virole di diametro non superiore a circa 500 mm e lunghezza intorno ad 1 m.

Curvatura della lamiera Curvatura manuale diretta

Per curvare a mano una lamiera in modo da darle una forma cilindrica, si può adoperare come appoggio un mandrino cilindrico o il corno di una incudine di diametro inferiore a quello del cilindro che si desidera ottenere.

La curvatura si ottiene con successive inflessioni della lamiera, effettuate lungo una serie di rette parallele corrispondenti alle generatrici del cilindro che si vuole ottenere.

Poiché i due lembi estremi della lamiera, dopo la curvatura, rimangono diritti, si completa il lavoro battendoli con una mazzuola contro il mandrino cilindrico.

Curvatura della lamiera - Curvatura manuale con martello

Martello a penna lunga

La curvatura manuale di una lamiera per darle forma cilindrica, conica o tronco-conica, può essere eseguita anche mediante appoggio su di uno stampo concavo (ad esempio un ferro ad U) e percussione con un martello a penna lunga.

Talvolta si usa anche una pressella A, che abbia la forma più adatta per ottenere la curvatura desiderata. I colpi di martello devono essere vibrati seguendo la generatrice della superficie cilindrica che si vuole ottenere.

Per la riuscita del lavoro e la realizzazione di una forma cilindrica regolare e non poliedrica, è raccomandabile guidare i colpi lungo le generatrici, preventivamente tracciate, equidistanti e molto ravvicinate tra loro.

L’operazione viene iniziata con la curvatura delle due estremità della lamiera, che vengono via via confrontate con una sagoma. Si continua poi verso la parte centrale.

Curvatura a macchina (calandratura)


Calandratura cilindrica

L’operazione di curvatura a macchina delle lamiere prende il nome di calandratura e le macchine a questo scopo adoperate si dicono calandre. I pezzi calandrati si chiamano virole.

La lamiera da curvare viene introdotta in un sistema a rulli, generalmente costituito da tre rulli i cui assi sono paralleli tra loro e disposti secondo i vertici di un triangolo isoscele.

I due rulli inferiori A sostengono la lamiera, mentre quello superiore B la mantiene sempre aderente ai due sostegni suddetti.

Facendo ruotare nello stesso senso la coppia di rulli inferiore, facendo ruotare il rullo superiore e lasciando in folle quelli inferiori, si imprime alla lamiera un moto di traslazione corrispondente.




Imprimendo inoltre ai due rulli inferiori uno spostamento verticale verso l’alto e tenedo fisso il rullo superiore, la lamiera subisce una flessione permanente in corrispondenza della generatrice di contatto col rullo superiore.

Lo stesso risultato si ottiene spostando il rullo superiore verticalmente verso il basso e tenendo fissa la coppia di rulli inferiori .




Avendo a disposizione i tre rulli in una data posizione relativa e facendoli quindi ruotare in un certo senso, la lamiera è costretta a traslare tra di essi ed assume un certo grado di curvatura.

A questo punto si fa ulteriormente diminuire la distanza tra il rullo superiore e quelli inferiori, quindi si fanno ruotare i rulli in senso opposto al precedente: passando tra i rulli, la lamiera aumenta ancora la propria curvatura.

Combinando così opportunamente il moto di traslazione orizzontale della lamiera e lo spostamento verticale dei rulli, con un certo numero di passaggi successivi si producono nella lamiera una serie di curvature sempre crescenti, fino a raggiungere la voluta forma cilindrica finale.



Calandratura tronco-conica

Per eseguire una calandratura tronco-conica, bisogna tenere presente che il tronco di cono da realizzare ha raggi di curvatura differenti in ciascuna sua sezione, che variano con continuità da un valore massimo per la base maggiore ad un minimo per la base minore, perciò è necessario che gli assi dei due rulli inferiori non siano paralleli, bensì convergenti all’asse del rullo superiore, in modo da poter produrre curvature diverse lungo tutta la larghezza della lamiera.

Esistono perciò particolari tipi di calandre, che hanno la possibilità di disporre i rulli inferiori in posizione obliqua rispetto a quello superiore.

Ovviamente la lamiera da cui si deve ricavare una virola tronco-conica C, va opportunamente tracciata e tagliata secondo il corrispondente sviluppo in piano, completo di base maggiore A e minore B.

Curvatura della lamiera Calandre

Calandre a mano

In relazione allo spessore della lamiera in lavorazione ed alle dimensioni del pezzo da ottenere, possono essere usate calandre o a motore.

Queste macchine di concezione molto semplice, sono essenzialmente costituite da tre rulli orizzontali, sostenuti da una coppia di montanti laterali. Si impiegano le calandre a mano quando la produzione è limitata a piccoli quantitativi di pezzi, di piccole o medie dimensioni, ricavati da lamiere sottili. Consentono di calandrare lamiere aventi lunghezza sino a 1800 mm e spessori da 0,3 mm sino a 2,5 mm circa.

I due rulli inferiori A ai quali il moto di rotazione viene trasmesso mediante una manovella a mano, hanno la funzione di trascinatori: essi ruotano sempre contemporaneamente nello stesso senso.


Calandre a mano

Il rullo superiore B è in folle e viene messo in rotazione per trascinamento dall’attrito con la lamiera: esso fa da curvatore, pertanto i suoi supporti sono scorrevoli verticalmente entro i montanti laterali, di modo che l’altezza del rullo rispetto alla coppia inferiore può essere regolata mediante due viti di registro azionate da due volantini C.

I due rulli della coppia inferiore hanno lo stesso diametro, mentre il rullo superiore ha un diametro maggiore, poiché deve sopportare sollecitazioni doppie di quelle che competono a ciascun rullo inferiore.

I rulli della calandra devono avere una elevata resistenza alla flessione, perciò sono costruiti in acciaio avente alte caratteristiche meccaniche.


Calandre a mano

Le calandre a mano, essendo macchine di limitata potenza e di non grande precisione, difficilmente riescono a dare la desiderata curvatura alla lamiera in prossimità dei lembi estremi.

Prima di introdurre la lamiera nella calandra e dopo le operazioni preliminari di tracciatura e taglio, occorre curvare a mano detti lembi, servendosi come stampo, ad esempio, di un cilindro di acciaio avente il diametro del pezzo finito. Il tratto di lamiera da piegare agli estremi deve essere di circa 1/10 della lunghezza totale della lamiera da piegare.

C


Calandre a motore

Rispetto alle calandre a mano, quelle a motore offrono prestazioni superiori. Consentono di calandrare lamiere aventi spessori fino a 40 mm, lunghezza fino a 6000 mm e larghezza fino a 2000 mm.

Unica differenza fondamentale rispetto alle calandre a mano è che generalmente il rullo di trascinamento è quello superiore A: esso pertanto, pur essendo talvolta registrabile in altezza mediante viti di regolazione B, per adeguarsi ai vari spessori di lamiera, riceve il moto dal gruppo motore C.

I due rulli inferiori D ruotano in folle e sono dotati di spostamento verticale per imprimere la curvatura alla lamiera. In queste calandre il supporto del cilindro superiore E è ribaltabile, così che, liberando l’estremità G di detto cilindro, si possono estrarre le virole completamente calandrate.


Calandre di grandi dimensioni


Calandre di grandi dimensioni

Per la curvatura di lamiere di grandi dimensioni e di forte spessore, le calandre a motore possono raggiungere dimensioni imponenti: ne esistono tipi i cui rulli sono lunghi fino a 10 m, altri capaci di curvare lamiere fino a 150 mm di spessore. Tali macchine devono essere costantemente servite da gru, per sostenere la lamiera durante le fasi iniziali della lavorazione e per estrarre le virole ultimate.

La calandratura di lamiera di notevole spessore è facilitata da un preriscaldo della lamiera in appositi forni, ad una temperatura di 400 °C ed oltre.

Quando occorre eseguire la calandratura di una virola tronco-conica, bisogna montare su uno dei montanti, generalmente quello del lato opposto al motore, una coppia di rulli zigrinati Z verticali, che hanno il compito di contrastare la tendenza allo scorrimento longitudinale, impresso alla virola dalla posizione obliqua dei rulli inferiori.

Le virole cilindriche o tronco-coniche vengono sfilate dal rullo superiore ribaltando la traversa A, incernierata sul basamento della macchina.


Calandre a quattro rulli

Per la curvatura di lamiere di medio e forte spessore, vi sono anche delle calandre a quattro rulli orizzontali. I due rulli centrali A sono trascinatori e la loro distanza è regolabile in relazione allo spessore della lamiera, mentre i due rulli laterali B sono curvatori e si possono spostare dal basso verso l’alto e viceversa. Non appena un lembo di estremità della lamiera è stato afferrato dai rulli centrali. Si fa intervenire il rullo laterale corrispondente per iniziare la curvatura: in questo modo si riduce di molto la larghezza della striscia non curvata alle due estremità della lamiera.


Calandre a rulli verticali

Per la calandratura di virole di grandi dimensioni e peso, esistono anche calandre a rulli verticali, nelle quali il peso della lamiera viene tutto scaricato sul basamento della macchina. Queste macchine però sono cadute in disuso perché, con l’aumentare delle lunghezze delle virole, presentano difficoltà per l’estrazione delle virole stesse, che necessariamente deve essere eseguita sollevandole oltre l’altezza dei rulli. Queste macchine trovano invece impiego nella curvatura di profilati.

Curvatura della lamiera

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