Lavorazioni della lamiera - SEI Editrice | Libri e Testi ... · 1 Sagomatura e formatura della...

C. Amerio, R. De Ruvo, S. Simonetti, Elementi di tecnologia, © SEI 2011

Lavorazioni della lamiera

CONTENUTI● Il taglio: tradizionale

e non tradizionale ● Lo stampaggio● La piegatura

e la calandratura della lamiera

PREREQUISITI● Conoscenza delle proprietà

dei materiali● Conoscenza degli elementi

costituenti le macchine

OBIETTIVI● Apprendere con quali

lavorazioni un foglio di lamiera si trasforma in un oggetto finito

● Conoscere i principi di funzionamento dei macchinari per lalavorazione della lamiera

● Conoscere le norme di sicurezza connesse alla lavorazione della lamiera

Lavorazioni della lamiera2

2 Magazzino di stoccaggio del ferro inun’azienda metalmeccanica: si noti-no i fogli di lamiera ricavati da coilprecedentemente spianati e tagliati,pronti per essere utilizzati nei repartiproduttivi.

1 Stoccaggio di coil.

1 Sagomatura e formatura della lamiera2

esagonale forata), e operazioni di formatura quelle che tra-sformano il pezzo sagomato in un oggetto tridimensionale(per esempio un cofano per auto).Entrambe le operazioni avvengono attraverso una serie di la-vorazioni chiamate taglio, stampaggio e piegatura.

La lamiera viene prodotta attraverso un processo di lamina-zione e viene successivamente confezionata in coil di variospessore e larghezza per agevolarne il trasporto [fig. 1].Una volta giunto negli stabilimenti di lavorazione, il coil vie-ne spianato in modo da annullare la curvatura che gli è stataimpressa per poterlo trasportare e viene tagliato in fogli di di-mensioni rispondenti alle esigenze delle lavorazioni da ese-guire [fig. 2].Nelle pagine che seguono passeremo in rassegna le lavorazio-ni attraverso le quali dal foglio di lamiera viene ricavato l’og-getto finito, che si possono sinteticamente riassumere in ope-razioni di sagomatura, formatura, assemblaggio e finitura.Esamineremo, per ora, le operazioni di sagomatura e di for-matura, rimandando l’esame delle operazioni di assemblag-gio e di finitura.In prima approssimazione e per semplicità potremo definireoperazioni di sagomatura quelle attraverso le quali al fogliodi lamiera viene conferito il contorno voluto, con eventualifori e asole (per ottenere, ad esempio, una piastra di forma

CoilRotolo di lamiera realizzato utilizzando coppiedi rulli poste a valle degli impianti di lamina-zione. Il coil è la forma più vantaggiosa per iltrasporto della lamiera.

stampaggio

LAVORAZIONIDELLA

LAMIERA

piegaturataglio


La cesoia a ghigliottinaLa cesoia a ghigliottina [fig. 2] è la più comune ed è compostada due lame, una fissa sotto il foglio di lamiera e l’altra, supe-riore, mossa da pistoni oleodinamici alimentati da una cen-tralina idraulica (compressore idraulico).Ogni macchina è dotata di un dispositi-vo chiamato premilamiera, che consenteil bloccaggio del materiale durante il ta-glio, e da guide regolabili sulle quali vie-ne appoggiata la lamiera.Le cesoie a ghigliottina possono averecaratteristiche molto diverse, con lun-ghezza delle lame fino a 6 m e capacitàdi taglio fino a spessori della lamiera di20-30 mm.Spesso, specie nelle cesoie di grandi di-mensioni, la lama superiore non è a pro-filo rettilineo ma è leggermente curva oinclinata in senso longitudinale. Questiaccorgimenti hanno lo scopo di ridurre losforzo di taglio sfruttando l’effetto forbice.

1 Principio di funzionamento della cesoia.

Lavorazioni della lamiera 3

Il taglio è la prima operazione della fase di sagomatura dellalamiera.La tecnica tradizionale per il taglio della lamiera è la cesoiatu-ra. A essa si sono però affiancate tecniche più recenti: ossita-glio, taglio al plasma , taglio laser e taglio a getto d’ac-qua (water jet) .L’operazione di taglio per cesoiatura viene eseguita da mac-chine chiamate cesoie.Le cesoie di impiego più frequente sono quelle a ghigliottina ea lame circolari. In entrambi i tipi, la separazione delle parti èprodotta dall’azione meccanica di due lame il cui sforzo su-pera la resistenza a rottura del materiale [fig. 1].

[2.4][2.3][2.2]

3

2 Il taglio della lamiera2.1 Cesoiatura

TAGLIODELLA LAMIERA

TAGLIO NON TRADIZIONALE• ossitaglio• plasma• laser• getto d’acqua

TAGLIO TRADIZIONALE• cesoiatura

bancale

lamiera

lama mobile

lama fissa

premilamiera

B

C

A

PER SAPERNE DI PIÙ

Effetto forbice L’espressione sta a indicare una tranciatura che non avviene con-temporaneamente lungo l’intera linea di taglio, ma impegna la la-miera in modo progressivo, proprio come fanno le forbici che ta-gliano un foglio di carta, evitando così pressioni eccessive.

La cesoia a lame circolariLa cesoia a lame circolari è costituita da due alberi rotanti pa-ralleli sui quali sono montate le lame circolari (dischi). La la-miera, trascinata dai dischi tra i due alberi, viene tagliata insenso longitudinale. Normalmente questo tipo di cesoie è im-piegato per tagliare i coil preventivamente spianati, prima an-cora di averli ridotti in fogli.

2 Cesoia a ghigliottina; si notino la guida regola-bile (A), la griglia paramani (B) e il comando apedale (C).


2 Il taglio della lamiera2.2 Ossitaglio e taglio al plasma


Taglio al plasmaLe lavorazioni con il plasma [fig. 2] utilizzano un getto di gas(in genere una miscela di idrogeno e azoto) che, inviato in unatorcia di struttura opportuna, viene ionizzato grazie all’eleva-ta temperatura prodotta da un arco elettrico o dall’azione diun induttore ad alta frequenza.Le principali caratteristiche del taglio al plasma consistononell’essere un sistema molto versatile, tanto da essere impie-gato per vari tipi di materiali, compresi i metalli non ferrosi;inoltre, non produce surriscaldamenti del materiale e quindideformazioni ed è veloce e preciso. I moderni sistemi di taglioal plasma sono gestiti da computer che utilizzano programmispecifici. Normalmente questi dispositivi sono montati subanchi orizzontali equipaggiati con pantografi (plotter) chesupportano le unità di taglio (cannelli) [fig. 3].

In alternativa alla cesoiatura sono state introdotte, in tempirelativamente recenti, tecniche di taglio che impiegano formedi energia mai utilizzate prima (come per esempio il laser),oppure utilizzano in modo nuovo forme di energia note giàda tempo.Lo sviluppo di questi nuovi metodi di lavoro è favorito, oltreche dall’evoluzione tecnologica di macchine e impianti, dal-l’uso sempre più frequente di materiali ceramici, sinterizzati,leghe speciali, materiali compositi e polimeri ad alte presta-zioni.Le forme di energia più utilizzate sono essenzialmente quellatermica (ossitaglio), quella elettrica (plasma e laser) e quellameccanica (azione erosiva di getti di acqua contenenti, in cer-ti casi, particelle di abrasivi).

OssitaglioL’ossitaglio [fig. 1] è la tecnica meno recente tra tutte quelle nontradizionali e sfrutta il calore di una fiamma prodotta da unamiscela di ossigeno e acetilene per mezzo di un cannello simile aquello impiegato per la saldatura ossiacetilenica. Il cannello èdotato di una punta con un ugello centrale dal quale esce l’os-sigeno e di fori concentrici dai quali esce l’acetilene.L’ossitaglio è utilizzato soprattutto per tagliare acciai comuni,anche di grande spessore. Il cannello può essere usato ma-nualmente o montato su pantografi.

1 Taglio di una lamie-ra mediante ossita-glio. La figura rap-presenta un’appa-recchiatura con trecannelli che conver-gono nel taglio diuna lamiera di note-vole spessore. A ta-glio avvenuto, la la-miera presenterà ilembi smussati.

2 Taglio manuale al plasma di unabarra d’acciaio.

Pantografo o plotterSi tratta di un’apparecchiatura utilizzata come supporto, bi-dimensionale o tridimensionale, a uno strumento per dise-gnare, tagliare o misurare; è generalmente costituito da unportale capace di muoversi su due binari.

TorciaApparecchiatura che permette di ottenere e indirizzare ilgas ionizzato (plasma).

InduttoreDispositivo che genera un campo magnetico al passaggiodi corrente elettrica dando luogo al fenomeno dell’indu-zione. Conseguenza dell’induzione è una forte compres-sione del plasma e un aumento della temperatura fino aoltre 15 000 °C.

3 Macchina Plasmax per il taglio al plasma di lamiere di grandi dimensioni.



Taglio con raggio laserLo sviluppo dei generatori laser ha aperto la strada a impor-tanti applicazioni industriali, soprattutto nel taglio della la-miera. Studi avanzati stanno sviluppando e proponendo tec-nologie capaci di tagliare anche altri materiali come la cera-mica, il vetro, i materiali compositi, le materie plastiche e legomme.Il taglio laser [figg. 1, 2 e 3] consente di operare con grandeprecisione e notevole velocità di taglio.Grazie all’elevata temperatura del raggio, è possibile tagliarelamiere con spessori fino a 20 mm. La macchina per il tagliolaser è analoga a quella per il taglio al plasma: anche in questocaso l’apparato può essere montato su un braccio robotizzatoe può quindi tagliare non solo elementi piani, ma anche ele-menti tridimensionali.Grazie alle loro prestazioni decisamente superiori, gli impian-ti per il taglio laser, pur essendo molto costosi, stanno sop-piantando quelli per il taglio al plasma.


2 Il taglio della lamiera2.3 Taglio con raggio laser

1 Particolare del dispositivo di taglio mediante raggiolaser impiegato per la foratura di una lamiera. Conquesta tecnica di taglio è possibile realizzare fori didiametro notevolmente inferiore a quello consentitocon l’ossitaglio e il taglio al plasma.

3 Apparecchiatura per il taglio automaticocon raggio laser montato su un panto-grafo tradizionale.

PER SAPERNE DI PIÙ

LaserIl termine laser è l’acronimo di Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation (amplificazione della luce mediante l’emissio-ne stimolata di radiazioni) e indica un’importante e complessa tec-nologia le cui prime applicazioni risalgono agli anni Sessanta del se-colo scorso, consistente nel creare fasci di luce monocromatica coe-rente estremamente concentrati, chiamati appunto raggi laser.I raggi laser possono essere emessi da dispositivi di vario tipo e con di-verse potenze di emissione e le loro applicazioni sono ormai numero-sissime (lettori di compact disk e di codici a barre, dispositivi di trasmis-sione di messaggi attraverso fibre ottiche e, nell’industria metalmecca-nica, laser di elevata potenza per il taglio e la saldatura delle lamiere).

2 Le moderne tecni-che di taglio per-mettono di sfruttarebracci robotizzati ca-paci di operare inogni direzione. Nellafoto è raffigurato untaglio laser.


2 Il taglio della lamiera2.4 Taglio a getto d’acqua


Taglio a getto d’acquaIl taglio a getto d’acqua [figg. 1 e 2] è ottenuto proiettando sulmateriale da tagliare un sottilissimo getto d’acqua, o idroget-to (circa 0,1 mm di diametro), con pressioni che possono rag-giungere 3000-4000 bar.Questa tecnica è particolarmente apprezzata per la facilità diprogrammazione, i costi contenuti e la possibilità di tagliarepressocché tutti i materiali, da spessori di pochi decimi di mil-limetro fino a spessori di 20 cm, con precisione del decimo dimillimetro.Il taglio ad acqua non provoca alcuna alterazione fisica odeformazione meccanica del pezzo e consente di tagliare ma-teriali di spessore non uniforme e materiali compositi o stra-tificati. La larghezza del solco di taglio molto contenuta per-mette di ridurre al minimo il materiale asportato.L’idrogetto consente di ottenere linee di taglio con pochissimesbavature e di tagliare anche materiali preverniciati e/o rive-stiti con pellicola di protezione.Aggiungendo sostanze abrasive all’acqua, è inoltre possibiletagliare materiali più duri o più spessi con maggior velocità.

TAGLIO OSSIACETILENICO, AL PLASMA,LASER E A GETTO D’ACQUA

Attenzione a: urti, schiacciamento, tagli, abrasioni,ustioni, spruzzo di scorie, rumore, caduta di materialedall’alto, folgorazione, fumo, polveri e gas tossici, radia-zioni di luce e raggi ultravioletti (solo per ossitaglio, pla-sma e laser).

Norme generali

• Il personale addetto deve essere abilitato alla lavora-zione con una formazione specifica.

• Verificare il buon funzionamento delle parti elettriche emeccaniche e l’efficienza di adeguati dispositivi di sicu-rezza.

• Intorno alla macchina deve esserci un corridoio largonon meno di 50 cm.

• Non sovrapporre la lamiera per effettuare tagli multipli.• Non salire sul piano di appoggio della lamiera se la

macchina non è ferma.• Utilizzare gli ugelli consigliati dal manuale d’uso a secon-

da del tipo di materiale e dello spessore da tagliare.• Non rimuovere o manomettere i dispositivi di prote-

zione.• Eseguire le operazioni di revisione e pulizia solo a mac-

china scollegata.• Segnalare tempestivamente malfunzionamenti.

Indossare sempre: guanti, calzature di sicurezza, indu-menti protettivi (tuta), elmetto, otoprotettori.Nel taglio manuale ossiacetilenico si devono seguire lenorme indicate per la saldatura ossiacetilenica.

SICURE ZZA

1 Taglio a getto d’acqua per l’esecuzione di fori. Le dimensioni ridotte del get-to e le elevate pressioni evitano sbavature consentendo di effettuare un ta-glio molto preciso che non richiede ulteriori operazioni di finitura.

2 Impianto multitesta per il taglio a getto d’acqua. Le attrezzature multitestavengono impiegate quando i particolari da tagliare sono di dimensioni mo-deste rispetto al foglio di lamiera ed è necessario avere alte produttività.

Lo stampaggio avviene normalmente dopo aver eseguito il ta-glio e comprende due fasi di lavorazioni:

• tranciatura e punzonatura (sagomatura);

• curvatura e imbutitura (formatura).

Tutte le operazioni di stampaggio avvengono mediante l’au-silio di macchinari, detti presse , e attrezzature chiama-te stampi , che hanno la funzione di trasferire lo sforzodi tranciatura o di deformazione sulla lamiera da lavorare[fig. 1].

[3.5][3.4]

Lo stampaggio è l’insieme delle operazioni effettuate per rea-lizzare sagomature (fori, asole, scantonature) e formature perrealizzare le forme desiderate imprimendo alla lamiera defor-mazioni permanenti.


3 Lo stampaggio della lamiera3.1 Generalità

1 Con lo stampaggio si formano i vari pezzi che costituiscono la carrozzeriadelle autovetture.

PER SAPERNE DI PIÙ PE PER SAPERNE DI PIÙ

L’idroformaturaL’idroformatura è una recente tecnica di stampaggio per acciaio eleghe leggere impiegata principalmente nel settore automobilistico.Consiste nel deformare tubi, profilati estrusi o lamiere all’interno diuno stampo sfruttando la pressione di un fluido (ad esempio acqua)che agisce direttamente sul materiale da deformare. Le superfici del-la cavità dello stampo hanno la sola funzione di contenere la defor-mazione del pezzo realizzata dal fluido in pressione [fig. 2].Si distinguono due tipi di idroformatura in funzione della pressione diesercizio da adottare: per pressioni maggiori di 83 MPa il processo èdetto ad alta pressione, per valori inferiori il processo è detto a bas-sa pressione. Le pressioni più elevate sono necessarie per realizzareparticolari con geometrie complesse.L’idroformatura comporta maggiori costi rispetto alle tecniche distampaggio tradizionali, ma ha il vantaggio di consentire di realizza-re con una sola operazione di stampaggio elementi anche moltocomplessi, che altrimenti richiederebbero più operazioni e successiviassemblaggi. Si eliminano così flange e saldature. Con questa tec-nica, che è però utilizzabile soltanto per manufatti di modesto spes-sore, si possono ottenere variazioni di sezione in senso longitudinaleal pezzo, migliore stabilità dimensionale e riduzione dei pesi.Esempi di applicazione dell’idroformatura sono alcuni componenti qua-li traverse e longheroni per telai e scocche di autoveicoli come i SUV.

ScantonaturaTaglio che modifica il bordo di una lamiera creando arrotonda-menti o smussi.

FlangeSistema di accoppiamento costituito da due dischi contrapposti,di spessore adeguato alle pressioni che devono sopportare, dota-ti di fori o asole perimetrali che vengono collegati tra loro rigida-mente mediante bulloni o altri sistemi di unione.Una caratteristica importante dell’accoppiamento mediante flan-ge è la possibilità di disgiungere agevolmente le parti che sonostate accoppiate.

• curvatura• imbutitura

• tranciatura• punzonatura

STAMPAGGIO

2 Processo di formatura di un elemento ottenuto per deformazione di un tu-bo mediante idroformatura.

3. Chiusura e formaturacon fluido in pressione

4. Rimozione del pezzo finito

1. Posizionamento del pezzo 2. Chiusura degli stampi eimmissione del fluido


3 Lo stampaggio della lamiera3.2 Tranciatura e punzonatura


La tranciatura e la punzonatura sono operazioni che consi-stono nell’imprimere sulla lamiera uno sforzo di taglio suffi-ciente a separare il materiale lungo il bordo dell’unità taglien-te dello stampo [fig. 1].In particolare la tranciatura permette di sagomare il perimetrodel particolare da lavorare, mentre la punzonatura permette dieseguire fori e intagli.Per entrambe le operazioni vengono utilizzate presse di tipodiverso a seconda delle esigenze oppure punzonatrici au-tomatiche multitesta a controllo numerico, capaci di grandiproduttività e che consentono un’elevatissima flessibilità perl’attrezzaggio della macchina, grazie alla possibilità di sosti-

[3.4]

[3.5]

1 Schema dell’esecuzione di una tranciatura.

2 Punzonatrice automatica a controllo numerico.

3 Testa di una punzonatrice in funzione.

AttrezzaggioInsieme delle operazioni per montare e posizionare gli stampi sullapressa e regolare la pressione sulla stessa. Queste operazioni ven-gono eseguite ad ogni cambio di produzione.

punzone

lamiera

matrice pezzo tranciato

PER SAPERNE DI PIÙ

Differenza tra tranciatura e punzonaturaLa differenza sostanziale tra la tranciatura e la punzonatura consistenella destinazione del materiale che viene separato dal pezzo origi-nale. Nella tranciatura il materiale separato costituisce il prodotto,mentre nella punzonatura esso costituisce lo scarto.

tuire i punzoni, già predisposti, mediante semplici comandidel sistema di comando computerizzato [figg. 2 e 3].Le punzonatrici automatiche vengono anche impiegate pertagliare lamiere sottili. Esse sfruttano la possibilità di eseguireserie di punzonature affiancate le une alle altre.


La curvatura e l’imbutitura sono le lavorazioni attraverso lequali viene eseguita la formatura del particolare.Queste operazioni sono effettuate con stampi composti dapunzoni e matrici che trascinano e piegano le parti delpezzo lungo le loro pareti, sottoponendole a processi di defor-mazione plastica che stirano e comprimono la lamiera purmantenendone pressoché inalterato lo spessore [figg. 1, 2 e 3].L’operazione di curvatura si distingue da quella di imbutitu-ra solo per un diverso rapporto di allungamento delle fibredel materiale rispetto al pezzo originario. L’imbutitura, dettaanche profondo stampaggio, è la lavorazione che determinadeformazioni maggiori ed è quindi realizzabile solo con ma-teriali molto duttili e con alto indice di allungamento. Conquesta tecnica si realizzano carrozzerie per autoveicoli, pan-nellature, strutture portanti per elettrodomestici, parti di mo-bili di metallo, recipienti per liquidi.

[3.5]


3 Lo stampaggio della lamiera3.3 Curvatura e imbutitura

1 Stampo per la produzione di contenitori in alluminio per alimenti.

2 Stampo a doppia impronta in fase di chiusura.

3 Contenitori in alluminio per alimenti, realizzati con gli stampi rappresentatinelle figure 1 e 2.

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Stampaggio a freddo e stampaggio a caldoLe operazioni di stampaggio vengono eseguite generalmente afreddo (stampaggio a freddo), ma per ridurre lo sforzo di defor-mazione o per evitare strappi e cricche su particolari di grande spes-sore è possibile che alcune lavorazioni vengano effettuate con i pez-zi preriscaldati (stampaggio a caldo), operando con temperatureche normalmente raggiungono i due terzi della temperatura di fu-sione. Questa tecnica presenta però alcuni inconvenienti rispetto al-lo stampaggio a freddo, quali un costo superiore, un’ossidazionesuperficiale più spinta e un ritiro durante la fase di raffreddamento.


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Presse orizzontali e verticaliLe presse possono essere orizzontali e verticali: le prime vengono uti-lizzate soprattutto per lo stampaggio a caldo di pezzi fucinati o per lostampaggio a freddo di chiodi, viti, ribattini ecc., le seconde vengonoutilizzate principalmente per operazioni di profondo stampaggio.

Presse a colpo singolo e in continuoIl funzionamento delle presse può essere a colpo singolo o in conti-nuo. Nel primo caso la pressa ripete la lavorazione a seguito di uncomando che viene dato puntualmente ogni qual volta il punzonesi ferma dopo aver completato il ciclo precedente. Nel secondo ca-so la pressa è dotata di un meccanismo automatico che consente ditrascinare e raddrizzare la lamiera srotolata da un coil, comandan-do autonomamente la discesa del punzone.

3 Lo stampaggio della lamiera3.4 Le presse


Le presse [fig. 1] sono macchine in grado di generare una pres-sione continua e progressiva con lo scopo di tranciare o defor-mare il materiale posto nello stampo. Sono composte essen-zialmente da un basamento, da un’incastellatura, dalle co-lonne di guida, dai motori per la generazone della forza e daisistemi di gestione e controllo del ciclo di stampaggio. Sul ba-samento viene fissata la parte fissa dello stampo, mentre laparte mobile è collegata al piano pressa dell’incastellatura.L’incastellatura ha la funzione statica di controbilanciare leforze impresse allo stampo, mentre le colonne di guida garan-tiscono il perfetto allineamento delle parti fisse e mobili dellostampo.A seconda del metodo con cui viene generata la forza applica-ta, le presse possono essere meccaniche o idrauliche.Le presse meccaniche possono essere presse a vite e madrevi-te o presse ad eccentrico.Le presse a vite e madrevite, usate principalmente per opera-zioni di estrusione della lamiera e di stampaggio a caldo, sonodotate di uno slittone portattrezzo mosso da una vite chesi impegna nella madrevite fissa nell’incastellatura. La corsa èottenuta ponendo in rotazione la vite alternativamente in unsenso o nell’altro.Le presse a eccentrico sono utilizzate specialmente nella lavora-zione a freddo della lamiera per operazioni di tranciatura epunzonatura. Il motore aziona il volano tramite ingranaggi ocinghie e dal volano l’energia è trasmessa attraverso un innestoa frizione a un albero a eccentrico o a manovella che, per mez-zo di una biella, comanda la corsa dello slittone.Nelle presse idrauliche il lavoro è prodotto dall’azione di unliquido sotto pressione. Le presse idrauliche sono preferibili a

1 Pressa idraulica con alimentazione e scarico automaticidel materiale. Nella figura la pressa è predisposta per lostampo di un oggetto metallico mediante tre fasi di im-butitura che procedono da destra verso sinistra.

IncastellaturaParte strutturale della pressa sulla quale vengonocollocati lo stampo, i dispositivi meccanici eidraulici atti al funzionamento della pressa.L’incastellatura ha anche lo scopo di assorbire glisforzi che sollecitano lo stampo.

Slittone portattrezzoDispositivo, presente in ogni pressa, costituito daguide che permettono la discesa regolare dellaparte mobile dello stampo (punzone).

CorsaMassima traslazione del punzone tra punto mor-to superiore (stampo tutto aperto) e punto mor-to inferiore (punzone completamente inseritonella sua matrice).

VolanoOrgano rotante utilizzato per dare regolarità amacchine a regime variabile.

quelle meccaniche quando occorre regolare la pressione emantenerla costante per un certo tempo: ciò avviene soprat-tutto nelle operazioni di formatura.

incastellaturacolonnedi guida

alimentazione

scarico

basamentocontrollo e gestione

del ciclo di stampaggio


• Tutti gli stampi devono essere dotati di appositi attac-chi atti ad agevolare le operazioni di sollevamento e ditrasporto.

• Gli stampi devono essere montati solo su presse adat-te, in modo tale da non richiedere all’addetto posizionidi lavoro pericolose.

• Su ogni stampo deve essere indicato il peso comples-sivo dello stesso e il peso singolo dei due semistampi,per evitare la possibilità di errate valutazioni, con con-seguente pericolo durante le manovre di sollevamentoe trasporto.

SICURE ZZA

PremilamieraHa la funzione di bloccare la lamiera contro la matrice, evi-tando il suo trascinamento da parte del punzone, nel caso del-la tranciatura, o di consentirne il trascinamento ma non laformazione di grinze, nel caso dell’imbutitura.Viene realizzato con gomme resistenti agli oli, negli stampipiù semplici come quelli composti da punzoni singoli per fo-rature, oppure con lastre di acciaio fissate a molle di adegua-ta rigidezza negli stampi più complessi.Il materiale impiegato per la costruzione degli stampi deve es-sere caratterizzato da elevata durezza, tenacità e resistenza al-l’usura. Le parti che vengono a contatto con la lamiera vengo-no temprate e rettificate.

Gli stampi per le presse sono sempre costituiti da tre elementiessenziali: il punzone, la matrice e il premilamiera [figg. 1 e 2].

PunzoneÈ l’elemento mobile dello stampo e può avere forme diverse aseconda dell’operazione da eseguire. Normalmente fissato sul-la parte superiore delle presse, con il suo movimento produce,a seconda dei casi, la tranciatura o la formatura della lamiera.

MatriceÈ la parte fissa dello stampo, normalmente posizionata sulpiano della pressa. Ha la funzione di contenere il taglio nelleoperazioni di tranciatura o la deformazione della lamiera nel-le operazioni di formatura.Le matrici per tranciatura o punzonatura devono essere for-nite di un dispositivo per lo scarico del materiale, consistentesostanzialmente in un prolungamento della parte cava dalquale il materiale viene espulso. Per gli stampi complessi, nel-la matrice trova posto anche il premilamiera.


3 Lo stampaggio della lamiera3.5 Gli stampi per le presse

1 Stampo per tranciatura montato sotto una pressa. Questo stampo permette dilavorare due pezzi contemporaneamente. Nella foto la macchina è predispostaper la tranciatura di due profilati di alluminio.

2 Matrice di uno stampo destinato al profondo stampaggio di particolari metallici.

guida

punzone

molle

premilamiera

staffe matrice profilati di alluminiopronti per la tranciatura

PER SAPERNE DI PIÙ

PunzoniI punzoni degli stampi non vanno confusi con quegli strumenti,chiamati anch’essi punzoni, che sono impiegati per stampigliareiscrizioni o loghi, costituiti da un’asticciola di acciaio duro con un’e-stremità troncopiramidale, sulla cui superficie superiore è incisa laforma speculare di una sigla, di un numero o di una lettera.

Oli per stampaggioHanno lo scopo di lubrificare ed evitare grippaggi tra le parti acontatto con lo stampo e la lamiera da lavorare.


4 La calandratura della lamieraLavorazioni della lamiera12

reciproca dei tre rulli: per ottenere curvature con raggi ampi irulli devono essere allontanati mentre, viceversa, devono esse-re avvicinati per ottenere curvature con raggi piccoli.Il trascinamento della lamiera è causato dalla rotazione del rullosuperiore che è motorizzato, mentre i due rulli inferiori ruotanoliberamente e hanno solo la funzione di sostenere la lamiera.Il processo di calandratura richiede un certo numero di pas-saggi, durante i quali il moto di traslazione e l’avvicinamentodei rulli vengono opportunamente regolati.

La calandratura è un’operazione di deformazione plasticache consente di conferire alla lamiera una determinata curva-tura. È una lavorazione tipica per la costruzione di cisterne etubi di medio-grande diametro.La calandratura è eseguita con macchinari detti calandre, co-stituiti essenzialmente da tre rulli paralleli tra di loro, dispostisecondo i vertici di un triangolo isoscele [figg. 1 e 2]. La lamie-ra, passando tra i rulli inferiori e superiore, subisce una cur-vatura, detta raggiatura, il cui raggio dipende dalla posizione

guida dei rulli inferiori ad arco di cerchio

rullo superioremotorizzato

consolledi comando

cavo di sicurezzadi colore rosso

1 Schema del processo di calandratura. Il rullo superiore è moto-rizzato, mentre quelli inferiori possono essere avvicinati per ri-durre progressivamente il raggio di curvatura.

2 Calandra. La consolle di comando è esterna al cavo di sicurezza; la posizio-ne dei rulli inferiori può essere modificata facendoli scorrere entro la guidaad arco di cerchio.


La piegatura è una lavorazione di deformazione plastica (for-matura) successiva alla sagomatura, che viene eseguita conmacchine chiamate presse piegatrici [fig. 1] e che consiste nelpraticare pieghe rettilinee e parallele su pezzi di dimensionianche medio-grandi.Le presse piegatrici sono azionate da sistemi meccanici, permezzo del manovellismo biella manovella o da sistemi idrauli-ci, per mezzo di pistoni idraulici, governati manualmente o dacomputer (piegatrici a controllo numerico).La deformazione permanente della lamiera viene provocatada una sollecitazione di flessione che deve superare il limite dielasticità del materiale.Analogamente alle macchine per lo stampaggio, anche le pres-se piegatrici sono equipaggiate da un punzone (detto coltello)montato sulla parte mobile della piegatrice, da una matrice eda un premilamiera, con le stesse funzioni e caratteristiche diuno stampo per pressa.Esistono coltelli e matrici adatti a tutte le esigenze di spesso-re, sagoma del pezzo e raggio di curvatura [fig. 2].


5 La piegatura della lamiera

1 Pressa piegatrice. La lamiera “pizzicata” tra il punzone e la matrice subisceuna deformazione plastica. La macchina consente di montare matrici e pun-zoni adatti a ogni tipo di piega.

2 Schema di esecuzione di una piegatura con una pressa piegatrice e in-grandimento del particolare dell’area di contatto tra coltello e matrice;per avere diversi tipi di piegature, la matrice può essere ruotata.

LAVORAZIONI CON CESOIE, PRESSE, CALANDRE E PIEGATRICI

Attenzione a: urti, schiacciamento, punture, tagli, abra-sioni, cesoiamento, stritolamento, rumore, caduta dimateriale dall’alto, folgorazione.

Norme generali

• Verificare il buon funzionamento delle parti elettriche emeccaniche e l’efficienza di adeguati dispositivi di sicu-rezza.

• Non intralciare i passaggi con il cavo di comando a pe-dali e proteggerlo da eventuali danneggiamenti.

• Avvalersi di appositi supporti e sostegni quando le di-mensioni della lamiera lo richiedono.

• Non rimuovere o manomettere i dispositivi di protezione.• Con cesoie e piegatrici non lavorare più di una lamiera

contemporaneamente.• L’estrazione del materiale dallo stampo sotto le presse

deve essere eseguita utilizzando idonei attrezzi.• Controllare e rimuovere il pezzo solo a macchina ferma.• Eseguire le operazioni di revisione e pulizia solo a mac-

china scollegata.• Segnalare tempestivamente malfunzionamenti.

Indossare sempre: guanti, calzature di sicurezza, indu-menti protettivi (tuta), casco, otoprotettori.

SICURE ZZA

PER SAPERNE DI PIÙ

La piegaturaLa piegatura è definita come una curvatura con raggio molto pic-colo, mai superiore a 7-8 volte lo spessore della lamiera. I raggi mi-nimi sono indicati da apposite tabelle in funzione dello spessore e deltipo di materiale, ma, per evitare criccature sui raggi di curvatura, ènecessario che la piegatura avvenga in senso ortogonale alla direzio-ne di laminazione.



Lavorazioni della lamiera14V

ERIF

ICA

1 Illustra il principio di funzionamento di una cesoia aghigliottina.

2 Che cosa si intende per sagomatura e per formatura?Attraverso quali lavorazioni avvengono tali operazio-ni?

3 Che cosa è un premilamiera?un dispositivo capace di bloccare il pezzo durante la fa-se di taglio e curvaturaun dispositivo per eseguire stampaggio con materialesurriscaldatoun dispositivo per eseguire imbutitureun dispositivo capace di bloccare o guidare lo stira-mento della lamiera durante le fasi di cesoiatura o tran-ciatura e stampaggio-imbutitura

4 Elenca i tipi di taglio non tradizionale della lamiera,spiegando il principio di funzionamento.

5 Associa la tecnica di taglio al sistema di funzionamento.

a) ossitaglio1. utilizza un getto di gas (idroge-

b) taglio al plasmano e azoto) ionizzato

o laser2. utilizza un idrogetto sottilissimo

c) getto di acqua3. sfrutta il calore di una fiamma

prodotta da una miscela di os-sigeno e acetilene

6 Quali tra le lavorazioni elencate costituiscono il pro-cesso di stampaggio della lamiera?

fucinatura imbutituracurvatura piegaturacesoiatura calandraturatranciatura chiodatura

7 Che differenza sussiste tra tranciatura e punzonatura?

8 Che tipo di macchine vengono utilizzate per tranciaree punzonare?

HD

GC

FB

EA

D

C

B

A

VERIFICA

9 Indica tra le seguenti affermazioni quali si riferisconoall’imbutitura.

il materiale da lavorare deve avere un alto indice di al-lungamentola lavorazione sollecita il materiale a tensioni superiori aivalori di rotturala lavorazione richiede stampi con profili taglientiil materiale da lavorare deve essere molto duttilela lavorazione avviene per stampaggio a caldo

10 Che cosa si intende per curvatura e che cosa distinguela curvatura dall’imbutitura?

11 Quali caratteristiche devono avere i materiali utilizza-ti nelle operazioni di imbutitura?

12 Quali sono le parti fondamentali di uno stampo?

13 La calandratura è un processo usato per la costruzio-ne di:

tubi di piccolo diametrotubi di grande diametrotubi quadri di grande diametromatasse di cavi d’acciaio

14 Associa le seguenti lavorazioni alle presse meccanicheo a quelle idrauliche:a) imbutiturab) tranciaturac) curvatura 1. presse meccaniched) punzonatura 2. presse idraulichee) stampaggio a caldof) trafilatura

15 Descrivi che cosa sono, a che cosa servono e di che ma-teriali sono costituiti punzoni, coltelli e matrici.

D

C

B

A

E

D

C

B

A

Lavorazioni della lamiera - SEI Editrice | Libri e Testi ... · 1 Sagomatura e formatura della...

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