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Nov 23, 2023

Die Science: come eseguire una riduzione del pareggio

When I conduct a training course, I usually bring along an assortment of stamped

Quando conduco un corso di formazione, di solito porto con me un assortimento di parti stampate. Quelli esaminati maggiormente dai partecipanti sono quelli realizzati con un processo di disegno in più fasi, comunemente indicato come riduzione del disegno.

L'imbutitura è lo spostamento del metallo attraverso il flusso plastico o l'alimentazione verso l'interno. Nella riduzione dell'imbutitura, una serie di operazioni di imbutitura sposta gradualmente l'area superficiale di un pezzo grezzo in una geometria di diametro inferiore e più alta rispetto a ciascuna delle stazioni precedenti.

Affinché il metallo possa fluire verso l'interno e essere spostato in una geometria diversa, ciascuna delle stazioni di trafilatura deve ridurre al minimo la quantità di materiale che viene spostato.

La prima operazione di trafilatura, detta stazione di coppettazione, trasforma il semilavorato circolare in una tazza tonda. Il concetto fondamentale alla base della prima operazione di trafilatura è quello di ottenere la quantità di materiale necessaria per realizzare la geometria finale. Ciascuna stazione di stiro è quindi correlata e deve seguire la teoria del rapporto di stiro.

Il rapporto di imbutitura limite (LDR) è il rapporto tra il diametro del punzone di imbutitura e il diametro del pezzo grezzo; in altre parole, è il rapporto tra il diametro massimo del grezzo che può essere aspirato in sicurezza in una tazza.

In un'operazione di imbutitura a simmetria assiale, il cilindro inizia come un semplice pezzo grezzo rotondo, con il diametro del pezzo grezzo maggiore del diametro della tazza. Affinché il pezzo grezzo rotondo si trasformi nella forma cilindrica più piccola, il metallo deve fluire verso l'interno verso la linea centrale della tazza contemporaneamente mentre si comprime. Questa compressione circonferenziale crea una resistenza al flusso del metallo.

Se il pezzo grezzo è troppo grande, la compressione sarà troppo elevata, il flusso sarà limitato e potrebbero verificarsi strozzature o spaccature. Se la compressione viene controllata fornendo uno spazio non molto più grande dello spessore del metallo tra la faccia della matrice e il foglio da disegno, la parte avrà una flangia piatta. Se il metallo non viene controllato, la flangia risulterà molto corrugata (vediFigura 1 ). Un'elevata compressione circonferenziale combinata con un elevato flusso di metallo farà sì che il metallo sia più spesso all'estremità aperta della coppa o della flangia. L'elemento chiave da ricordare è che il metallo in compressione ha una grande resistenza allo scorrimento.

Anche se un po' conservativa per alcuni materiali ed eccessiva per altri, una buona regola pratica è quella di utilizzare un pezzo grezzo non più grande di due volte il diametro del punzone. Ad esempio, se il punzone ha un diametro di 2 pollici, utilizzare un pezzo grezzo non più grande di 4 pollici. Se il pezzo grezzo deve essere più grande di 4 pollici, potrebbe essere necessario utilizzare più di una stazione di disegno per realizzare la parte. Quando è necessaria più di un'operazione, la percentuale LDR cambierà.

Per determinare il diametro del pezzo grezzo, calcola innanzitutto la superficie totale della parte finita e la quantità di materiale extra necessario per gli scarti di rifinitura. È fondamentale determinare il diametro del pezzo grezzo utilizzando i calcoli dell'area superficiale, anziché misurare la distanza lineare attraverso la parte. Sebbene questo metodo possa funzionare per parti più grandi e sagomate realizzate principalmente mediante allungamento, sarà disastroso quando si esegue una riduzione dell'allungamento per una parte rotonda. Ciò è particolarmente vero se il pezzo da realizzare ha un diametro piccolo ed è molto alto.

Utilizzare una tabella di riduzione del tiro per determinare il numero e il diametro di ciascuna delle stazioni di stiro (vedifigura 2 ). Questo grafico fornisce la relazione critica tra il diametro del pezzo grezzo e il diametro della prima operazione di trafilatura. Mostra anche la quantità di metallo che può essere ridisegnata per ogni stazione successiva. La percentuale di riduzione varia a seconda dello spessore del metallo.

Figura 1 Se la compressione viene controllata fornendo uno spazio non molto più grande dello spessore del metallo tra la faccia della matrice e il foglio da disegno, la parte avrà una flangia piatta. Se il metallo non viene controllato, la flangia risulterà gravemente spiegazzata.

Ad esempio, se si sta realizzando una parte che richiede un pezzo grezzo da 10 pollici di diametro in metallo spesso 0,050 pollici, il grafico mostra che la prima percentuale di disegno dal pezzo grezzo a quello disegnato è del 53%. Ciò significa che il primo punzone di imbutitura deve corrispondere almeno al 53% del diametro del pezzo grezzo o un diametro minimo di 5,3 pollici. L'uso di un punzone di imbutitura con un diametro inferiore a 5,3 pollici potrebbe causare guasti.