Nella lavorazione delle lamiere uno degli aspetti più importanti è la progettazione e la realizzazione degli stampi. La geometria ed il materiale del particolare da ottenere sono i primi input che devono essere presi in esame dagli stampisti, i quali, sulla base delle conoscenze teoriche ma anche grazie ad una grande esperienza sul campo, definiscono le caratteristiche dello stampo per deformazione a freddo.
I principali stampi utilizzabili per lavorare la lamiera sono quelli a passo e quelli transfer. Nei primi, la lamiera entra sotto forma di nastro nello stampo e viene sottoposta a lavorazioni consecutive, finché il particolare finito non viene distaccato all’ultimo passaggio. Con i secondi, utilizzati principalmente per le lavorazioni di imbutitura, il semilavorato in lamiera è messo in movimento da un transfer che, ad ogni colpo della pressa, porta avanti il pezzo. In sostanza, la differenza di base tra i due riguarda il modo in cui il pezzo viene fatto avanzare tra una fase e l’altra della lavorazione.
In un progetto di lavorazione così complesso e che richiede dei software sempre più all’avanguardia è fondamentale il calcolo della forza nello stampaggio progressivo, che permette di ottimizzare la realizzazione degli stampi stessi e di scegliere una pressa adeguata per la lavorazione.
Come si calcola il tonnellaggio nello stampaggio progressivo?
Si deve calcolare la quantità totale di lavoro svolto dalla pressa ad ogni progressione (passo) dello stampo, includendo: tranciatura dei fori pilota, forza del premilamiera, forza degli estrattori, forza del cuscino in azoto, camme, taglio degli scarti, oltre ovviamente alle operazioni principali di tranciatura, imbutitura, piegatura, coniatura. Una volta registrato il carico per ogni operazione si sommano per ottenere il tonnellaggio totale necessario per lo stampaggio. Gli aspetti fondamentali per calcolare il tonnellaggio della pressa sono:
- l’energia: fondamentale per definire le dimensioni della pressa, in quanto si può avere abbastanza tonnellaggio, ma non abbastanza energia. L’energia insufficiente è una causa comune di blocco della pressa al punto morto inferiore (PMI). Per ottenere un calcolo accurato è necessario convertire tutti i valori in unità di misura omogenee (millimetri e newton). Questo passaggio permette di ottenere tutti i dati necessari per il secondo calcolo: l’energia richiesta in Joule.
- Proprietà del materiale metallico: ovvero lo spessore del materiale in millimetri, la resistenza al taglio, alla deformazione ed il carico di rottura del materiale in N/mm2.
- Schema delle progressioni: per particolari che richiedono un elevato numero di passi, è consigliabile avere un layout della bandella con una striscia di progressione su carta su cui possono essere applicati dei codici-colore e si possono segnare i carichi di ogni lavorazione. In questo modo si è sicuri di non aver trascurato nulla che possa creare un carico aggiuntivo. Il layout-bandella aiuta anche a calcolare il baricentro degli sforzi e quindi la corretta posizione dello stampo sulla pressa. In questo modo è possibile massimizzare la durata degli utensili prima di ogni raffilatura, assicurando anche una migliore qualità dei pezzi.
Formula per calcolare lo sforzo di tranciatura piana:
Perimetro [mm] * Spessore materiale [mm] * Resistenza del materiale al taglio [N/mm2] = Forza di tra
Utilizzando lo spessore totale del materiale si effettua un’approssimazione per eccesso della forza, dato che lo spessore effettivo di tranciatura, visibile sul bordo della parte tagliata, è inferiore allo spessore del materiale. Tuttavia, in questo modo si compensa l’eventuale usura di punzoni e matrice.
Si può inoltre ridurre il tonnellaggio della pressa introducendo un angolo di taglio tra punzone e matrice di tranciatura. Si noti però che ciò va fatto in maniera scientifica e non diminuisce l’energia della lavorazione.
Formula per calcolare lo sforzo di imbutitura:
Perimetro [mm] * Spessore materiale [mm] * Carico di rottura del materiale [N/mm2] = Forza di imbutitura [N]
Una volta calcolate le forze di lavorazione e aggiunte quelle ausiliare come premilastra, estrattori, camme ecc., è importante determinare:
- La posizione, relativamente alla corsa della pressa tra punto morto superiore ed inferiore, degli sforzi. In questo modo è possibile calcolare l’energia necessaria.
- La distribuzione degli sforzi relativamente al piano della pressa, per posizionare correttamente lo stampo.
Perché è importante affidarsi a dei professionisti dello stampaggio
Il lavoro di stampaggio lamiera di diversi metalli è un’operazione delicata che non può e non deve essere improvvisata. Un lavoro ben fatto conferisce una maggiore qualità al prodotto e permette di risparmiare sui costi di lavorazione e manutenzione successivi.
Per questo motivo è importante affidarsi alla professionalità, all’affidabilità e alla precisione di chi di questi lavori ne fa da tempo un’arte. Gima Spa, oltre ad occuparsi di lavori di torneria e tranciatura, è da sempre attiva nel campo della progettazione stampi proponendo anche altri tipi di stampi: stampi a blocco e di ripresa.
Forte della sua storia, di un intenso sviluppo tecnologico ottenuto grazie ad una costante attenzione al panorama scientifico ed alla formazione del proprio team di lavoro, Gima Spa mette a disposizione dei suoi clienti professionalità, attenzione al dettaglio ed una vasta gamma di servizi personalizzati.