Lavorazione di taglio di lamiere
I processi di taglio della lamiera sono quelli in cui un pezzo di lamiera viene separato applicando una forza abbastanza grande da far tagliare il materiale. I processi di taglio più comuni vengono eseguiti applicando una forza di taglio e sono quindi a volte indicati come processi di taglio. Quando viene applicata una forza di taglio sufficientemente grande, la sollecitazione di taglio nel materiale supererà la resistenza a taglio massima e il materiale fallirà e si separerà nella posizione di taglio. Questa forza di taglio viene applicata da due strumenti, uno sopra e uno sotto il foglio. Sia che si tratti di punzoni e matrici o di lame superiori e inferiori, lo strumento sopra il foglio rilascia un rapido colpo verso il basso sulla lamiera che poggia sullo strumento inferiore. Tra i bordi degli strumenti superiore e inferiore è presente un piccolo gioco che facilita la frattura del materiale. La dimensione di questo spazio è in genere 2-10% dello spessore del materiale e dipende da diversi fattori, come il processo di cesoiatura specifica, il materiale e lo spessore della lamiera.
Gli effetti della cesoiatura del metallo sul materiale cambiano man mano che il taglio procede e sono visibili sul bordo del materiale tranciato. Quando il punzone o le lame di metallo incidono sul foglio, la distanza tra gli strumenti consente al foglio di deformarsi e "ribaltare" il bordo. Quando lo strumento penetra ulteriormente nel foglio, la cesoiatura provoca una zona di materiale brunito verticale. Infine, lo sforzo di taglio del metallo è troppo grande e il materiale si frattura in un angolo con una piccola radica formata sul bordo. L'altezza di ciascuna di queste parti del taglio dipende da diversi fattori, tra cui la nitidezza degli strumenti e la distanza tra gli strumenti.
Esistono diversi processi di taglio che utilizzano forze di taglio per separare o rimuovere materiale da un foglio di lamiera in modi diversi. Ogni processo è in grado di formare un tipo specifico di taglio, alcuni con un percorso aperto per separare una porzione di materiale e alcuni con un percorso chiuso per il ritaglio e rimuovere quel materiale. Usando molti di questi processi insieme, le parti in lamiera possono essere fabbricate con ritagli e profili di qualsiasi geometria 2D. Tali processi di taglio includono quanto segue:
Tosatura - Separazione del materiale in due parti
Fustellatura - Rimozione del materiale da utilizzare per le parti
Blanking convenzionale
Fustellatura fine
Punzonatura - Rimozione del materiale come scarto
penetrante
sbozzare
perforazione
intaglio
brucatura
Lancing
taglio
separazione
Tagliato fuori
Rifinitura
Rasatura
dinking
Tosatura della lamiera
Come accennato in precedenza, esistono diversi processi di taglio che utilizzano la forza di taglio per tagliare la lamiera. Tuttavia, il termine "taglio" di per sé si riferisce a un processo di taglio specifico che produce tagli lineari per separare un pezzo di lamiera. Più comunemente, la tosatura viene utilizzata per tagliare un foglio parallelo a un bordo esistente che viene tenuto squadrato, ma è possibile eseguire anche tagli inclinati. Per questo motivo, la cesoia viene principalmente utilizzata per tagliare fogli in formati più piccoli in preparazione per altri processi. La tosatura ha le seguenti capacità:
Spessore lamiera: 0,005-0,25 pollici
Tolleranza : ± 0,1 pollici (± 0,005 pollici fattibile)
Finitura superficiale : 250-1000 μin (125-2000 μin fattibile)
Il processo di cesoiatura della lamiera viene eseguito su una macchina da taglio, spesso denominata cesoia per squadratura o taglio di potenza, che può essere azionata manualmente (a mano o a piedi) o idraulica, pneumatica o elettrica. Una tipica macchina di taglio comprende un tavolo con bracci di supporto per mantenere il foglio, fermi o guide per fissare il foglio, le lame del bordo superiore e inferiore e un dispositivo di misurazione per posizionare con precisione il foglio. Il foglio viene posizionato tra la lama superiore e quella inferiore, che vengono quindi forzate insieme contro il foglio, tagliando il materiale. Nella maggior parte dei dispositivi, la lama inferiore rimane ferma mentre la lama superiore è forzata verso il basso. La lama superiore è leggermente sfalsata rispetto alla lama inferiore, circa il 5-10% dello spessore della lamiera. Inoltre, la lama superiore è solitamente inclinata in modo che il taglio proceda da un'estremità all'altra, riducendo così la forza richiesta. Le lame utilizzate in queste macchine hanno generalmente un bordo quadrato piuttosto che un tagliente e sono disponibili in diversi materiali, come l'acciaio basso legato e l'acciaio ad alto tenore di carbonio.
Fustellatura della lamiera
La tranciatura è un processo di taglio in cui un pezzo di lamiera viene rimosso da un pezzo più grande di grezzo applicando una forza di taglio sufficientemente grande . In questo processo, il pezzo rimosso, chiamato vuoto , non è rottame ma piuttosto la parte desiderata. Il blanking può essere utilizzato per ritagliare parti in quasi tutte le forme 2D, ma è più comunemente usato per tagliare pezzi con geometrie semplici che saranno ulteriormente modellate nei processi successivi. Spesso i fogli multipli vengono cancellati in un'unica operazione. Le parti finali prodotte utilizzando la blanking includono ingranaggi, gioielli e componenti di orologi o orologi. Le parti tranciate richiedono generalmente una finitura secondaria per levigare le sbavature lungo il bordo inferiore.
Il processo di blanking richiede una pressa per tranciatura, un supporto di lamiera, un punzone di tranciatura e un dado di blanking. Lo stock di lamiera è posizionato sopra lo stampo nella pressa per la stampa. Lo stampo, invece di avere una cavità, ha un taglio nella forma della parte desiderata e deve essere realizzato su misura a meno che non si formi una forma standard. Sopra il foglio, risiede il punzone di soppressione che è uno strumento nella forma della parte desiderata. Sia la matrice che il punzone sono in genere realizzati in acciaio per utensili o metallo duro. La pressa idraulica spinge il punzone verso il basso ad alta velocità nel foglio. Tra il punzone e il dado esiste una piccola distanza, tipicamente pari al 10-20% dello spessore del materiale. Quando il pugno colpisce il foglio, il metallo in questo spazio si piega rapidamente e quindi si frattura. Il bianco che è stato tranciato dallo stock ora cade liberamente nello spazio nel dado. Questo processo è estremamente veloce, con alcune presse per la stampa in bianco in grado di eseguire oltre 1000 corse al minuto.
Punzonatura lamiera
La punzonatura è un processo di taglio in cui il materiale viene rimosso da un pezzo di lamiera applicando una forza di taglio sufficientemente grande . La punzonatura è molto simile alla tranciatura, tranne per il fatto che il materiale rimosso, chiamato la lumaca, è di scarto e lascia dietro la caratteristica interna desiderata nel foglio, come un foro o uno slot. Punzonatura può essere utilizzata per produrre fori e ritagli di varie forme e dimensioni. I fori punzonati più comuni sono forme geometriche semplici (cerchio, quadrato, rettangolo, ecc.) O loro combinazioni. I bordi di queste caratteristiche punzonate avranno delle sbavature per essere tagliate, ma sono di qualità abbastanza buona. Le operazioni di finitura secondarie vengono generalmente eseguite per ottenere bordi più lisci.
Il processo di punzonatura richiede una punzonatrice, lamiera , punzone e matrice. Lo stock di lamiera è posizionato tra il punzone e lo stampo all'interno della punzonatrice. Il dado, situato sotto il foglio, ha un taglio nella forma della caratteristica desiderata. Sopra il foglio, la stampante tiene il punzone, che è uno strumento nella forma della caratteristica desiderata. Punzoni e matrici di forme standard vengono in genere utilizzati, ma possono essere realizzati strumenti personalizzati per la punzonatura di forme complesse. Questi utensili, di serie o personalizzati, sono generalmente realizzati in acciaio per utensili o metallo duro. La punzonatrice spinge il punzone verso il basso ad alta velocità attraverso il foglio e nella matrice sottostante. C'è una piccola distanza tra il bordo del punzone e il dado, causando la piegatura e la frattura rapida del materiale. La lumaca che viene perforata dal foglio cade liberamente attraverso l'apertura rastremata nel dado. Questo processo può essere eseguito su una punzonatrice manuale, ma oggi le punzonatrici a controllo numerico computerizzato (CNC) sono più comuni. Una punzonatrice CNC può essere idraulicamente, pneumaticamente o alimentata elettricamente e fornire circa 600 punzoni al minuto. Inoltre, molte punzonatrici CNC utilizzano una torretta che può contenere fino a 100 punzoni diversi che vengono ruotati in posizione quando necessario.
Una tipica operazione di punzonatura della lamiera è quella in cui un punzone cilindrico fora la lamiera, formando un singolo foro. Tuttavia, una varietà di operazioni è possibile per creare funzionalità diverse. Queste operazioni includono quanto segue:
