IT202000004456A1

IT202000004456A1 - Metodo di montaggio di pressa per tranciatura fine da 1600 t

Info

Publication number: IT202000004456A1
Application number: IT102020000004456A
Authority: IT
Inventors: Antonio Carena; Adriano Carena
Original assignee: Ferrari & Carena S R L
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-09-04

Description

Del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?Metodo di montaggio di pressa per tranciatura fine da 1600 t?.

Descrizione

Campo della tecnica

La presente invenzione opera in settori ove si necessita la produzione di particolari da lamiera, tranciatura fine, ovvero in grado di eseguire tranciature fini su pezzi di grandi dimensioni come ingranaggi, flange motori, supporti pastiglie freno, parti del settore energetico. Tale invenzione presenta degli accorgimenti tecnici nuovi tra i quali ridotti pesi e nuove forme relative alla struttura della pressa stessa.

Arte nota

I nuovi macchinari per i processi di tranciatura fine possiedono un?elevata rigidezza statica e dinamica, la quale ha positivi effetti sulla precisione del prodotto finale. Pertanto occorre evidenziare, rispetto alle procedure classiche, la bassa velocit? di abbassamento del punzone; il movimento che lo aziona parte da terra, assicurando cos? una maggiore precisione e stabilit? per via dell?abbassamento del baricentro della lamiera. Inoltre, la forza che viene applicata alla lamiera non procede di pari passo con la velocit? di abbassamento del punzone: infatti la forza applicata aumenta progressivamente in seguito al contatto della pressa con la lamiera sottostante, diminuisce solo se ? in corso una rottura prematura del pezzo e si ferma solamente ad avvenuta pressatura finale.

Ulteriore considerazione ? che a seguito delle sollecitazioni di lavoro, punzone e matrice sono soggetti ad usura che si ripercuote negativamente sulla qualit? dei pezzi finiti e sulla forza richiesta alla pressa. Quando si conosce l?entit? dell?usura che si manifesta in determinate condizioni di produzione si possono prevedere in partenza il numero di pezzi-limite oltre il quale ? necessario effettuare nuovamente una ripassatura dello stampo. L?usura dei taglienti ha un andamento progressivo approssimativamente di tipo lineare. Questo permette di prevedere con buona approssimazione il limite di utilizzo dell?attrezzo e di provvedere alla sua manutenzione programmata o alla sua sostituzione. Lo sforzo di tranciatura, che deve vincere la resistenza del materiale, fa ripercuotere i suoi effetti sugli spigoli di taglio i quali, dopo un certo quantitativo di pezzi prodotti, perdono il loro filo iniziale. Ne consegue che gli oggetti stessi presentano un contorno poco preciso e ricco di bave. Per necessit? di carattere economico e pratico si riabilita lo stampo: si effettua la spianatura della faccia di taglio del punzone e della matrice, allo stato temperato, fino a ottenere gli spigoli ancora vivi. Le perdite di materiale, oltre a quelle provocate dagli sforzi dinamici di tranciatura, possono anche essere dovute a fatti accidentali come scheggiature, sgranature e piccole incrinature, che si producono specialmente in corrispondenza agli spigoli dei punzoni e delle matrici. Le cause che possono dar luogo a questi inconvenienti sono molteplici: - materiale difettoso costituente lo stampo;

- tecnica costruttiva insufficiente;

- cattivo montaggio dello stampo;

- giochi non appropriati di accoppiamento fra punzone e matrice;

- cattivo uso dello stampo e suo piazzamento errato;

- manutenzione poco accurata;

- materiale da tranciare di qualit? scadente od avente superfici non decapate e con scorie incorporate;

- presenza di grani induriti nel materiale;

- caduta di corpi estranei fra i fili taglienti durante la tranciatura.

Nei suddetti casi la perdita del materiale per la riabilitazione dello stampo ? notevole (fino ad 1 mm), tenendo presente che la quota totale di materiale da affilare varia da 6 a 8 mm. Considerando uno stampo normale ? necessario togliere da 0,1 a 0,2 mm di spessore tramite operazione di rettifica e visto che la parte cilindrica della matrice ? di circa 6 mm sono in media necessarie 40 ripassature (6mm / 0,15 mm), il che significa che nel complesso lo stampo pu? lavorare per pi? di un milione di colpi.

Nel caso della presente invenzione, la precisione dimensionale e geometrica dei pezzi tranciati ? determinata dalla qualit? degli attrezzi, questi ultimi devono essere di almeno due classi ISO di qualit? superiore a quella richiesta per i pezzi finali. Ed in generale, nell?esecuzione di fori o finestre (tranciatura interna), si ottengono precisioni superiori rispetto alla tranciatura di profili che determinano un pezzo (tranciatura esterna). In tal senso, il mercato necessita di sempre maggiore affidabilit? delle macchine, anche perch? i fermi macchina impattano pesantemente sui costi aziendali. Da un punto di vista dell?approccio generale, la struttura della pressa ? stata rinforzata rispetto allo stato dell?arte del mercato. Particolare attenzione ? stata dedicata al punto di appoggio delle piastre di appoggio dei cilindri premilamiera, essendo questo un punto critico soprattutto nel caso di richiesta di profilo con spessore diversificato. Questa operazione combina un?operazione di tranciatura e una di schiacciatura (o imbutitura): ? proprio quest?ultima a sottoporre la struttura della macchina alle massime sollecitazioni. Effettuata un?analisi delle forze in gioco, la presente invenzione, mostra l?introduzione di nuovi materiali componenti la pressa stessa, sebbene il maggior costo di realizzazione della macchina abbia potenziali effetti negativi sulle vendite della stessa. Ne consegue che tale pressa nel suo complesso ha come materiale utilizzato l?S355 ovvero acciaio da costruzione non legato, normalmente impiegato nelle costruzioni navali e di veicoli ferroviari. Per la propria resistenza alla tensione di snervamento, l?acciaio S355 ? pure utilizzato per la costruzione di gru e scavatori, nelle costruzioni edilizie e per tubature, sistemi di ventilazione e pompe ecc. Per le parti soggette a scorrimento e ad attriti sono stati utilizzati materiali con migliori caratteristiche di resistenza alla fatica, innovativi per il settore di riferimento, come l?acciaio 1.23/11 e il 1.23/79 o K110 (di utilizzo tipico nelle applicazioni aeronautiche), caratterizzati da resistenze di 110, 120 kg/mm a salire.

Per quanto si possano reperire, in ambito internazionale, non vi sono diverse privative che forniscono una risposta alle difficolt? sopra descritte, si cita ad esempio ?Stamping device for a fineblanking press -US4143574A? ma ? evidente che nessuna di tali privative affronta in maniera completa ed esaustiva le problematiche su indicate.

Descrizione dell?invenzione

La presente invenzione ? la conseguenza della sempre maggiore complessit? degli stampi di tranciatura, specie nei casi di profili con spessore diversificato, ove non consente sempre di far coincidere il centro degli sforzi con il centro della pressa. Con gli stampi a matrice mobile, poi, il baricentro degli sforzi si modifica mentre la matrice mobile fa la sua corsa, generando cos? forze eccentriche rispetto all?asse pressa. Per questa ragione la rigidit? della struttura della pressa assume una importanza sempre pi? rilevante. Questo fattore ? stato tenuto in debita considerazione soprattutto nella progettazione della macchina di tonnellaggio superiore, appunto 1600 t, e se un supporto ? dato dalla scelta dei materiali, facendo uso di creativit? in campo progettuale, sono stati aggiunti alla macchina elementi che limitino le deformazioni, come costole metalliche saldate poste dietro alle piastre in corrispondenza dei cilindri, in prossimit? dei quali vi ? la massima sollecitazione strutturale della pressa.

Inoltre, Uno degli elementi pi? significativi del processo di tranciatura fine ? costituito dalle straordinarie condizioni di usura a cui sono sottoposti gli elementi attivi dello stampo. Essi sono assoggettati a pressioni e a un attrito da tenere in giusta considerazione affinch? non si traducano in una minore durabilit? e in definitiva di una durata antieconomica degli stampi.

L?attrito ? principalmente generato dallo scorrimento della superficie esterna del punzone sul materiale di tranciatura, oppure da quello tra le superfici verticali della matrice e le nuove superfici del pezzo che sta per essere tranciato fine. Altre forze di attrito si sviluppano tra le facce principali della lamiera e le superfici frontali del punzone, del contropunzone (estrattore), della matrice e del premilamiera. Queste ultime svolgono un ruolo attivo solo nei casi di operazioni complementari quali imbutiture o coniature.

Nella presente invenzione ? stata dedicata grande attenzione alla geometria dell?arrotondamento degli spigoli trancianti della matrice e dei punzoni per i profili interni, affinch? il materiale possa scorrere su di essi senza che si determino strappi.

In aggiunta, a limitare ulteriormente gli effetti degenerativi dell?attrito, gli organi di scorrimento e trasmissione del moto della pressa sono opportunatamente trattati con nitrurazione e trattamenti termici, mentre per il sistema di guida si ? adottato come materiale il bronzo-grafite, che ha propriet? autolubrificanti. In tutti i casi i materiali sono innovativi per il settore di riferimento.

La presente invenzione riguarda la realizzazione della pressa di tranciatura fine 1600 tonnellate ove vi ? applicata una tecnologia molto raffinata e di precisione, poich? ad ogni ?colpo? della pressa esce un prodotto completamente finito, in termini di dimensioni, senza alcun ulteriore intervento di lavorazione meccanica. Di non minore importanza rispetto alla precisione ? la scelta dell?elettronica applicata all?oleodinamica, che permette ottenere come vantaggio tecnico una notevole velocit? di produzione. In particolare la presente invenzione ? specificamente orientata al trattamento di acciai quali il W.1. 2312/2311, con resistenze alla compressione di 110 kg/ mm?.

Descrizione delle figure

L?invenzione verr? qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio delle figure annesse, nelle quali:

- Figura 1,2 e 3 si illustrano tre viste prospettiche ovverosia nelle prime due un ?esploso? delle pressa mentre nella terza figura la pressa assemblata, comprendente: 21 la struttura della pressa stessa, 22 un cilindro principale, 24 un cilindro premilamiera, 25 dispositivo regola corsa vite-corona, 26 gruppo slitta, 27 rulliera, 28 due guidanastro, 29 avanzamento, 30 lubrificatore, 31 imbuto entrata, 32 mensola entrata, 33 mensola uscita, 34 imbuto uscita, 35 tranciasfrido, 36 due cilindri corsa rapida, 37 carterizzazione, 38 tavola inferiore, 39 tavola superiore.

- Figura 4 illustra una vista isometrica lato operatore ed una vista lato opposto della struttura della pressa oltrech? la vista frontale e relativo lato destro e sinistro ove si evidenziano anche i piani di taglio delle sezioni B e C.

- Figura 5 illustra la vista dall?alto della struttura della pressa con relativo piano di taglio di sez. A.

- Figura 6 illustra rispettivamente le sezioni A-A, B-B e C-C.

- Figura 7 ed 8 illustrano le posizioni e relative forme identificate da misure che donano l?esatta superficie e spessore ove l?unit? di misura ? espressa in mm comprendente: 1 piastra frontale /posteriore n. due pezzi, 2 traversa laterale lato sinistro, 3 traversa laterale lato destro, 4 base appoggio, 5 appoggio cilindro principale, 6 piano centraggio plam, 7 supporto avanzamenti n. quattro pezzi, 8 rinforzo laterale n. quattro pezzi, 9 traversa rinforzo laterale n. quattro pezzi, 10 saetta rinforzo inferiore n. quattro pezzi, 11 supporto corsa rapida n. due pezzi, 12 saetta rinforzo supporto corsa rapida n. quattro pezzi, 13 logherone appoggio premi lamiera n. due pezzi, 14 traversa appoggio premilamiera n. due pezzi, 15 saetta rinforzo superiore trasversale n. due pezzi, 16 saetta superiore rinforzo longitudinale n. due pezzi, 18-19 piastra forata per sollevamento n. quattro pezzi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l?invenzione diverranno pi? chiari con la seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione del trovato, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

Le figure 1, 2 e 3 mostrano le parti meccaniche della pressa per tranciatura fine da 1600 t raffigurate in diversi prospettive mentre le restanti figure designano le parti strutturali con relative forme della pressa. Ove tali forme son ben delineate da misure che donano l?esatte dimensione, in mm, definendo lunghezza, larghezza e spessore per ogni posizione 1-19.

Di tale succitato trovato, la caratteristica innovativa ? il sistema strutturale (dimensioni del cilindro, premilamiera, cilindri di corsa rapida) e conseguentemente di tonnellaggio unica nel suo genere, ha il primato di essere la pi? grande e potente pressa di tranciatura fine al mondo.

Inoltre tale invenzione dispone di un sistema idraulico pompante doppio, che presenta il considerevole vantaggio di ridurre i fermi macchina, poich? se una parte dello stesso andasse in avaria, la pressa potr? proseguire la sua produzione senza interruzioni. Situato all?interno del blocco principale vi ? poi un innovativo sistema di rifiltraggio dell?olio a ogni ciclo macchina; tale sistema ripulisce di eventuali residui ed impurit? che causerebbero danni molto gravi alle guarnizioni.

Infine, essendo stata progettata con acciai di altissima qualit? e resistenza, la macchina presenta una longevit? maggiore dei pezzi che la costituiscono, con conseguente forte riduzione delle manutenzioni.Ulteriore vantaggio tecnico del presente trovato risulta dal fatto che la pressa 1600 t ? stata concepita anche per ottenere redditivit? e produttivit? nei particolari pi? poveri: raddoppiando il tonnellaggio si pu? eseguire il doppio dei pezzi con costi del personale e di gestione invariati. Per decidere che tipo di tonnellaggio ? necessario per la produzione di un certo particolare si considera lo sforzo di tranciatura. Successivamente in base alla taglia e allo sforzo di tranciatura ? possibile definire quante cavit? si possono tranciare nello stampo ad ogni singolo colpo. Quindi raddoppiando il tonnellaggio della pressa nei limiti delle dimensioni del particolare da tranciare e dello stampo ? possibile aumentare il numero di cavit? da tranciare, andando quindi ad ottenere nello stesso tempo una produzione maggiore di particolari.

La presente invenzione ? stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma ? da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

Rivendicazioni 1. Pressa di 1600 t per tranciatura fine comprendente: (21) la struttura della pressa stessa, (22) un cilindro principale, (24) un cilindro premilamiera, (25) dispositivo regola corsa vite-corona, (26) gruppo slitta, (27) rulliera, (28) due guidanastro, (29) avanzamento, (30) lubrificatore, (31) imbuto entrata, (32) mensola entrata, (33) mensola uscita, (34) imbuto uscita, (35) tranciasfrido, (36) due cilindri corsa rapida, (37) carterizzazione, (38) tavola inferiore, (39) tavola superiore.
2. Pressa secondo rivendicazione n.1 comprendente: (1) piastra frontale /posteriore n. due pezzi, (2) traversa laterale lato sinistro, (3) traversa laterale lato destro, (4) base appoggio, (5) appoggio cilindro principale, (6) piano centraggio plam, (7) supporto avanzamenti n. quattro pezzi, 8 rinforzo laterale n. quattro pezzi, 9 traversa rinforzo laterale n. quattro pezzi, (10) saetta rinforzo inferiore n. quattro pezzi, (11) supporto corsa rapida n. due pezzi, (12) saetta rinforzo supporto corsa rapida n. quattro pezzi, (13) logherone appoggio premi lamiera n. due pezzi, (14) traversa appoggio premilamiera n. due pezzi, (15) saetta rinforzo superiore trasversale n. due pezzi, (16) saetta superiore rinforzo longitudinale n. due pezzi, (18-19) piastra forata per sollevamento n. quattro pezzi.