IT9020640A1 - Procedimento ed impianto per la sferoidizzazione di cilindretti - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"PROCEDIMENTO ED IMPIANTO PER LA SFEROIDIZZAZIONE DI CILINDRETTI"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento ed un impianto per la sferoidizzazione di cilindretti, da utilizzare, ad esempio, nella macinatura dei pigmenti per coloranti (cosidetti mulini a palle) , nel mantenimento allo stato liquido di inchiostri tipografici e di vernici, nella lucidatura di metalli mediante burattatura a contatto.

Attualmente, nelle applicazioni sopra indicate, vengono utilizzate sfere metalliche provenienti da cicli tecnologici simili al ciclo di produzione delle sfere per cuscinetti e quindi ottenute con le seguenti principali fasi di lavorazione:

- stampaggio di uno sbozzato da tondo di acciaio;

- formatura a freddo delle sfere dallo sbozzato;

- trattamento termico di tempra;

- rettifica e finitura superificiale.

Un tale procedimento risulta notevolmente lungo e costoso.

Scopo dell'invenzione è quello di provvedere un procedimento e un relativo impianto per la produzione di sfere anche a non perfetta calibratura, serventi per gli scopi suddetti, che sia notevolmente più economico rispetto a quelli tradizionali.

Il procedimento di sferoidizzazione, secondo l'invenzione, consiste nelle seguenti fasi:

- trafilatura a freddo da vergella di acciaio per molle, ovvero acciaio al carbonio ad alta resistenza, previamente trattato termicamente e chimicamente, nella gamma di diametri da 0,3 mm a 5,0 mm mediante macchine trafilatrici multipasso con matrici in metallo duro;

- taglio del filo trafilato in cilindretti di lunghezza pari al diametro mediante fresatura in macchine multifilo con avanzamento continuo e frese cilindriche a tagliente multiplo;

- arrotondamento dei cilindretti mediante impatti ripetuti degli stessi contro una fascia corazzata;

- eventuale vagliatura per migliorare l'uniformità dimensionale della massa;

- burattatura con materiali abrasivi e liquidi coadiuvanti;

- ulteriore deformazione a freddo dei pallini (impropriamente definita tappatura nel gergo del settore) mediante macchine a pressione;

- rettifica delle sferette ottenute mediante mezzi abrasivi con sistemi tangenziali;

- lucidatura delle sferette rettificate in buratto rotante, con segatura o crusca;

- pulizia finale del prodotto ottenuto mediante vagliatura.

Oltre agli acciai al carbonio, quali materie prime per attuare il procedimento secondo l'invenzione possono essere utilizzate acciai inossidabili, rame, ottone e loro leghe.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente le varie fasi del procedimento di sferoidizzazione secondo l'invenzione, in corrispondenza delle quali sono esemplificativamente riportate le rispettive sezioni di un cilindretto in lavorazione;

la figura 2 illustra schematicamente la macchina che effettua il ciclo di arrotondamento dei cilindretti;

la figura 3 è una vista schematica di un separatore di graniglia a spirale, che può far parte della macchina di figura 2;

la figura A è una vista schematica in pianta dell'ultima spira del separatore di figura 3;

la figura 5 è una sezione presa secondo la linea V-V di figura 4; la figura 6 è una vista schematica della "lappatrice" di figura 1, che dà la forma sferoidale definitiva ai cilindretti in lavorazione; la figura 7 è una vista schematica della rettificatrice di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, partendo da una vergella 1 di acciaio al carbonio ad alta resistenza, previamente trattato termicamente e chimicamente, o acciaio inossidabile della serie AISI 300 e AISI 400, rame, ottone, o loro leghe, con un diametro variabile tra 0,3 mm e 5,0 mm, si effettua una trafilatura a freddo, utilizzando allo scopo una trafilatrice multipasso con matrici in metallo duro, schematicamente illustrata in figura .1. e indicata globalmente con il numero di riferimento 2.

Il filo trafilato viene tagliato in cilindretti di lunghezza pari al diametro in una fresatrice 3 con fresa cilindrica a tagliente multiplo. In figura 1, in corrispondenza della fresatrice 3 è riportata la sezione longitudinale di un cilindretto 100, la cui lunghezza L coincide col diametro 0.

Tali cilindretti vengono quindi immessi in una macchina arrotondatrice , indicata globalmente con il numero di riferimento 4, dove viene effettuato l'arrotondamento degli stessi.

Come meglio visibile in figura 2, la macchina 4 comprende una camera di arrotondamento 5, centralmente alla quale è disposta una turbina 6, azionata da un motore 7, per il lancio ad alta velocità dei cilindretti ad essa alimentati da un serbatoio-tramoggia 8, contro una fascia corazzata 9 a profilo tronco conico.

Il ciclo di arrotondamento è continuo ed è rappresentato dalle frecce a segmenti rettilinei in figura 2. I cilindretti che cadono sul fondo della camera di arrotondamento 5 vengono canalizzati mediante un canale 10 ad un elevatore 11, ad esempio di tipo a tazze, che tramite un condotto superiore 12 li immette nel serbatoio 8. La parete di fondo 13 del canale 12 è prolungata all.'interno del serbatoio 8 e termina contro una piastra oscillante 14, servente a regolare il velo di graniglia di cilindretti, che passano poi attraverso una sottostante piastra forata 15, che setaccia eventuali oggetti estranei.. Al di sotto della piastra 15 è disposto un divisore a cuneo 16, che distribuisce casualmente la graniglia, eliminando vie preferenziali, in modo da garantire ai singoli pallini sostanzialmente lo stesso numero di impatti nella camera di arrotondamento 5.

Lungo il percorso della graniglia, ad esempio tra l'elevatore 11 ed il serbatoio 8, può essere disposto un separatore 17, illustrato nelle figure da 3 a 5, per la rimozione di pallini malformati o rotti. Il separatore 17 è costituito da una spirale 18 a spire di ampiezza crescente dall’alto verso il basso, che si sviluppa intorno ad un albero verticale 19. I pallini vengono alimentati alla spirale 18 ed a seconda del grado di arrotondamento raggiunto tendono a portarsi più o meno verso l'esterno delle singole spire.

Sull'ultima spira 20 sono disposte delle lame di separazione 21 del materiale (figure 4 e 5), che determinano tre canali, indicati rispettivamente con le lettere a, b, c, procedendo dall'esterno verso l'interno, e raccordati a rispettivi serbatoi A, B, C mediante rispettivi condotti a', b', c'.

Nel canale più esterno a, e quindi nel serbatoio A saranno raccolti i pallini più arrotondati, che potrebbero, ad esempio, essere fatti uscire dal ciclo di arrotondamento. Nel canale più interno c e quindi nel corrispondente serbatoio C verranno invece raccolti pallini malformati o rotti, che non riescono a raggiungere una sufficiente velocità, e che vengono quindi scartati. Infine nel canale intermedio b e quindi nel corrispondente serbatoio B si raccoglieranno i pallini con un grado di arrotondamento intermedio, che vengono ad esempio rimessi in ciclo.

In tal caso, il serbatoio B potrebbe ad esempio coincidere con il serbatoio 8 di alimentazione della graniglia alla camera di arrotondamento 5.

Come schematicamente illustrato in figura 2, nella macchina arrotondatrice 4 è previsto un sistema di depolverizzazione spinto, schematizzato da un filtro aspiratore 22, che aspira aria e polvere dal serbatoio 8 e dalla camera di arrotondamento 5. In figura 2 il percorso dell'aria è stato indicato dalle frecce a segmenti ondulati.

Ovviamente, una aspirazione è prevista anche in corrispondenza del separatore a spirale 17, sebbene ciò non sia stato illustrato nella figura 3.

Le canalizzazioni per il trasferimento della graniglia, ad esempio i canali 10 e 12 di figura 2, nonché quelle non illustrate nelle figure annesse, sono di preferenza in acciaio al manganese, in modo da favorire il processo di arrotondamento per lo sfregamento del materiale contro le pareti di tali canali. In figura 1, in corrispondenza della macchina arrotondatrice 4 è riportata una possibile sezione di un cilindretto arrotondato 100', con evidenziati due diametri 01 e 02 diversi tra loro.

I cilindretti arrotondati 100' possono poi essere assoggettati ad una vagliatura in un vaglio vibrante 23, schematicamente illustrato in figura 1, per ottenere una completa uniformità dimensionale della massa. Anche in corrispondenza della stazione di vagliatura 23 può essere ovviamente previsto un sistema di depolverizzazione.

Segue quindi una burattatura in un buratto rotante 24 ad asse variabile {figura 1), nel quale la graniglia di cilindretti arrotondati viene alimentata insieme a materiali abrasivi e liquidi coadiuvanti.

Una possibile sezione di un pallino 100" dopo la burattatura, è riportata in figura 1, con evidenziati due diametri 01, 02 diversi tra loro. In tale figure è indicato anche il grado di finitura superficiale del pallino 100".

Segue quindi un ulteriore deformazione meccanica a freddo dei pallini, impropriamente definita tappatura nei. gergo del settore, mediante un "lappatrice" 25, illustrata un pò più in dettaglio in figura 6.

Essa comprende una coppia di dischi 29, 30, recanti scanalature contrapposte 31, 32, che determinano dei canali di scorrimento per i pallini 100". Il disco inferiore 29 viene messo in rotazione da un motore 33, mentre il disco superiore 30 viene premuto a pressione regolabile contro i disco inferiore da un pistone oleodinamico 34.

All'uscita dalla stazione 25 i pallini 100"' assumono la forma sferoidale definitiva, che può essere, ad esempio, quella illustrata in figura 1, dove sono stati indicati due diametri 01 e 02 all'incirca uguali tra di loro. Il grado di finitura superficiale dei pallini all'uscita di questa stazione è lo stesso di quello all'uscita della stazione precedente 24.

E' prevista poi una rettifica dei pallini, mediante una rettificatrice 26 a dischi intercambiabili, illustrata più in dettaglio in figura 7. La struttura della rettificatrice 26 è abbastanza simile a quella della "lappatrice" 25 e i dischi intercambiabili, indicati con i numeri di riferimento 35 e 36, possono avere le superfici di contatto entrambe in gomma abrasiva o, rispettivamente, in lima finissima e acciaio al manganese.

E' prevista poi una lucidatura in un buratto rotante 27, del tutto simile al buratto 24, in cui i pallini vengono introdotti, ad esempio insieme a segatura o crusca.

I pallini all'uscita delle stazioni 26 e 27, indicati rispettivamente con i numeri di riferimento 100 e 100<v >non subiscono alcuna variazione di forma, ma viene migliorato solo il loro grado di finitura superficiale, come indicato dai simboli riportati in figura 1.

La massa di pallini viene infine assoggettata ad una pulitura finale mediante vagliatura in un vaglio 28, sostanzialmente uguale al vaglio 23.

Naturalmente l'invenzione non è limitata alla particolare forma di realizzazione precedentemente descritta e illustrata nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio, alla portata del tecnico del ramo.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la sferoidizzazione di ciilindretti da utilizzare, ad esempio, nella lucidatura di metalli mediante burattatura a contatto, comprendente le seguenti fasi: - trafilatura a freddo da vergella di acciaio al carbonio ad alta resistenza previamente trattato termicamente e chimicamente, o acciaio inossidabile, rame, ottone o loro leghe; - taglio del filo trafilato in cilindretti di lunghezza pari al diametro; - arrotondamento dei cilindretti mediante impatti ripetuti degli stessi contro una fascia corazzata; - eventuale vagliatura; - burattatura con materiali abrasivi e liquidi coadiuvanti; - ulteriore deformazione a freddo ( "tappatura") mediante macchine a pressione, atta a conferire la forma sferoidale definitiva ai cilindretti o pallini; - rettifica mediante mezzi abrasivi con sistemi tangenziali; - lucidatura in buratto rotante; - eventuale vagliatura finale.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui almeno alcune delle varie fasi sono accopagnate da un operazione di depolverizzazione del materiale e/o di rimozione di eventuali pallini malformati o rotti.
3. 3. Impianto per la sferoidizzazione di cilindretti, per l'attuazione del procedimento della rivendicazione 1, comprendente almeno una trafilatrice (2), preferibilmente multipasso con matrici in metallo duro, per la trafilatura a freddo di una vergella (1) di acciaio al carbonio ad altra resistenza previamente trattato termicamente e chimicamente, o acciaio inossidabile, rame, ottone o loro leghe; almeno una fresatrice (3), preferibilmente con fresa cilindrica a tagliente multiplo, atta a tagliare il filo trafilato in cilindretti di lunghezza pari al diametro; una macchina arrotondatrice (4) per l'arrotondamento dei cilindretti, comprendente una camera di arrotondamento (5) al centro della quale è disposta una turbina (6), che lancia ad altissima velocità i cilindretti contro una fascia corazzata (9), provocandone l'arrotondamento a seguito di ripetuti impatti; un eventuale vaglio vibrante (23); un buratto rotante (24), in cui la graniglia di pallini viene introdotta insieme a materiali abrasivi e liquidi coadiuvanti; una macchina a pressione ( "lappatrice") (25) effettuante una deformazione a freddo dei pallini conferendo loro la forma sferoidale definitiva; una rettificatrice (26); un buratto rotante (27) per la lucidatura del prodotto e infine un vaglio vibrante (28) per la pulitura finale del prodotto.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui la detta macchina arrotondatrice (4) effettua l'arrotondamento dei cilindretti in ciclo continuo, prevedendo un elevatore (1.1) per il trasferimento dei cilindretti dalla camera di arrotondamento (5) ad un serbatoio (8) di alimentazione di tale camera.
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che nel detto serbatoio (8) è disposto un divisore a cuneo (16), atto ad eliminare vie preferenziali di alimentazione dei cilindretti, in modo da garantire che i singoli cilindretti subiscano sostanzialmente lo stesso numero di impatti nella camera di arrotondamento (8).
6. 6. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzata dal fatto che le canalizzazioni di trasferimento dei cilindretti, realizzate di preferenza in acciaio al manganese, consentono uno sfregamento continuo del materiale, favorendo così il processo di arrotondamento dello stesso.
7. 7. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto di prevedere un separatore a spirale (17), posto ad esempio tra l'elevatore (11) e il serbatoio (8), servente in particolare per la rimozione di cilindretti rotti o malformati, comprendente una spirale (18) a spire di ampiezza crescente dall'alto verso il basso, sviluppantesi intorno ad un albero verticale (19), almeno la parte inferiore dell'ultima spira (20) presentando una pluralità di canali (a, b, c) dall'esterno verso l'interno, che alimentano altrettanti serbatoi (A, B, C).
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui la detta "lappatrice" comprende una coppia di dischi contrapposti (29, 30) almeno uno dei quali posto in rotazione, e presentanti rispettive scanalature (31, 32) determinanti dei canali di scorrimento per i pallini (100").
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui la detta rettificatrice (26) comprende una coppia di dischi contrapposti intercambiali, tra i quali vengono lavorati i pallini (100"'), le superfici di contatto di tali dischi essendo entrambe di gomma abrasiva, o rispettivamente di lima finissima e acciaio al manganese.
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui nel detto buratto (27), insieme al materiale da lucidare viene introdotto segatura, crusca e simili.
11. 11. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 10, caratterizzata dal fatto di prevedere sistemi di depolverizzazione spinti in corrispondenza di almeno alcune delle stazioni di trattamento, in particolare della stazione di arrotondamento (4) e delle stazioni di vagliatura (23, 28).