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Tranciatura

Nelle lavorazioni meccaniche, operazione di taglio a freddo di un manufatto metallico o di altri materiali senza asportazione di trucioli, compiuta con la trancia o cesoia.

La tranciatura è un processo di deformazione plastica eseguito su lamiere. Esso consente, tramite l’utilizzo di un punzone e di una matrice di ottenere sulla lamiera fori o pezzi pieni di forma anche complessa in tempi brevi e con costi molto contenuti. Per ogni lavorazione si produce uno o più pezzi finiti e uno sfrido (materiale di scarto). Tra matrice e punzone deve sussistere un gioco ben preciso in quanto un gioco troppo alto causerebbe l’inflessione dei bordi della lamiera e presenza di bave in eccesso e un gioco troppo basso fratture secondarie e un aumento della forza di tranciatura.

Analizzando le varie fasi del processo, prima il punzone si abbassa fino al contatto con la lamiera che in una prima fase si deforma e si inflette iniziando a penetrare nella matrice. Al raggiungimento della tensione di rottura a taglio del materiale, si genera una frattura e avviene la separazione del materiale. L’utilizzo di un premilamiera in questa lavorazione evita che la lamiera si infletta verso l’alto (nella fase di estrazione dei punzoni dal nastro) e previene la formazione di bordi irregolari e taglienti. Infine una volta separato il tranciato, il punzone provvede alla sua espulsione fino alla zona sformata della matrice (angoli di sformo) dopodicchè si ha la caduta libera e raccolta del tranciato.

A causa delle deformazioni indotte i bordi del tranciato presentano forma differente rispetto a quella teorica desiderata, in particolare, in corrispondenza del bordo è possibile individuare un'estremità affetta da arrotondamento localizzata in corrsipondenza delle prime zone di contatto della lamiera rispettivamente con la superficie esterna del punzone e con la superficie interna della matrice. Sulla faccia opposta è possibile evidenziare la presenza di una bava, inoltre sulla superficie laterale è possibile distinguere una zona liscia indotta dallo strisciamento sulle superfici laterali di lamiera e punzone, e una zona rugosa generata dalla rottura brusca. Infine la superficie lavorata non risulta esattamente ortogonale alle due facce piane della lamiera ma presenterà una certa inclinazione. I "difetti" suddetti rappresentano i principali problemi di tranciatura che però non costituiscono un problema ai fini applicativi. Però a causa di fenomeni di usura degli spigoli di matrice e punzone o di giochi eccessivi tra di essi, tali difetti possono accentuarsi e nel caso di lavorazioni richiedenti maggiore precisione è d'uopo ricorrere a processi specifici di tranciatura che prendono il nome di tranciatura fine.

Tranciatura fine

Tale processo è utilizzato principalmente per la realizzazione di elementi in lamiera di ridotto spessore per la meccanica di precisione. A differenza del processo convenzionale nel caso di tranciatura fine è prevista in posizione opposta a quella del punzone l'azione di un contropunzone. Inoltre in opposizione alla matrice agisce un premilamiera dotato di un opportuno bordino di ritenuta detto anche cuneo di coneatura, la cui funzione è quella di opporsi allo scorrimento della lamiera verso la parte cava della matrice. Le macchine utilizzate per i processi di tranciatura fine presentano una notevole rigidezza statica e dinamica che agisce a triplo effetto. Ultima differenza rispetto al processo convenzionale è relativa alla velocità di abbassamento del punzone, molto bassa nel caso di tranciatura fine e inoltre nel caso di tranciatura fine l'azionamento che muove il punzone è posto nella parte inferiore della macchina in maniera tale da abbassare la posizione del baricentro e aumentare la stabilità. Per quanto riguarda la forza applicata dal punzone sulla lamiera, si può innanzitutto dire che essa non è sempre costante rispetto alla corsa di abbassamento dello stesso: - Aumenta progressivamente dopo il contatto punzone-lamiera ( a causa della continua deformazione della struttura fibrosa) - Si ha una notevole riduzione della forza quando avviene la rottura brusca e successivo distacco del tranciato ( a causa dello strisciamento tra lamiera e punzone, e tra tranciato e matrice) - Si annulla definitivamente una volta raggiunta la zona sformata.

Giochi

- troppo ridotti tra matrice e punzone risultano sconvenienti sia da un punto di vista economico (punzone e matrice devono essere lavorati con tolleranze più strette) sia per un aumento della forza di tranciatura che potrebbe indurre indesiderate fratture secondarie in corrispondenza dei bordi. - troppo accentuati tendono ad ingrossare i difetti di tranciatura inducendo piegature della lamiera, arrotondamenti e bave eccessive. Per lamiere di piccolo spessore il GIOCO può essere ricavato utilizzando la relazione empirica: g= 0,002 * S (spessore del laminato) * Rt^0,5 (Resistenza a taglio) Le macchine utilizzate per operazioni di tranciatura possono essere di diversi tipi di incastellatura: STRUTTURA APERTA a C, caratterizzata da un più facile accesso alla zona di lavoro, dotata di buona rigidezza, può ancora migliorarsi con aggiunta di montanti sulla zona d'apertura, STRUTTURA CHIUSA a O, dotata di minore rigidezza, consente di conservare il parallelismo tra le superfici di punzone e matrice.

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