Nel mio ampio lavoro nella lavorazione della lamiera, ho imparato ad apprezzare il ruolo fondamentale del taglio e della piegatura della lamiera nel processo di sagomatura. Entrambe le tecniche sono fondamentali per trasformare lamiere piane in componenti precisi utilizzati in vari settori. Il taglio consente un taglio efficiente delle lamiere, mentre la piegatura offre la possibilità di creare forme e angoli complessi. Nel corso degli anni, ho affinato le mie competenze in entrambi i settori, imparando le migliori pratiche e tecniche per ottenere risultati ottimali. In questo articolo, esplorerò i processi di taglio e piegatura della lamiera, evidenziandone l'importanza e offrendo spunti che possono migliorare i vostri progetti di fabbricazione.

Obiettivo formativo

Dopo aver guardato il programma e aver esaminato il materiale stampato, lo spettatore acquisirà conoscenze e comprensione dei principi e dei metodi meccanici di taglio e piegatura della lamiera.

1. Vengono spiegati i principi di taglio e piegatura

2. Viene dimostrata la teoria del taglio e della flessione

3. Viene insegnato il funzionamento dei macchinari

4. Le funzioni degli utensili per stampi sono dettagliate

Taglio della lamiera

Le due operazioni più basilari e antiche di lavorazione dei metalli sono tosatura e piegatura. La cesoiatura è definita come il taglio meccanico di grandi lamiere metalliche in pezzi più piccoli di dimensioni predeterminate. Un'operazione di cesoiatura che completa un intero perimetro è nota come tranciatura, e il pezzo risultante è chiamato "grezzo". La piegatura è definita come la creazione di forme tridimensionali da un materiale bidimensionale. Esiste una varietà praticamente illimitata di forme che possono essere prodotte sia in lamiera che in lamiera di spessore diverso mediante piegatura.

La maggior parte delle operazioni di taglio avviene tramite l'azione di due lame, una fissa e una mobile verticalmente, che si incontrano progressivamente da un lato all'altro del materiale, proprio come avviene con le normali cesoie manuali. L'allineamento angolare delle lame è chiamato "angolo di spoglia". Da considerare anche la distanza tra le lame o i coltelli. Sia l'angolo di spoglia che la distanza dipendono dal tipo e dallo spessore del materiale da tagliare. Il "piano di scorrimento" è la fessurazione finale, sia dalla parte superiore che da quella inferiore del pezzo, dopo che la lama superiore, scendendo, lo ha tagliato parzialmente.

Questa lama superiore è solitamente inclinata rispetto a quella inferiore, da 1/2 a 2 gradi e mezzo. Questo concentra la pressione di taglio esattamente nel punto di giunzione delle lame e assicura un taglio perfettamente parallelo alle lame. Il leggero sfalsamento aiuta anche a pulire il materiale tra le lame. La cesoiatura viene eseguita anche su una "matrice di cesoia" montata su una pressa per stampaggio, tuttavia la maggior parte delle cesoie viene eseguita con una macchina progettata appositamente per questa operazione e chiamata "cesoia".

Il taglio tipico è costituito da:

1. Un letto fisso a cui è fissata una lama

2. Una traversa mobile verticalmente che si monta sulla lama superiore

3. Una serie di perni o piedini di fissaggio che tengono fermo il materiale durante il taglio

4. Un sistema di calibrazione, anteriore, posteriore o braccio di squadratura, per produrre specifici

5. Dimensioni del pezzo da lavorare

Le cesoie possono essere azionate manualmente, meccanicamente, idraulicamente o pneumaticamente. Possono anche essere classificate in base al loro design. Le cesoie "gap" e "gapless" sono definite dai loro telai laterali e dalle dimensioni massime della lamiera che possono gestire. 

Le cesoie "ad angolo retto" hanno due lame disposte a 90 gradi l'una rispetto all'altra e tagliano simultaneamente in due direzioni. Le cesoie "CNC" sono programmabili per tagliare varie dimensioni alimentando automaticamente il materiale nelle lame. 

Le "forbici per la lavorazione del ferro" sono progettate per tagliare angolari e barre e per eseguire operazioni di punzonatura. L'affilatura dei coltelli o delle lame determina in modo critico la qualità del taglio e la dimensione precisa del pezzo. Lame smussate o con spaziatura o posizionamento non corretti possono causare nel pezzo tagliato:

1. Una curvatura o deviazione da un bordo dritto sul lato di caduta della cesoia

2. Un arco che è la tendenza della parte tagliata ad inarcarsi al centro

3. Una torsione che è la distorsione angolare della parte da un'estremità all'altra

Un'altra operazione di cesoiatura comune è nota come "taglio longitudinale". Questa operazione inizia con una bobina madre di una determinata larghezza. Il materiale proveniente dalla bobina madre viene alimentato attraverso una serie di lame rotanti impostate per produrre un gruppo di larghezze di materiale più strette per la lavorazione successiva.

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Lamiera piegatura

La piegatura produce Le forme nel metallo vengono modellate mediante l'applicazione di una forza superiore al punto di snervamento del materiale, ma inferiore alla sua massima resistenza alla trazione. Durante la piegatura, il metallo viene stirato lungo il suo raggio esterno e compresso lungo il suo raggio interno. Il punto medio tra questi punti è chiamato asse neutro ed è il punto da cui partono i calcoli matematici.

La piegatura può essere eseguita in stampi progettati appositamente per la formatura, ma la maggior parte delle piegature viene realizzata in "presse piegatrici". Come molte altre macchine utilizzate nella lavorazione dei metalli, le presse piegatrici possono avere un funzionamento meccanico o idraulico. 

In una tipica operazione di piegatura, un pezzo di lamiera viene posizionato tra una serie di matrici superiore e inferiore. Quindi un pistone mobile abbassa la matrice superiore, forzando il pezzo nella matrice inferiore fissa. In alcuni modelli di presse piegatrici, una matrice inferiore si solleva contro una matrice superiore fissa.

I termini principali utilizzati nella piegatura includono:

1. La tolleranza di piegatura si riferisce a fattori matematici che determinano la dimensione finale della parte

2. L'angolo di piegatura è solitamente l'angolo compreso nel pezzo piegato. Può anche riferirsi all'angolo supplementare formato dalle due linee tangenti piegate.

3. Il raggio di curvatura si riferisce alla distanza dalle tangenti che si estendono dalle superfici piane rimanenti della parte

4. Il ritorno elastico è la tendenza della flangia piegata a tornare alla sua forma originale. Tale ritorno elastico può variare da 2 a 4 gradi a seconda del materiale.

Le operazioni di pressatura sono divise in due categorie:

1. Piegatura in aria

2. Piegatura inferiore

Nella modalità di piegatura in aria, la matrice maschio non forza completamente il pezzo in lavorazione nella matrice inferiore femmina.

Rispetto alla piegatura dal basso, è richiesta una pressione o una forza inferiori. Tuttavia, ci sono dei compromessi in termini di ritorno elastico e precisione della flangia piegata.

Nella piegatura inferiore, il pezzo viene pressato completamente nella matrice femmina e il raggio interno viene modellato con precisione dalla matrice maschio. In questo modo è possibile ottenere flange di dimensioni costantemente precise. Tuttavia, la piegatura inferiore presenta delle limitazioni per quanto riguarda lo spessore massimo del pezzo, solitamente non superiore a 3 mm.

Gli stampi utilizzati nella lavorazione delle presse piegatrici sono di quattro tipi principali:

1. Matrici ad angolo acuto, utilizzate principalmente per la piegatura in aria

2. Matrici a collo d'oca, utilizzate per piegare le flange di ritorno

3. Stampi offset che producono due pieghe con una singola corsa di pressatura

4. Matrici rotanti che, muovendosi sul pezzo, formano la piega forzandola su un'incudine della matrice

La calibrazione, ovvero il posizionamento del pezzo tra gli stampi di chiusura, viene effettuata tramite perni o fermi, solitamente posizionati dietro gli stampi. Questi dispositivi sono spesso controllati da computer, consentendo configurazioni rapide e ripetibili per la massima produttività della pressa piegatrice.

Un'altra operazione di piegatura è chiamata "piegatura". Una piegatrice utilizza una lama di piegatura situata davanti alle ganasce di serraggio superiore e inferiore. Le pieghe possono essere eseguite tra zero e 180 gradi, rendendo la piegatrice a volte più versatile della pressa piegatrice.

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