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I profili sono una delle materie prime importanti per i componenti in lamiera. I profili comuni utilizzati nella lamiera sono angoli, canali, travi a I e tondi, barre piatte, tubi, ecc. In base alle diverse apparecchiature di lavorazione delle imprese di produzione, esistono vari metodi per il taglio profilo diverso tranciatura, tra le quali le più utilizzate sono: tranciatura a sega e tranciatura a punzonatura.

Taglio di profili

La segatura è il metodo di lavorazione per tagliare il materiale o il taglio e la scanalatura del pezzo in lavorazione attraverso il movimento di taglio dei denti della sega e può essere suddivisa in segatura manuale e segatura meccanica in base alle diverse modalità di applicazione della forza durante il movimento di segatura; può essere suddiviso in sega a nastro, sega a disco e sega a frizione in base ai diversi tipi di lame utilizzate.

Segatura manuale

La segatura manuale è uno dei modi per dividere il materiale metallico (o il pezzo in lavorazione) mediante segatura a mano e la sega a mano è composta principalmente da due parti: l'arco della sega e la lama della sega.

L'arco della sega viene utilizzato per tendere la lama della sega. Esistono due tipi di fisso e regolabile, come mostrato nella figura seguente. La lama della sega è generalmente realizzata in acciaio carburato laminato a freddo ma anche in acciaio al carbonio per utensili o acciaio legato, temprato mediante trattamento termico. La lama per sega comunemente usata è lunga 300 mm (la lunghezza tra i due fori di installazione), larga 12 mm, 0,8 mm di spessore questo tipo.

1. La scelta dei denti della sega

Segatura manuale lo strumento più importante sono i denti della sega, il passo del dente è determinato dal numero di denti per pollice (25,4 mm) di lunghezza, diviso in 3 tipi grossolani, medi e fini. È possibile selezionare diversi tipi di denti della sega per completare il taglio di vari profili di materiale, raccordi per tubi, materiale della piastra sotto il materiale. La scelta del tipo di dente si basa sulle proprietà meccaniche e sullo spessore del materiale da segare (vedi tabella sottostante).

Tipi di denti della sega e gamma di selezione

Tipo seghettato	Numero di dentellaturen（n/25,4 mm）	Ambito di applicazione
grossolano medio Bene	14~18 22~24 32	Taglio di acciaio dolce, ottone, alluminio, rame puro, ghisa, plastica e altri materiali Taglio di tubi di rame a parete spessa in acciaio medio-duro Lamiera sottile, tubi a parete sottile e materiali duri

La lama per sega ordinaria è meglio utilizzata per la segatura di media durezza del seguente materiale, quando si utilizza una lama per sega a denti fini per segare materiale duro, o per segare con lama diamantata rivestita per segare vetro, ceramica, acciaio temprato, iniziare a segare quando si utilizza l'estremità anteriore del lama della sega contro il bordo di una faccia e l'angolo di inclinazione della superficie del materiale α è di circa 15 ° e assicurarsi che ci siano tre denti contemporaneamente a contatto con il materiale. Per rendere precise le dimensioni della sega di partenza, puoi prima usare il pollice sinistro per appoggiarti al lato della lama della sega per guida, una leggera pressione per una breve distanza avanti e indietro spingere e tirare, in modo da fare la sega lama facile da mangiare, vedere la figura sotto.

2. Metodi di taglio per vari pezzi

I metodi di taglio sono diversi per segare diversi profili, o per segare lo stesso profilo con esigenze diverse.

• Segagione da barra

Se la superficie di taglio della barra di taglio richiesta è piana, dovrebbe essere segata continuamente dall'inizio alla fine. Se il requisito non è elevato, la direzione può essere cambiata più volte durante il taglio, in modo che il materiale della barra possa essere segato nuovamente dopo una certa angolazione, in modo che sia facile da segare perché la superficie di taglio diventa più piccola e l'efficienza può essere migliorato.

• Taglio di tubi

Il tubo di segatura non può sempre essere segato fino alla fine, altrimenti i denti sono facili da incastrare e scheggiare, il metodo di segatura corretto è: quando il materiale del tubo viene segato, il materiale del tubo lungo la direzione della sega a spinta per girare un angolo e poi sega, in modo che il tubo più di alcune direzioni, ogni direzione sega attraverso la parete interna può essere.

• Segatura di materiale in lamiera sottile

Segare il materiale della lastra sottile dovrebbe essere il più lontano possibile dal lato largo della sega verso il basso, quando solo dal lato stretto del materiale della lastra segare verso il basso, sono disponibili due assi che fissano, il legno insieme, per evitare che i denti della sega vengano agganciati, ma anche per migliorare la rigidità del materiale della lastra, in modo che la segatura non sbatti, come mostrato nella figura (a) seguente. È inoltre possibile bloccare il materiale della tavola sottile direttamente sulla morsa da banco e utilizzare la sega a mano per la segatura a spinta diagonale laterale in modo che il numero di denti a contatto con la tavola sottile aumenti per evitare la scheggiatura dei denti della sega, come mostrato in figura sotto (b).

• Segatura di acciaio piatto

Segare l'acciaio piatto, per ottenere una cucitura ordinata, dovrebbe essere dal lato più largo del materiale piatto sotto la sega, in modo che la profondità di taglio sia ridotta, la lama della sega non si inceppi o danneggi i denti e la lama della sega.

• Sega ad angolo e per canali

L'angolo di sega e l'acciaio del canale devono essere utilizzati da due lati (o tre lati), ma ciascuno sega da un piano, deve cambiare la posizione di bloccaggio.

segatura meccanica

Oltre al taglio manuale, gli strumenti di taglio comunemente usati sono: sega a mano, sega circolare ad alta e bassa velocità, sega a frizione, sega a nastro metallico e sega a pendolo ad arco sono generalmente seghe meccaniche, la figura seguente (a), (b), ( c) sono comunemente usati sega a vento manuale, macchina da taglio per mola e sega ad arco e altre forme di attrezzature per seghe.

La suddetta attrezzatura da taglio può essere utilizzata non solo per il sottosquadro di profili ma anche per il taglio di altri materiali metallici. Quando si sega materiali, generalmente può essere selezionato per l'uso in base alla natura e alle dimensioni dei materiali segati.

Punzonatura e taglio di profili

Nella produzione, il taglio di angolari, profilati e profili speciali è generalmente garantito da metodi di lavorazione meccanica come segagione o fresatura, ma quando il lotto di produzione dei pezzi è più grande e ci sono più varietà, la tradizionale lavorazione meccanica metodo non è favorevole al miglioramento dell'efficienza economica a causa della bassa efficienza di produzione e viene data maggiore considerazione alla lavorazione dello stampo di punzonatura del profilo.

Le caratteristiche della lavorazione di tranciatura del profilo

La maggior parte della lavorazione del profilo è la punzonatura su un lato, la forza di punzonatura è sbilanciata e sia il materiale che il punzone sono soggetti a una forza di offset, che provoca facilmente la rottura o la deviazione del materiale e la rottura del punzone. Mentre lo stampo è soggetto a spinta laterale, il profilo da punzonare è anche soggetto a una forza di reazione, che si traduce in una grande forza di deformazione durante la punzonatura del profilo, che influisce sulla sicurezza del funzionamento.

Progettazione di punzonatura profilo

In considerazione di queste caratteristiche della lavorazione dello stampo di punzonatura del profilo, quando si progetta lo stampo di punzonatura del profilo, l'influenza della forza laterale di punzonatura dovrebbe essere pienamente considerata e l'influenza di questa forza laterale dovrebbe essere controllata o eliminata il più possibile, e il le misure normalmente adottate sono: per impostare il blocco per il pezzo e la matrice convessa (posizionata generalmente sulla matrice concava, la forma e la posizione del blocco devono essere considerate in relazione alla forma del pezzo da punzonare e alla struttura della matrice, in modo da per compensare efficacemente l'influenza della forza laterale di taglio) o allungare parzialmente la lunghezza del bordo non funzionante della matrice, in modo che prima della punzonatura, la matrice di troncatura e il fermo siano prima fissati saldamente, oppure la matrice sia saldamente attaccato alla matrice concava nella parte allungata, in modo da compensare la forza di offset generata dal taglio e garantire la vita dello stampo e la qualità del pezzo tagliato.

Al fine di prevenire possibili deformazioni del profilo durante la punzonatura e il taglio, che influiranno sulla qualità della punzonatura e sulla sicurezza dell'operatore. Nello stampo sono installati i dispositivi di pre-pressatura e scarico della piastra pressa.

Per controllare o eliminare l'influenza della forza laterale durante la punzonatura del profilo, lo stampo adotta solitamente una struttura chiusa, in modo che la forza laterale sul coltello da taglio sia meglio bilanciata nella struttura chiusa e la tendenza alla deformazione del profilo durante la punzonatura sia ridotta.

Struttura della matrice di punzonatura del profilo comunemente usata

La figura seguente mostra la fustella per il taglio angolare comunemente usata in produzione. Per evitare che l'angolo si deformi durante il taglio, la pre-pressione e lo scarico della piastra di pressione sono realizzati in molla e gomma per garantire stabilità e sicurezza di funzionamento. La matrice superiore ed inferiore sono guidate da pilastri di guida e i coltelli di taglio superiore ed inferiore sono bloccati per sopportare la spinta laterale.

Durante la lavorazione, il grezzo viene inviato alla vite di posizionamento 6 lungo la scanalatura a V della staffa 11 e dello spingidisco inferiore 9. Quando lo stampo superiore è in discesa, lo spingidisco superiore 3 e il coltello di taglio inferiore 10 e la piastra di pressione inferiore 9 e il coltello di taglio superiore 12 bloccano rispettivamente lo sbozzato, e il coltello di taglio superiore 12 e il coltello di taglio inferiore 10 completano insieme il taglio dell'acciaio angolare.

Il coltello di taglio superiore 12 e l'angolo del bordo di lavoro del coltello di taglio inferiore 10 sono presi di 90°, tagliati su entrambi i lati gradualmente tagliati, in modo da ridurre la forza di punzonatura. Il coltello da taglio inferiore 10 ha un design simmetrico, usura del bordo su un lato, può essere ruotato di 180° per l'uso. Nel tipo di acciaio angolare materiale tagliato die design, dovrebbe garantire che il profilo e la matrice concava si adattano, cioè la cavità concava e l'angolo del profilo è lo stesso, la matrice convessa contenente l'angolo rispetto all'angolo contenente il profilo, come mostrato nel seguente figura (a), (b), allo stesso modo, il materiale a forma di U tagliato, dovrebbe anche garantire che la cavità concava e l'angolo del profilo siano gli stessi, ma lo stampo convesso contenente un angolo leggermente inferiore a 90° [vedi quanto segue figura (c)], al fine di ridurre la forza di taglio e migliorare la qualità della sezione.

La figura seguente è un'altra struttura della fustella a forma di U, utilizzata principalmente per il materiale più spesso (> 6 mm) e la superficie di taglio ha requisiti più elevati per i pezzi da tagliare. Durante la lavorazione, lo stampo superiore scende, prima il coltello a due dischi 2 incanala l'acciaio su entrambi i lati della scanalatura a V 2 ~ 3 mm di profondità, lo stampo superiore continua a scendere, dal bordo superiore 1 e dal bordo inferiore 3 taglierò tutto.

La figura seguente mostra la struttura della fustella a battuta angolare.

Prima di lavorare su questo stampo, la testa di martello deve essere installata nel corrispondente foro del gambo dello stampo del cursore della pressa. Durante il lavoro, inserire l'angolo in acciaio nella scanalatura a V e, quando il cursore della pressa si abbassa, la testa del martello colpisce il dado superiore 1 e la lama superiore 8 installata su di esso si abbassa e quando si abbassa, taglia con la lama inferiore sul dado inferiore 12, e l'angolo di acciaio può essere tagliato.

È possibile tagliare angolari in acciaio di diversi spessori. Taglio dello spessore dell'acciaio angolare di 6 mm o inferiore, lame superiore e inferiore tra lo spazio di taglio di 0,3 ~ 0,4 mm, taglio di uno spessore dell'acciaio angolare superiore a 6 mm, lame superiore e inferiore tra lo spazio di taglio di 0,5 ~ 1,0 mm.

Allo stesso modo il profilo può essere completato anche mediante fustellatura. Esistono due metodi di lavorazione generali per la punzonatura del profilo, vale a dire il taglio e il taglio di estremità, ma indipendentemente dal metodo utilizzato, la lavorazione viene eseguita mediante bloccaggio e quindi punzonatura. Pertanto, il design della filiera deve essere completato bloccando prima il profilo con la filiera concava interna ed esterna e poi tagliando con la filiera convessa. La figura seguente mostra la struttura della fustella per profilati.

La figura seguente mostra lo stampo di taglio finale del profilo del tubo quadrato, che può finire il taglio finale del profilo del tubo quadrato e la rifilatura di parti squadrate a forma di scatola contemporaneamente. Durante il lavoro, il profilo viene montato sul mandrino 4 e quando lo stampo superiore si abbassa, il cursore 3 viene spinto a destra dal cuneo inclinato a sinistra 6 e la metà sinistra del profilo viene tagliata dal suo coltello a V bordo 5, quindi il cuneo obliquo destro 6 spinge il bordo a coltello a V sul cursore destro per tagliare l'altra metà del profilo, a quel punto il cuneo obliquo sinistro viene disimpegnato dal contatto e tirato nella posizione originale dal molla 1. La posizione originaria del cursore 3 è posizionata dal fermo 2. Dopo che lo stampo superiore è salito, il profilo viene estratto dal mandrino 4 premendo manualmente il perno di uscita 7. Il coltello-lama 5 effettua sempre un movimento guidato tra i pilastri 8 e mandrino 4.

La figura (b) sottostante mostra la fustella a percussione utilizzata per tagliare il profilo mostrato in figura (a).

Durante la lavorazione, il profilo viene prima posizionato all'interno della lama fissa 2 e della lama mobile 7, e il blocco di posizionamento 3 controlla la lunghezza del profilo tagliato. Con il movimento verso il basso della slitta della pressa, il manico della matrice 8 spinge verso il basso la lama mobile 7 durante la corsa di lavoro della pressa, in modo che essa sfreghi contro la lama fissa 2 e tagli il profilo.

Indipendentemente dal tipo di metodo di punzonatura utilizzato, il design dello stampo di punzonatura del profilo si concentra ancora sul controllo o sull'eliminazione della possibile deformazione causata dalla forza laterale di punzonatura e dall'impatto sulla precisione di punzonatura. Pertanto, la struttura della matrice di punzonatura del profilo e le misure da essa adottate sono applicabili anche alla progettazione della matrice di punzonatura del profilo. La sezione del profilo è generalmente più complessa di quella del profilo e per profili con diverse strutture della sezione trasversale, la forma della filiera deve essere adeguatamente progettata per garantire la qualità del taglio. La figura seguente mostra le forme di stampo consigliate per la punzonatura di profili con diverse sezioni trasversali.

Il principale meccanismo di guasto su punzoni e matrici

La tranciatura è un processo di produzione del metallo, durante il quale un pezzo di metallo viene rimosso dalla striscia o lamiera di metallo principale quando viene punzonato. Il materiale che viene rimosso è il nuovo pezzo di metallo o grezzo. La superficie di taglio di una fascia tagliata creata con un processo di punzonatura del metallo convenzionale è parzialmente angolata e ha un aspetto ruvido nella zona di frattura del taglio.

Durante l'operazione di punzonatura/tranciatura, il comportamento delle parti in lavorazione (punzoni e matrici) dipende dal materiale da lavorare (spessore, carichi di rottura, carichi di snervamento) e dalla capacità dell'acciaio per utensili di far fronte alle sollecitazioni che si creano sui taglienti.

A causa della pressione sul bordo di tranciatura del punzone e della matrice, durante la tranciatura si ottiene la complessa distribuzione delle sollecitazioni. Dopo aver plastificato il materiale, a seconda del metodo di lavorazione, è possibile ottenere una diversa geometria della superficie di intersezione e dimensione della bava. In caso di deformazione del materiale in lamiera, la forza di punzonatura provoca il caricamento degli utensili. Le pressioni maggiori sono vicine ai taglienti dell'utensile. La pressione del materiale punzonato sulla superficie del punzone e l'attrito provocano un'intensa usura dell'utensile. Il vettore delle forze di reazione per gli utensili è inversamente diretto al movimento di lavoro del punzone. Ciò provoca una flessione della lamiera, che si traduce nell'azione laterale delle forze. La distanza tra i taglienti dell'utensile determina il valore e l'orientamento della forza di contatto.

1. Deformazione plastica

La deformazione permanente si verifica quando la sollecitazione di compressione supera il limite di snervamento a compressione dell'acciaio per utensili. La durezza è il parametro critico.

Schermatura e rottura totale: sia l'inizio delle cricche che la crescita delle cricche vengono eliminate dall'elevata duttilità/tenacità dell'acciaio per utensili. La microstruttura molto fine ed omogenea dell'acciaio per utensili della metallurgia delle polveri conferisce agli utensili un buon livello di resistenza all'urto e limite di fatica in caso di comportamento fragile.

2. Usura abrasiva

L'abrasione appare sui contatti striscianti tra l'utensile e il materiale di lavoro. L'usura abrasiva è causata da particelle dure a contatto con la superficie dell'utensile. Le proprietà critiche dell'acciaio per utensili sono la durezza, l'alto volume di carburi e l'elevata durezza dei carburi.

3. Usura adesiva e irritante

Sia il grippaggio che l'usura adesiva sono creati da sollecitazioni di compressione e contatto di strisciamento con conseguente forte attrito e temperatura localmente elevata che possono portare a micropunti di saldatura che distruggono la qualità della superficie dell'utensile. Quindi, a causa delle sollecitazioni di lavoro, parti del materiale del bastoncino vengono estratte dalla superficie dell'utensile dal materiale di lavoro. I parametri critici sono rugosità, coefficiente di attrito, tenacità/duttilità e durezza. La qualità dell'acciaio per utensili ha una grande influenza e gli acciai per utensili della metallurgia delle polveri possono offrire una soluzione adeguata, insieme al rivestimento superficiale per ottimizzare le proprietà di scorrimento.

Inoltre, durante la punzonatura o tranciatura di lamiere avanzate ad alta resistenza, le sollecitazioni e le onde d'urto aumentano notevolmente sui taglienti degli utensili. In questi casi, l'uso di acciai per utensili convenzionali (tipi D2 e M2) non è raccomandato a causa del livello di resistenza a fatica/resistenza all'urto troppo basso, che porta a cricche precoci e alla rottura totale di punzoni e matrici. La scheggiatura e il cracking sono probabilmente il meccanismo di guasto più dannoso che può verificarsi nell'impianto di produzione.

Con il processo di metallurgia delle polveri, la microstruttura degli acciai per utensili ASP è molto raffinata con una distribuzione molto uniforme di carburi primari più fini. Ciò si traduce in una migliore combinazione di tenacità, resistenza e durezza rispetto agli acciai per utensili convenzionali.

L'esperimento del blanking

I ganci sono stati tagliati in un foglio con uno spessore di t = 0,5 mm. La lamiera era realizzata in acciaio al carbonio non legato C45 (1.0503) per il miglioramento termico. La tabella 1 mostra la composizione chimica e la tabella 2 mostra le proprietà meccaniche dopo il trattamento termico.

Composizione chimica (media), %

C	Mn	P	Cr	si	S	Ni	Mo	Fe
0.48	0.73	0.011	0.09	0.35	0.01	0.02	0.002	Altro

Proprietà meccaniche dell'acciaio temprato C45

Forza di snervamento Re [MPa]	Resistenza alla trazione Rm [MPa]	Allungamento A5 [%]	Durezza HRC
335	2285	30	55

Il processo di tranciatura è stato eseguito con un punzone con faccia inclinata di 12°. Le dimensioni più importanti del punzone di tranciatura sono presentate nella figura seguente. Durante le prove, il movimento del punzone è stato di 50 colpi/min.

Le prove sono state eseguite per tre valori di gioco di punzonatura (gioco (C)/spessore lamiera (t)): 5%, 10%, 15% (Figura a). La corsa del punzone è stata impostata in modo da ottenere una profondità di penetrazione H = 1,2 mm (figura b).

La tranciatura di lamiere con elevate proprietà di resistenza richiede, per i punzoni, la selezione di un materiale con una buona resistenza e una resistenza relativamente elevata all'usura abrasiva e adesiva. Nel caso di brevi serie di prodotti tranciati, l'economicità del materiale utilizzato per gli utensili è importante. Il punzone è stato realizzato in acciaio per utensili K340 Isodur. L'acciaio con un contenuto di ~8% cromo è prodotto nella tecnologia del processo di rifusione elettroscoria (ESR). Questo acciaio è caratterizzato, tra l'altro, da un'elevata resistenza adesiva all'usura e resistenza alla compressione. Grazie alla micro-addizione di alluminio si migliora il sistema di passivazione dell'ossido, dove avviene la passivazione della superficie.

Dopo la passivazione, questo strato riduce la tendenza delle particelle di materiale punzonato ad aderire alla superficie di taglio di un punzone. La durezza del punzone dopo il trattamento termico era di 62 HRC.