Componenti per fustelle da stampaggio per acquirenti e ingegneri

Componenti per stampi di tranciatura sono le parti operative, di guida, di posizionamento, di estrazione e di supporto all’interno di un set di stampi per stampaggio dei metalli. Nel linguaggio pratico dell’officina, per “stampo di stampaggio” si può intendere l’intero gruppo di utensili montato su una pressa, non solo la cavità femmina dello stampo. Tale gruppo completo può includere punzoni, blocchi stampo, pattini di stampo, perni di guida, boccole, estrattori, piloti, molle, sollevatori, espulsori, piastre di supporto, elementi di fissaggio e parti soggette a usura.

Per gli acquirenti e gli ingegneri, la questione fondamentale non riguarda solo la denominazione. La scelta dei componenti influisce sulla capacità del pezzo stampato di rispettare le tolleranze, sulla resistenza dello stampo al carico della pressa, sulla frequenza con cui deve essere sottoposto a manutenzione e sulla difficoltà di sostituire i componenti usurati senza compromettere l’allineamento.

Cosa sono i componenti degli stampi di stampaggio e perché sono importanti

Uno stampo di stampaggio converte il movimento della pressa in un'azione di taglio, piegatura, formatura, imbutitura o tranciatura su lamiere o nastri metallici. Il punzone è solitamente l'elemento di lavoro maschio. Il blocco dello stampo o la cavità dello stampo è l'elemento di lavoro femmina. Insieme, definiscono la geometria del pezzo nel punto di contatto.

Gli altri componenti dello stampo favoriscono tale contatto. Essi guidano le metà superiore e inferiore dello stampo, mantengono la striscia in posizione piana, posizionano il materiale in lavorazione, riportano in posizione le piastre mobili, espellono i pezzi e proteggono lo stampo da sovraccarichi o sollecitazioni localizzate.

Parti fondamentali degli stampi per fustellatura e loro funzioni

Le guide tecniche del settore spesso descrivono uno stampo ricorrendo a un insieme base di componenti: blocco dello stampo, punzone, estrattore, perno di guida, perni e boccole di guida, piastre di appoggio, gambo e elementi di fissaggio. Gli stampi utilizzati nella produzione reale comprendono spesso un numero maggiore di componenti, in particolare gli stampi progressivi con un numero di stazioni che va da alcune a diverse decine.

Ecco come si presenta un gruppo stampo semplificato:

I perni di guida e le boccole allineano le metà superiore e inferiore. I perni di riferimento posizionano la striscia. I sollevatori/espulsori spostano la striscia, i pezzi grezzi o i componenti.

Il diagramma è semplificato. In uno stampo progressivo per grandi volumi, le matrici superiore e inferiore possono ospitare più pugni, inserti, guide di allineamento, guide di supporto, punterie, cuscinetti di pressione, molle ed espulsori.

Funzioni di punzone, blocco matrice, pattino matrice, estrattore, perno di guida, perno di riferimento e boccola

Componenti per fustelle vs. attrezzature per presse vs. componenti per stampi

La terminologia varia a seconda dell'officina, della regione e del tipo di attrezzatura. Alcuni team utilizzano il termine “stampo” per indicare esclusivamente la cavità o il blocco di lavoro inferiore. Altri utilizzano l’espressione “stampo di stampaggio” per indicare l’intero set di utensili superiori e inferiori. Il termine “attrezzatura per pressa” ha spesso un significato più ampio e può includere lo stampo, gli adattatori, i dispositivi di alimentazione e l’hardware di configurazione.

I componenti degli stampi per stampaggio si differenziano da quelli utilizzati per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche o per la pressofusione. Gli stampi per stampaggio agiscono sulla lamiera sottoponendola a elevati carichi ciclici di pressatura. I rischi principali sono l’usura, il grippaggio, la scheggiatura, il disallineamento, lo strappo del residuo di stampaggio e la fatica, piuttosto che il comportamento del flusso del polimero o il riempimento del metallo fuso.

Perché la scelta dei componenti influisce sulla precisione, sui tempi di funzionamento e sulla frequenza di manutenzione

I componenti attivi determinano la forma del pezzo, ma sono i componenti di supporto a decidere in che misura tale forma rimanga costante nel corso di numerosi cicli. Un punzone rigido con un allineamento delle guide inadeguato può comunque rompersi. Un inserto di stampo preciso inserito in una slitta debole può deformarsi sotto carico. Anche un operatore esperto non può controllare l’inclinazione se i sollevatori e le guide del materiale consentono un movimento instabile del nastro.

Ecco come la struttura dello stampo influisce sulla frequenza di manutenzione: uno stampo dotato di inserti sostituibili, punzoni accessibili, sistemi di guida stabili, piastre di supporto adeguate e punti di lubrificazione controllati è più facile da mantenere. Uno stampo con accesso difficoltoso, zone di usura non sostituibili o un supporto strutturale insufficiente potrebbe richiedere fermi macchina più lunghi quando si manifestano segni di usura.

Fattibilità: questi componenti sono adatti al pezzo e alla pressa?

La fattibilità dipende dal pezzo, dal materiale in fogli, dalla pressa e dal volume di produzione previsto.

La fattibilità va verificata in base alla geometria del pezzo, non solo all’elenco dei componenti. Fori molto piccoli rispetto allo spessore del materiale grezzo, nervature strette tra gli elementi, raggi di piegatura ridotti, limiti rigorosi sulle condizioni dei bordi, forme sensibili al ritorno elastico, disposizione instabile del nastro o ripetibilità limitata della pressa possono rendere inadatto un set di componenti altrimenti standard. Se il pezzo richiede un controllo più rigoroso di quello che la presentazione del nastro, la struttura dello stampo e la pressa sono in grado di garantire in modo ripetibile, la semplice sostituzione del materiale del punzone o dell’inserto non risolverà il rischio.

I componenti dello stampo devono essere compatibili tra loro in tutti e quattro i casi. Un progetto che funziona con l’acciaio dolce a bassa velocità potrebbe non funzionare con l’acciaio inossidabile o con lamiere abrasive ad alta velocità.

Cosa verificare prima di scegliere i componenti degli stampi per la stampaggio con tolleranze ristrette

Per lo stampaggio con tolleranze strette, la scelta dei componenti dovrebbe essere definita prima della realizzazione dello stampo, poiché molti casi di mancato rispetto delle tolleranze derivano dai limiti del sistema piuttosto che dai singoli pezzi. La seguente lista di controllo aiuta a identificare i rischi di processo:

• Tolleranza delle parti e quali dimensioni sono fondamentali per il funzionamento
• Materiale in fogli, spessore, durezza e abrasività
• Tonnellaggio della pressa, altezza di chiusura, corsa e rigidità del piano di lavoro
• Velocità della macchina da stampa e numero previsto di cicli
• Tipo di stampo: progressivo, composto, a trasferimento, a linea, di ritaglio, di foratura, di piegatura, di formatura o di imbutitura
• Requisiti relativi al gioco tra punzone e matrice
• Stato o caratteristiche tecniche del perno di guida e della boccola
• Metodo pilota e guida alle scorte
• Tipo di strippatore e controllo della pressione
• Accesso per la manutenzione di punzoni, inserti, molle, perni di guida e boccole
• Strategia relativa ai ricambi e piano di ispezione

Il controllo della tolleranza deve essere valutato come un sistema piuttosto che come una serie di specifiche individuali. La ripetibilità della pressa, la dilatazione termica durante il funzionamento continuo, la capacità di ispezione e l’accumulo di tolleranze tra guide, sedi e componenti sostituibili determinano tutti insieme se la tolleranza target sia raggiungibile. Un componente ad alta precisione non può compensare condizioni instabili della pressa o un sistema di misurazione meno accurato rispetto ai requisiti di accettazione.

Criteri di selezione dei componenti di punzoni e matrici nella stampaggio dell'acciaio inossidabile

La stampaggio dell'acciaio inossidabile comporta requisiti elevati per i componenti del punzone e della matrice, poiché il rischio di grippaggio può essere maggiore rispetto a quello che si riscontra con materiali in lamiera più facili da tagliare.

Nella scelta dell’acciaio inossidabile occorre tenere conto anche dell’incrudimento, della tendenza al grippaggio, della dipendenza dalla lubrificazione e della sensibilità alla finitura superficiale. La preparazione dei bordi e la scelta del rivestimento devono essere adeguate al tipo di acciaio inossidabile e all’operazione, poiché un bordo aggressivo o un rivestimento incompatibile possono accelerare l’accumulo di residui e il danneggiamento dei bordi anziché ridurre l’usura. La durezza di per sé non è un criterio di selezione sufficiente per le applicazioni con acciaio inossidabile.

La durezza migliora la resistenza all'usura, ma da sola non risolve tutti i problemi. Se un componente è troppo fragile rispetto alle condizioni di carico, potrebbe scheggiarsi. Se la finitura superficiale, la lubrificazione o il rivestimento non sono adeguati, può comunque verificarsi il grippaggio. La scelta deve trovare un equilibrio tra durata dei bordi, resistenza alla fessurazione, lavorabilità e costi di manutenzione.

Quando il materiale del blocco di stampaggio non è adatto alla lavorazione abrasiva della lamiera

Un materiale per stampi può risultare inadatto alla lavorazione abrasiva della lamiera qualora non sia in grado di resistere all'usura dei bordi senza scheggiarsi o rompersi in seguito a sollecitazioni cicliche ripetute.

Un materiale più morbido o meno costoso può essere lavorato facilmente e ridurre i costi iniziali, ma potrebbe usurarsi troppo rapidamente a contatto con un foglio abrasivo.

La scelta del materiale deve essere valutata in base alla modalità di usura, ai carichi d’urto, alla fragilità dei bordi, alla praticità della riaffilatura e ai tempi di sostituzione. L'acciaio per utensili è spesso più facile da riparare e meno sensibile agli urti, mentre gli inserti in metallo duro o rivestiti possono migliorare la resistenza all'usura ma possono essere meno tolleranti a scheggiature, punti di debolezza o allineamenti instabili. Un'opzione resistente all'usura non è adatta se lo stampo non è in grado di sostenerla in modo costante durante la produzione.

Un materiale molto duro può resistere all'usura, ma aumenta il rischio di scheggiature in caso di urti o disallineamenti. I componenti di lavoro in carburo o rivestiti possono essere utili nelle zone soggette a forte usura, ma possono comportare ulteriori vincoli in termini di producibilità e sostituzione.

Componenti standard degli stampi negli utensili di stampaggio su misura

I componenti standard per stampi vengono spesso utilizzati negli stampi personalizzati quando le loro dimensioni, il materiale e la precisione sono adeguati all'applicazione. Punzoni, boccole, molle, perni di guida e parti soggette a usura standard possono ridurre la complessità dell'approvvigionamento e semplificare la sostituzione.

I limiti dei componenti standard degli stampi negli utensili di stampaggio personalizzati emergono quando la geometria del pezzo, il percorso di carico, il gioco, il materiale o le esigenze di accesso per la manutenzione non rientrano nelle ipotesi di catalogo.

Come interagiscono i componenti dello stampo nel ciclo di pressatura

Durante una corsa della pressa, lo stampo superiore si sposta verso quello inferiore. I perni di guida e le boccole allineano le due metà dello stampo. Il dispositivo di estrazione entra in contatto con la striscia o ne controlla il movimento. I perni di posizionamento individuano il materiale. I punzoni penetrano nella lamiera e agiscono contro le aperture dello stampo o le superfici di formatura. I sollevatori e gli espulsori contribuiscono quindi a rilasciare la striscia, lo scarto o il pezzo finito.

Tolleranze dei componenti punzone e matrice nella stampaggio di precisione

La stampaggio di precisione dipende dal rapporto tra le dimensioni del punzone, le dimensioni dell’apertura della matrice, l’allineamento delle guide e il controllo del materiale grezzo. L’uniformità dimensionale nello stampaggio è fortemente influenzata dal gioco tra punzone e matrice e dall’allineamento delle guide, che sono regolati dai principi delineati nelle specifiche geometriche internazionali dei prodotti, quali Norme ISO relative alle tolleranze dimensionali, e che influenzano il modo in cui le due metà dello stampo, superiore e inferiore, si accoppiano durante ogni ciclo di stampaggio. Il confronto tra le tolleranze dei componenti del punzone e dello stampo nello stampaggio di precisione non riguarda solo la precisione di un singolo pezzo, ma anche il modo in cui il gioco combinato tra i due influisce sul taglio o sulla forma del pezzo.

Le modifiche consigliate al gioco dipendono dal tipo di materiale, dallo spessore, dalla durezza, dai requisiti di qualità dei bordi e dal fatto che l’operazione sia di foratura, tranciatura o rifilatura legata alla formatura. Un gioco eccessivo si manifesta spesso inizialmente con un aumento del ribaltamento, della formazione di bave e della variazione delle caratteristiche, mentre un gioco insufficiente tende ad aumentare il carico di taglio, il calore, l’usura per sfregamento e il rischio di scheggiatura dei bordi. Il gioco deve essere valutato per ciascun lato e nell’ambito dell’intero percorso di carico, non come valore isolato riportato sul disegno.

Se il gioco è troppo ridotto rispetto al materiale e alle condizioni di allineamento, possono verificarsi interferenze tra punzone e matrice. Se il gioco è troppo ampio, possono aumentare la formazione di bave, lo strappo del materiale o le variazioni dimensionali. I valori specifici del gioco dipendono dal progetto e devono essere confermati in base al materiale, allo spessore, all’operazione e alle norme relative agli utensili utilizzate per il progetto.

Influenza del gioco del perno di guida sulla precisione dello stampaggio

L'influenza del gioco dei perni di guida sulla precisione dello stampaggio è diretta, poiché i perni di guida e le boccole determinano il grado di ripetibilità con cui le due metà dello stampo, superiore e inferiore, si accoppiano. Man mano che il gioco aumenta a causa dell'usura, le due metà dello stampo possono spostarsi. Tale spostamento modifica il gioco tra punzone e matrice e può causare una deriva dimensionale.

L'usura delle guide può manifestarsi inizialmente sotto forma di formazione di bave, bordi di taglio irregolari, usura dei perni pilota, scheggiature dei punzoni o variazioni delle dimensioni dei pezzi. Le condizioni delle boccole sono importanti tanto quanto quelle dei perni guida. La presenza di contaminanti e una lubrificazione inadeguata possono aumentare l'usura e ridurre la ripetibilità dell'allineamento.

In che modo il design della piastra di separazione influisce sui problemi di espulsione dei pezzi

Le piastre di estrazione mantengono il materiale in posizione piana e lo rimuovono dal punzone dopo il taglio o la formatura. Le piastre di estrazione fisse presentano un’apertura fissa e sono semplici. Le piastre di estrazione a pressione utilizzano molle, molle a gas o altri sistemi di forza per applicare la forza di pressione.

Il modo in cui il design della piastra di estrazione influisce sui problemi di espulsione dei pezzi dipende dalla forza, dal gioco, dall’allineamento e dal controllo dei residui di materiale. Un controllo insufficiente può far sì che il materiale venga sollevato insieme al punzone. Una pressione eccessiva o non uniforme può deformare il materiale sottile o compromettere l’avanzamento. Un cattivo allineamento della piastra di estrazione può causare sfregamenti sui punzoni e aumentarne l’usura.

In che modo piloti, guide di stoccaggio, sollevatori ed espulsori controllano l'avanzamento delle strisce

In uno stampo progressivo, ogni corsa della pressa fa avanzare il nastro verso la stazione successiva. I perni di posizionamento fissano il nastro nei punti critici. Le guide di posizionamento controllano la posizione laterale. I sollevatori sollevano il nastro per allontanarlo dagli elementi dello stampo durante l'avanzamento. Gli espulsori rimuovono i pezzi o gli scarti in modo che lo stampo non si inceppi.

Se uno qualsiasi di questi componenti è usurato, il nastro potrebbe non avanzare correttamente. Gli inceppamenti possono danneggiare i punzoni e gli inserti, poiché il materiale non si trova più nella posizione prevista dallo stampo.

Vantaggi, limiti e compromessi legati alla scelta dei componenti

Non esiste una scelta di componenti che sia la migliore in assoluto per ogni stampo di stampaggio. La scelta giusta dipende dal carico, dal materiale, dalla velocità, dalla tolleranza, dal tipo di stampo e dalla strategia di manutenzione.

Componenti per stampi standard e su misura: compromessi tra precisione, manutenzione e sostituzione

I compromessi in termini di costi tra componenti standard e su misura sono legati all'approvvigionamento, alla lavorazione, al controllo qualità e alla sostituzione. I componenti standard possono ridurre la complessità degli acquisti e semplificare la gestione dei ricambi. I componenti su misura possono migliorare l'adattamento e la funzionalità, ma di solito richiedono un maggiore controllo sui disegni tecnici e una pianificazione più accurata dei tempi di consegna.

Acciaio per utensili, carburo e componenti rivestiti: durata contro lavorabilità

La scelta dell'acciaio per utensili deve garantire un equilibrio tra durezza, tenacità e resistenza all'usura, in base alle linee guida sui materiali citate in Norme ASTM relative ai materiali per acciai per utensili, nonché le condizioni di carico, il livello di abrasione e il rischio di urti.

Gli acciai per utensili offrono un equilibrio tra resistenza all'usura, tenacità e lavorabilità. Il carburo garantisce un'elevata resistenza all'usura in determinate applicazioni, ma può rivelarsi meno tollerante in caso di urti o disallineamenti.

I dati forniti dai produttori dei materiali e i riferimenti relativi al trattamento termico sono importanti, poiché i valori di durezza desiderati dipendono dal tipo di acciaio e dall’applicazione. Gli intervalli di durezza tipici per i componenti degli stampi di lavoro possono aggirarsi intorno a HRC 58–62 a seconda del tipo di acciaio per utensili, del trattamento termico e delle condizioni di impiego. Tuttavia, la durezza non deve essere considerata una regola universale, poiché le prestazioni dipendono anche dalla tenacità, dal rivestimento e dalle sollecitazioni operative.

Il modo in cui la durezza dei componenti influisce sul rischio di grippaggio dipende dal comportamento della superficie, non solo dalla durezza in sé. Una maggiore durezza può ridurre l'usura adesiva in alcuni casi, ma una lubrificazione insufficiente, un rivestimento inadeguato, una finitura superficiale ruvida o il contatto con l'acciaio inossidabile possono comunque causare il grippaggio.

Molle, molle a gas e sistemi in uretano: controllo della forza contro complessità di manutenzione

La scelta della molla deve essere valutata tenendo conto del precarico, della corsa di lavoro, della velocità di pressatura e della resistenza alla fatica. Il guasto prematuro di una molla è spesso dovuto a una deflessione errata, alla presenza di impurità, al surriscaldamento o a un funzionamento al di fuori della corsa prevista dal progetto.

Rigidità dello stampo nella stampaggio ad alto tonnellaggio

I fattori che influenzano la rigidità della base dello stampo nella stampaggio ad alto tonnellaggio includono lo spessore della base, il materiale della lamiera, il supporto della piastra di appoggio, la disposizione degli elementi di fissaggio, il supporto del piano della pressa, la rigidità del gruppo stampo e la distribuzione del carico. La base dello stampo deve mantenere allineati i componenti di lavoro mentre sopporta carichi ripetuti da parte della pressa.

Le piastre di supporto contribuiscono a distribuire i carichi concentrati dietro i punzoni e gli inserti delle matrici. Un supporto inadeguato può causare una deflessione locale, che modifica il gioco e aumenta l’usura dei bordi. Nelle lavorazioni ad alto tonnellaggio, il set di matrici e il supporto di carico della pressa devono essere considerati come un unico sistema, non come elementi separati.

Modalità di guasto più comuni dei componenti degli stampi per lo stampaggio dei metalli

Le cause più comuni di guasto dei componenti degli stampi per lo stampaggio dei metalli in contesti di produzione ad alto numero di cicli sono solitamente legate all'usura, alla fatica, al calore, alla lubrificazione, al disallineamento o al sovraccarico. Il sintomo osservabile sul componente è spesso il primo indizio.

Prima di sostituire i componenti, è necessario individuare la causa principale. La formazione di bave, le scheggiature, gli inceppamenti o lo scostamento del passo possono derivare dall’usura, da un cambiamento nell’allineamento, da variazioni nel materiale grezzo, dalla perdita di lubrificazione o da spostamenti nella configurazione; occorre quindi verificare innanzitutto quale condizione sia cambiata prima della comparsa del sintomo. Difetti simili non devono essere considerati come prova del guasto di un singolo componente.

Modalità di guasto più comuni dei componenti degli stampi per lo stampaggio dei metalli in contesti di produzione ad alto numero di cicli

Quali sono le cause delle crepe che si formano sulla scarpa dello stampo in seguito a ripetuti carichi di pressatura?

La causa delle crepe che si formano sulla scarpa dello stampo a seguito di carichi ripetuti sulla pressa è solitamente un problema di sostegno del carico. Tra i possibili fattori che contribuiscono a tale fenomeno figurano il sovraccarico, uno scarso sostegno del piano della pressa, l’insufficiente rigidità della scarpa dello stampo, la concentrazione delle sollecitazioni, le superfici di montaggio danneggiate o carichi ripetuti decentrati.

Le crepe possono formarsi in prossimità dei fori dei dispositivi di fissaggio, dei punti di transizione bruschi o delle zone non sostenute. Se si verificano delle crepe, la sostituzione della scarpa senza correggere il percorso del carico può causare il ripetersi del cedimento.

Effetto degli errori di allineamento della matrice sulla rottura del punzone

Gli errori di allineamento delle matrici possono avere gravi conseguenze sulla rottura del punzone. Se le due metà della matrice, superiore e inferiore, non si incastrano correttamente, il punzone potrebbe entrare in contatto con l’apertura della matrice invece di inserirsi con il gioco previsto.

L'usura delle guide, le boccole usurate, una configurazione errata della pressa, elementi di fissaggio allentati o superfici di montaggio danneggiate possono tutti causare interferenze tra punzone e matrice. I punzoni sottili e gli utensili di perforazione di piccole dimensioni sono particolarmente sensibili a questo fenomeno, poiché presentano una minore resistenza della sezione trasversale.

Perché i componenti degli stampi per lo stampaggio dei metalli si guastano prematuramente nelle presse ad alta velocità

I componenti degli stampi per lo stampaggio dei metalli possono guastarsi prematuramente nelle presse ad alta velocità, poiché il calore, l’usura, la perdita di efficacia della lubrificazione, la fatica delle molle, il rischio di alimentazione errata e la fatica dei componenti aumentano tutti con l’aumentare del numero di cicli. L’alta velocità riduce il tempo a disposizione per il rilascio del materiale e può rendere più difficile il controllo degli scarti.

Il rischio principale è l'interazione. Un piccolo problema di lubrificazione può aumentare l'usura delle guide. L'usura delle guide può modificare il gioco. La variazione del gioco può causare la rottura dei punzoni. Gli stampi ad alta velocità richiedono maggiore attenzione per quanto riguarda l'allineamento ripetibile, lo sbloccaggio, il sollevamento e l'accessibilità per l'ispezione.

Guida alla risoluzione dei problemi: usura, disallineamento, bave e inceppamenti

La ricerca dei guasti dovrebbe passare dall'analisi dei sintomi all'analisi delle relazioni tra i componenti. Bave, inceppamenti e malfunzionamenti dei punzoni sono spesso causati da più di un componente.

Seguire una sequenza diagnostica prestabilita: verificare il difetto del pezzo, controllare l’ultima regolazione o il cambio di materiale, ispezionare la presentazione del nastro e il controllo degli scarti, quindi misurare l’usura delle guide, l’adattamento dei componenti e i giochi di lavoro. Solo dopo aver effettuato tali controlli si potranno considerare difettosi i singoli punzoni, inserti, molle o guide. Ciò riduce il rischio di sostituire parti danneggiate, lasciando invece inalterata la vera causa della deriva nell’utensile o nella pressa.

Cause dell'usura dei perni di guida negli stampi per stampaggio

Tra le cause dell'usura dei perni di guida negli stampi di tranciatura figurano una lubrificazione inadeguata, la contaminazione, l'aumento del gioco, l'usura delle boccole, il disallineamento e i carichi laterali. Un perno di guida non è solo un'asta di posizionamento, ma fa parte di una coppia di cuscinetti insieme alla boccola.

L'usura potrebbe non essere uniforme su tutti i perni. Un'usura irregolare può indicare un carico decentrato, una regolazione errata dello stampo o una slitta danneggiata.

Rischi legati a una lubrificazione insufficiente dei perni di guida nel funzionamento degli stampi progressivi

I rischi legati a una lubrificazione inadeguata dei perni di guida nel funzionamento degli stampi progressivi includono la formazione di rigature, l'usura delle boccole, l'aumento del gioco, il surriscaldamento e una minore ripetibilità dell'allineamento.

Lista di controllo per l'ispezione:

• Verificare che i punti di lubrificazione siano accessibili
• Verificare che le superfici di guida non siano secche o rigate
• Controllare la presenza di particelle metalliche o sporcizia in prossimità delle boccole
• Controllare l'usura e l'adattamento delle boccole
• Verificare se il gioco della guida è aumentato
• Verificare che il tipo di lubrificazione e la frequenza di lubrificazione siano adeguati alla velocità della pressa e alle condizioni ambientali

Come evitare il disallineamento della piastra di separazione negli stampi progressivi

Per prevenire il disallineamento della piastra di estrazione negli stampi progressivi, occorre innanzitutto garantire la precisione delle guide e il bilanciamento della pressione. La piastra di estrazione deve muoversi in modo perpendicolare e ripetibile. Se si inclina o si sposta, può sfregare contro i punzoni, tirare il materiale in modo non uniforme o modificare la pressione di fissaggio.

Controllare gli elementi di guida, lo stato dei dispositivi di fissaggio, il bilanciamento delle molle, l’usura in corrispondenza delle aperture del punzone e le superfici di contatto della piastra. Una forza delle molle non uniforme o dispositivi di fissaggio danneggiati possono causare lo spostamento dello stripper anche se il set di stampi principale è allineato.

Influenza della pressione della piastra di raschiatura sulla formazione di bave

L'influenza della pressione della piastra di spinta sulla formazione di bave deriva dal controllo del materiale durante il taglio. Una forza di pressione adeguata limita il movimento del materiale attorno al punzone. Se la pressione è troppo bassa o irregolare, il materiale può sollevarsi o spostarsi, alterando così le condizioni di taglio.

La formazione di bave è influenzata anche dall'usura del punzone e dal gioco tra punzone e matrice. La pressione dello estrattore non può correggere un tagliente usurato, ma una pressione insufficiente dello estrattore può far comparire prima i segni di usura.

Fattori di costo, tolleranza e tempi di consegna

Il costo dei componenti per stampi da stampaggio dipende dal livello di precisione, dalla resistenza all'usura e dal grado di personalizzazione richiesti. Il costo di acquisto più basso non sempre corrisponde al costo di produzione più basso, se il componente comporta un aumento dei tempi di fermo macchina o degli scarti.

Da cosa dipende il costo dei componenti degli stampi di stampaggio?

I principali fattori che incidono sui costi includono la qualità del materiale, la durezza, il trattamento termico, la rettifica di precisione, il rivestimento, la complessità, la sostituibilità, i requisiti di ispezione e la personalizzazione. I componenti funzionanti, come i punzoni e gli inserti delle matrici, richiedono spesso un controllo più rigoroso rispetto alle parti strutturali.

Anche la progettazione finalizzata alla sostituzione incide sui costi. Un inserto sostituibile può comportare un maggiore impegno in termini di progettazione e lavorazione, ma è in grado di ridurre i tempi di fermo futuri quando la zona di usura è prevedibile.

Accumulo di tolleranza tra punzoni, inserti di stampo, perni di guida e sistemi di guida

Le difficoltà nel sostituire i componenti usurati degli stampi di stampaggio senza comprometterne l'allineamento

Tra le difficoltà che si presentano nella sostituzione dei componenti usurati degli stampi di tranciatura, senza comprometterne l'allineamento, figurano la precisione di posizionamento, l'adattamento delle boccole, il controllo della lunghezza del punzone, la posizione del perno di guida, la regolazione con spessori e la verifica dopo il montaggio. Gli inserti di ricambio devono inserirsi perfettamente e riprodurre la posizione originale.

La sostituzione delle boccole e dei perni di guida può rivelarsi più complessa di quanto sembri, poiché questi elementi influenzano l’intero assetto dello stampo. Dopo la sostituzione, è necessario verificare l’altezza di chiusura dello stampo, il gioco, la sincronizzazione dei perni di guida e le dimensioni dei pezzi di prova.

Rischi legati ai tempi di consegna per punzoni personalizzati, inserti per matrici, boccole e piastre di supporto

Il rischio legato ai tempi di consegna aumenta quando il componente richiede materiali speciali, trattamenti termici, rivestimenti, rettifiche di precisione o ispezioni approfondite.

Lista di controllo per ridurre il rischio legato ai tempi di consegna:

• Disegni completi con livello di revisione
• Requisiti relativi alla qualità dei materiali e alle certificazioni
• Requisiti relativi al trattamento termico
• Requisiti relativi al rivestimento o al trattamento superficiale
• Dimensioni critiche e metodo di ispezione
• Requisiti di accoppiamento per i componenti da accoppiare
• Quantità di ricambi e strategia di sostituzione
• Procedura di approvazione delle sostituzioni

Applicazioni e disposizione dei componenti per tipo di chip

I diversi tipi di die utilizzano molti degli stessi componenti, ma la loro configurazione e il loro profilo di rischio variano.

Componenti stampati con stampi progressivi per la produzione in serie

I componenti per lo stampaggio con stampi progressivi destinati alla produzione in grandi volumi includono piloti, guide del materiale, sollevatori, estrattori, punzoni sostituibili, inserti per stampi, molle ed espulsori. L’uso degli stampi progressivi è spesso giustificato per lavori ad alto volume; alcune linee guida del settore indicano infatti una produzione di 100.000 pezzi all’anno o superiore come intervallo tipico in cui l’utilizzo di stampi progressivi può diventare economicamente vantaggioso.

La questione fondamentale da decidere è se la striscia possa essere controllata in tutte le stazioni senza deviazioni di inclinazione, problemi di sollevamento o inceppamenti causati da grumi.

Componenti di stampi composti per il taglio di più elementi in un'unica corsa della pressa

Gli stampi composti realizzano più operazioni in un’unica corsa di pressa in un’unica stazione. Possono combinare il tranciaggio e la foratura in una configurazione compatta dello stampo. Ciò comporta requisiti elevati per quanto riguarda il raggruppamento dei punzoni, il supporto del blocco matrice, la progettazione del dispositivo di estrazione e il controllo degli scarti.

Poiché diverse operazioni di taglio avvengono contemporaneamente, la distribuzione del carico è fondamentale. È necessario controllare le piastre di supporto e il supporto del blocco matrice per evitare sollecitazioni localizzate e scheggiature.

Considerazioni relative al trasferimento e ai componenti degli stampi a linea

Gli stampi a trasferimento e a linea si basano sulla movimentazione dei pezzi tra le stazioni piuttosto che sull'avanzamento continuo del nastro attraverso un unico stampo progressivo. Gli aspetti prioritari includono il posizionamento dei pezzi, l'espulsione, il sostegno durante la formatura e la ripetibilità da una stazione all'altra.

La lavorazione a trasferimento potrebbe richiedere speciali alloggiamenti, dispositivi di posizionamento, sollevatori ed espulsori, poiché il pezzo non è più trasportato dal nastro. Il rischio decisionale si sposta dal controllo del passo del nastro alla stabilità di movimentazione e alla ripetibilità del posizionamento.

Priorità relative alle operazioni di tranciatura, foratura, piegatura, formatura e imbutitura dei componenti

Guida decisionale: Come valutare o specificare i componenti degli stampi di stampaggio

Una buona specifica dei componenti stampati dovrebbe definire la funzione, il materiale, l’accoppiamento, i controlli e la manutenibilità. Dovrebbe inoltre indicare quali parti sono soggette a usura e come andranno sostituite.

Cosa dovrebbero verificare gli acquirenti prima di approvare le specifiche dei componenti degli stampi?

Gli acquirenti dovrebbero verificare:

• Disegni aggiornati e controllo delle revisioni
• Tolleranze dei componenti e quote critiche
• Materiale in fogli e gamma di spessori
• Grado del materiale dei componenti
• Requisiti di durezza o trattamento termico
• Requisiti relativi al rivestimento o al trattamento superficiale
• Piano di ispezione e metodo di misurazione
• Parti soggette a usura sostituibili
• Punzoni di ricambio, inserti, molle, perni di guida e boccole
• Punti di accesso per la manutenzione e punti di lubrificazione

In che modo gli ingegneri dovrebbero valutare la manutenibilità dei componenti?

Gli ingegneri dovrebbero verificare se nelle zone soggette a forte usura vengono utilizzati inserti sostituibili, se i punzoni possono essere rimossi senza compromettere l'allineamento principale e se i punti di lubrificazione sono accessibili. I ricambi standard possono ridurre il rischio di sostituzione, ma solo se soddisfano le effettive esigenze in termini di carico e tolleranze.

La frequenza delle ispezioni dovrebbe essere commisurata alla velocità della pressa, all’abrasività del materiale e al rischio di difetti. Uno stampo progressivo ad alta velocità che lavora con materiale abrasivo richiede un numero maggiore di controlli programmati rispetto a uno stampo di tranciatura semplice utilizzato per piccoli volumi.

Quando è opportuno riparare e quando invece sostituire punzoni, inserti per matrici, molle o boccole?

Richiesta di preventivo e lista di controllo per la valutazione dei fornitori di componenti per stampi di stampaggio

Una richiesta di offerta (RFQ) relativa ai componenti per stampi di stampaggio dovrebbe includere la certificazione dei materiali, la conferma del trattamento termico, i dati di ispezione e il controllo delle revisioni dei disegni. La richiesta dovrebbe identificare le caratteristiche critiche, i componenti di accoppiamento ed eventuali esigenze relative a rivestimenti o finiture.

Tra i controlli utili figurano:

• Tipo di materiale e metodo di verifica
• Documentazione relativa al trattamento termico o conferma
• Specifiche del rivestimento, se utilizzato
• Rapporto di controllo dimensionale
• Dimensioni critiche per il funzionamento
• Revisione dei disegni e controllo delle modifiche
• Protezione dell'imballaggio per superfici lisce o rivestite
• Marcatura e tracciabilità dei ricambi

La decisione dovrebbe basarsi sull'idoneità del componente, sulla pressa, sul materiale e sul piano di manutenzione. Utilizzare componenti standard laddove soddisfino le esigenze. Utilizzare componenti su misura laddove la geometria, il carico, la tolleranza o il rischio di usura lo richiedano. Evitare materiali con specifiche insufficienti, strutture di supporto deboli, lubrificazione inadeguata delle guide e progetti che non possano essere sottoposti a manutenzione senza compromettere l'allineamento.

FAQ

Riferimenti

https://www.iso.org

https://www.astm.org