La ricalcatura nell'imbutitura profonda: come l'assottigliamento della parete mantiene sia il diametro interno che quello esterno

La ricalcatura - nota anche come assottigliamento della parete o ironing - è l'operazione che trasforma un comune contenitore imbutito in un alloggiamento di precisione. Un contenitore imbutito presenta solitamente una parete che si ispessisce verso il bordo e una superficie che porta i segni dell'imbutitura. La ricalcatura spinge quel contenitore attraverso una filiera ad anello il cui foro è leggermente inferiore al diametro esterno del contenitore, cosicché la parete viene compressa e assottigliata tra un punzone lucidato all'interno e una filiera lucidata all'esterno.

La conseguenza è il motivo per cui gli ingegneri lo prescrivono:Lo stampo determina il diametro esterno, il punzone determina il diametro interno ed entrambe le superfici vengono brunite nella stessa passata.Un componente che altrimenti richiederebbe un guscio imbutito più una tornitura su entrambi i diametri esce dalla pressa con entrambi i diametri già entro tolleranza.

Che effetto ha realmente la stiratura sul pezzo

Perché questo sostituisce un'operazione di lavorazione meccanica

Quando un componente richiedeentrambiun diametro interno e un diametro esterno entro tolleranza, i percorsi tradizionali terminano tutti al tornio. La ricalcatura è il percorso che termina alla pressa.

Da dove deriva il risparmio.Non è solo il tempo ciclo di tornitura. È il materiale in barra o il fucinato che non diventa mai truciolo, la seconda macchina e il secondo piazzamento che non si verificano mai, il riposizionamento che non può più introdurre eccentricità, e la movimentazione tra la pressa e il tornio che scompare. Su un particolare con parete da 0,8 mm che parte da barra, la sola perdita di truciolo è di solito superiore al pezzo finito.

L'imbutitura a pareti sottili non è gratuita: richiede una matrice di imbutitura, un punzone lucidato, il lubrificante corretto e, quando la riduzione totale è elevata, più di una passata con ricottura intermedia. Il confronto va effettuato sul costo totale per pezzo, includendo l'ammortamento dell'attrezzatura - che è esattamente ciò che fa la revisione DFM.

Dove Balford esegue la stiratura: alloggiamenti per elettrovalvole

L'applicazione classica è laCorpo per valvola solenoideL'indotto deve scorrere all'interno dell'alesaggio, l'involucro deve adattarsi alla bobina e al corpo valvola, e la parete è sottile per garantire l'efficienza del circuito magnetico. Si tratta di un componente in cui diametro interno, diametro esterno, spessore della parete e finitura superficiale sono tutti ugualmente critici - e in cui la ricalcatura a freddo elimina l'operazione di tornitura che altrimenti sarebbe necessaria.

Due materiali dominano:

• Ferro puro elettrolitico DT4E- la qualità di materiale ferromagnetico dolce utilizzata per gli alloggiamenti di elettrovalvole e sensori, dove la coercitività e la permeabilità magnetica fanno parte della specifica. La stiratura conferisce alla parete lo spessore richiesto senza introdurre il danneggiamento superficiale che comprometterebbe il circuito magnetico, e alla formatura segue la ricottura magnetica.
• DC04- l'acciaio per imbutitura profonda viene impiegato quando il componente ha funzione strutturale anziché magnetica e quando la sequenza di imbutitura e stiratura è determinata dalla riduzione di parete anziché dalle proprietà magnetiche.

Entrambi vengono formatati su presse fino a 350 t con attrezzature progettate e costruite nel reparto attrezzature interno di Balford, cosicché l'anello di stiratura, il punzone e le fasi di imbutitura precedenti vengono realizzati e collaudati insieme anziché separatamente.

Lo stesso ragionamento vale anche al di là degli elettrovalvole, per qualsiasi componente in cui entrambi i diametri presentino una tolleranza:componenti per cilindri idraulici e pneumatici, boccole per sensori, gusci per boccole, alloggiamenti per attuatori e tubi trafilati.

Parametri di processo che determinano il successo

• Riduzione per passata.La riduzione di parete per ogni passata di ironing è tipicamente compresa tra il 20-35% dello spessore della parete per l'acciaio; il limite esatto dipende dalla qualità del materiale, dalla lubrificazione e dalla geometria della matrice. Riduzioni totali maggiori vengono realizzate in più passate.
• Ricottura intermediaPoiché la stiratura è una lavorazione a freddo, il materiale subisce un incrudimento. Quando la riduzione totale o le proprietà finali lo richiedono, il pezzo viene ricotto tra una passata e l'altra per ripristinare la duttilità. Nei pezzi soft-magnetici, la fase di ricottura è anche ciò che determina le proprietà magnetiche.
• Lubrificazione.La stiratura è un'operazione ad alta pressione e ad elevato contatto superficiale. È il film lubrificante a fare la differenza tra una superficie brunita e una rigata, e viene scelto in base alla qualità del materiale e alla riduzione da ottenere, non per comodità.
• Finitura di matrice e punzone.La superficie del pezzo finito è la copia fedele della superficie dell'attrezzatura. Anelli in carburo lucidato o in acciaio temprato sono ciò che determina la finitura e l'assenza di segni di imbutitura.
• Lo spessore della parete come caratteristica distintiva.Lo spessore della parete viene misurato e registrato, non presunto. Se il disegno richiede uno spessore specifico, questo viene specificato come parete stirata - in caso contrario, la parete rimane allo spessore del grezzo e il pezzo risulta più pesante del previsto.

Limiti dichiarati con onestà

• Volume.L'imbutitura richiede uno stampo e un punzone realizzati su misura per il pezzo. Al di sotto di alcune decine di migliaia di pezzi all'anno, la tornitura da barra può comunque risultare complessivamente più economica.
• Geometria.La ricalcatura è adatta a pareti cilindriche o quasi cilindriche. Le caratteristiche esterne complesse è preferibile formarle prima della ricalcatura oppure aggiungerle successivamente.
• La riduzione della parete non è illimitata.Riduzioni molto elevate richiedono più passaggi e ricottura, ed è qui che il vantaggio in termini di costo si riduce.
• Materiale.La duttilità stabilisce il limite. Gli acciai ad altissima resistenza o a bassa duttilità potrebbero non sopportare la riduzione richiesta dall'imbutitura.

Tutti e quattro vengono verificati durante la revisione DFM, prima del taglio dell'attrezzatura.