ITVE20070020A1 - Pressa orizzontale perfezionata per forgiatura. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per titolo:

" Pressa orizzontale perfezionata per forgiatura " La presente invenzione concerne una pressa orizzontale perfezionata per forgiatura.

Sono note presse orizzontali per forgiatura. Esse prevedono che una barra metallica venga riscaldata, in genere mediante tecniche ad induzione, che venga poi tagliata in spezzoni di lunghezza idonea al pezzo da forgiare, e che questi spezzoni vengano sottoposti in sequenza all'azione di più stampi, in ciascuno dei quali ciascuno spezzone subisce una parziale deformazione, prima di essere prelevato e trasferito allo stampo successivo, in cui viene proseguita l'azione di deformazione fino a raggiungere la configurazione finale in corrispondenza dell'ultimo stampo.

Da questo poi viene estratto il pezzo completamente forgiato, da avviare alle successive lavorazioni.

Per svolgere il loro ciclo di funzionamento le note presse orizzontali per forgiatura sono realizzate in parti coordinate tra loro, che svolgono le funzioni di:

- avanzamento della barra metallica attraverso un forno di riscaldo,

- taglio della barra metallica riscaldata in spezzoni di prefissata lunghezza, - trasferimento di ciascuno spezzone dalla linea di alimentazione della barra al primo stampo,

- azionamento della mazza per forgiare lo spezzone nel primo stampo, - espulsione del pezzo forgiato dal primo stampo e suo trasferimento nel secondo stampo,

- azionamento della mazza per proseguire la forgiatura del pezzo nel secondo stampo,

e così via fino alla forgiatura finale del pezzo nell'ultimo stampo, che in genere è il quarto.

Nelle note presse orizzontali per forgiatura la mazza agisce sui vari stampi e viene azionata in modo che con la cadenza imposta dalla macchina in ciascuno stampo avvenga la particolare forgiatura di un pezzo posto entro questo, prima di essere prelevato e fatto avanzare di una posizione, per essere trasferito nello stampo successivo.

Inoltre alla mazza, che deve provocare la deformazione simultanea di tutti i pezzi nei rispettivi stampi, deve essere somministrata una quantità di energia sufficiente per questo lavoro, energia che tra l'altro è variabile in funzione delle dimensioni e della configurazione del pezzo da formare, nonché del numero degli stampi contemporaneamente azionati. Per questo, alla mazza di una tradizionale pressa orizzontale di forgiatura è associato un volano, che ha appunto la funzione di immagazzinare energia durante il periodo di inattività, per restituirlo poi durante la fase di forgiatura.

Un altro componente di una tradizionale pressa orizzontale per forgiatura è costituito da un'apparecchiatura denominata transfer, avente appunto la funzione di trasferire ciascun pezzo dalla linea di alimentazione al primo stampo, nonché da ciascun stampo al successivo e dall'ultimo stampo alla linea di uscita.

Si comprende chiaramente che una pressa orizzontale per forgiatura richiede la movimentazione di un gran numero di parti, e questa movimentazione deve essere sincronizzata, in quanto la macchina prevede di effettuare la lavorazione simultanea di un numero differente di pezzi da parte di un corrispondente numero di differenti componenti, e tutte queste lavorazioni devono assicurare il coordinamento dei vari componenti per la esecuzione del prefissato ciclo operativo.

Attualmente questa sincronizzazione viene effettuata fornendo la macchina di un'unica motorizzazione e derivando da questa con alberi, accoppiamenti, camme, trasmissioni, ecc. i vari movimenti necessari per azionare le singole componenti. Ciò comporta una elevatissima complessità costruttiva della macchina, ingenti dispendi di energia, ingombri notevolissimi, manutenzioni alquanto costose ed in sostanza una serie di problemi che influenzano sensibilmente i costi di lavorazione.

Inoltre, poiché una pressa orizzontale per forgiatura deve essere in grado di lavorare pezzi di differenti dimensioni e conformazioni, i quali richiedono un adattamento della macchina ad ogni cambio di lavorazione, questo adattamento richiede una elevata manualità ed una parimenti elevata conoscenza tecnica della macchina stessa, unita una lunga esperienza da parte degli operatori addetti. Se poi la pressa, che è predisposta per lavorare un certo tipo di pezzo ed è stata poi modificata per lavorare un pezzo di tipo differente, deve essere riportata ad eseguire il pezzo originario, essa deve essere sottoposta nuovamente a tutta una serie di adattamenti, come se il pezzo da lavorare fosse completamente nuovo, e non un pezzo che già quella pressa aveva lavorato.

Scopo dell'invenzione è di eliminare tutti questi inconvenienti e di realizzare una pressa orizzontale per forgiatura che rispetto a quelle tradizionali sia di semplice realizzazione, di ingombro limitato, di agevole manutenzione, di elevata flessibilità, e che una volta predisposta per realizzare pezzi di un certo tipo, consenta di essere immediatamente riadattata a realizzarli, anche dopo aver perso le regolazioni, richieste per la realizzazione di pezzi di differenti configurazioni.

Questo scopo ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti, secondo l'invenzione, con una pressa orizzontale perfezionata per forgiatura comprendente:

- un gruppo di avanzamento della barra di acciaio attraverso un forno di riscaldo,

- un gruppo di taglio della barra riscaldata uscente dal forno,

- una mazza,

- una pluralità di stampi di forgiatura comprendenti ciascuno due semistampi, uno fisso associato al corpo macchina ed uno mobile associato alla mazza, - un espulsore associato a ciascun semistampo fisso per la rimozione di un pezzo appena forgiato,

- un transfer a pinze per il prelievo di un pezzo, appena espulso da uno stampo, e per il suo trasferimento nello stampo successivo

caratterizzata dal fatto che ciascun componente della pressa è movimentato con un proprio motore gestito da un'unità di controllo conformemente al desiderato ciclo operativo.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:

la figura 1 mostra in vista prospettica generale e schematica una pressa secondo l'invenzione,

la figura 2 la mostra in sezione longitudinale,

la figura 3 mostra in vista laterale il blocco di avanzamento della barra d'acciaio proveniente dal forno di riscaldo,

la figura 4 lo mostra secondo la vista frontale IV-IV di figura 3,

la figura 5 mostra in vista prospettica il gruppo di taglio della barra,

la figura 6 lo mostra in sezione ortogonale all'asse della barra,

la figura 7 mostra in vista prospettica il gruppo transfer associato alla pressa.

Come si vede dalle figure, la pressa di forgiatura secondo l'invenzione, illustrata in vista generale in fig. 1 comprende essenzialmente un corpo macchina 2, che nella forma di realizzazione illustrata è formato da parti distinte, unite tra loro mediante vitoni o sistemi simili in corrispondenza di superfici dentate poste a contatto tra loro.

Il corpo macchina comprende in maniera tradizionale due spalle 4, un fondo 6 ed un battente 8.

Le due spalle 4 sostengono un albero 10 provvisto di eccentrico, sul quale si impegna una biella 12 per la movimentazione in senso alternato di una mazza battente 14 da e verso il battente 8, al quale sono applicati una pluralità di stampi, cooperanti con un egual numero di punzoni applicati alla mazza battente 14.

L'albero con eccentrico 10 fuoriesce dalle due spalle 4 del corpo macchina 2 con entrambe le estremità, alle quali sono applicati due gruppi volano-freno-frizione 16.

Ad una delle due spalle 4 della macchina è applicato un gruppo 18 di avanzamento della barra d'acciaio che proviene da un forno di riscaldo (non rappresentato) e, a valle di questo gruppo 18, con riferimento al senso di avanzamento della barra stessa, indicato dalla freccia 20 in figura 1 , un gruppo di taglio 22 della barra.

Al battente 8 sono applicati, sul lato interno della macchina, quattro stampi 24, che, come si è detto, sono affacciati a quattro punzoni 26 applicati alla mazza battente 14.

In posizione antistante detti stampi 24, e quindi interposti tra questi ed i punzoni 26, al corpo macchina è applicato un gruppo transfer 28.

Al battente 6 è inoltre applicato, sul lato esterno della macchina, un gruppo di quattro espulsori 30, uno per ciascun stampo 24.

Il gruppo di avanzamento 18 comprende due coppie di rulli sovrapposti 32 di avanzamento, azionati da un motore elettrico 34. I rulli 32 hanno profilo tale da abbracciare la barra d'acciaio per farla avanzare verso il gruppo di taglio 22.

Questo gruppo di taglio 22 comprende entro un involucro scatolare 36 un albero a manovella 38, azionato da un motore 40 e collegato, attraverso una biella 42, ad una slitta 44, guidata dallo stesso involucro 36 e provvista all'estremità di un coltello 46.

Questo coltello 46 è in realtà costituito da un blocco metallico interessato centralmente da un foro 48 di passaggio della barra d'acciaio da tagliare e dotato di moto alternato tra una posizione allineata a detta barra ed una posizione allineata al primo stampo 24.

Ciascun espulsore 30 comprende un corpo 50 di vincolo al battente 8, una porzione mobile che fa capo al corrispondente stampo 24 ed un motore 52 che muove di moto assiale detta porzione mobile tra una posizione contenuta nello stampo ed una porzione sporgente dallo stesso.

Il transfer 28 comprende una struttura 54 di vincolo al battente 8 ed una barra 56 di supporto di quattro pinze 58.

Ciascuna pinza 58 è articolata attorno ad un proprio perno alla barra 56 e può oscillare attorno a questo tra due posizioni estreme, su comando di un motore 78 attraverso una biella 76 ed un'asta 74.

Inoltre ciascuna pinza 58 comprende una coppia di ganasce 60,64, articolate a rispettivi perni, ed associate ad una molla ad aria 62, che tende a mantenerle elasticamente in configurazione di chiusura, e ad una camma 66 che tende a divaricarle, su comando di una manovella 82, azionata da un motore elettrico 80 attraverso un accoppiamento 82 a biella e manovella.

E' anche previsto, secondo una differente forma di realizzazione, non illustrata nei disegni, che ciascuna pinza 58 sia associata ad un proprio motore elettrico per il suo azionamento indipendente dalle altre pinze.

La barra portapinze 56 è mobile verticalmente rispetto alla struttura 54 ed è comandata nei suoi movimenti da un motore 68 attraverso un albero a manovelle 70 ed una coppia di bielle 72.

Tutti i motori della pressa secondo l'invenzione e cioè i motori 34,40,52,68,78,80 sono preferibilmente di tipo diretto (Direct Drive) e sono gestiti dall'unità operativa della macchina.

Il funzionamento della pressa secondo l'invenzione è il seguente:

la barra d'acciaio riscaldata nel forno viene fatta avanzare con intermittenza dal gruppo di avanzamento 18 di tratti aventi lunghezza prefissata corrispondente alla quantità di metallo necessaria per produrre un pezzo forgiato.

Quando il tratto di barra di lunghezza prefissata si è posizionato sul coltello 46, questo viene azionato dal motore 38, che fa avanzare il coltello stesso ed oltre a tagliare il pezzo di barra, lo posiziona nel primo stampo 24.

Viene poi comandata in maniera tradizionale la rotazione di un giro dell'albero ad eccentrico 10 e quindi un colpo della mazza 14, che con il primo punzone 26 determina la prima forgiatura del pezzo d'acciaio nel primo stampo 24.

Dopo che la mazza 14 ha compiuto la sua corsa di ritorno e lo stampo è stato riaperto, viene comandato l'espulsore 30, che fa fuoriuscire il pezzo forgiato dallo stampo stesso e lo posiziona tra le ganasce aperte 60,64 della prima pinza 58, posizionata davanti allo stampo stesso.

Il movimento sincronizzato e coordinato del transfer 28 comporta che questa pinza 58, dopo aver prelevato il pezzo, venga sollevata e poi fatta oscillare per posizionare quel pezzo nel secondo stampo 24, dove il successivo intervento della mazza 14 esegue la seconda forgiatura.

Il ciclo poi prosegue fino a che, al termine della forgiatura finale nel quarto stampo 24, il pezzo viene prelevato dalla quarta pinza 58, per essere trasferito allo scarico.

Durante la forgiatura progressiva del pezzo nei quattro stampi 28 altri pezzi sono sottoposti a differenti fasi di forgiatura negli stampi, in modo che a regime la pressa lavori quattro pezzi alla volta e ad ogni ciclo un pezzo di barra venga introdotto nel primo stampo ed un pezzo forgiato venga estratto dall'ultimo stampo.

La pressa secondo l'invenzione ed in particolare la autonomia di motorizzazione delle varie parti rende la pressa stessa molto più vantaggiosa delle tradizionali presse orizzontali, ed in particolare :

- consente di regolare in maniera semplice e precisa l'avanzamento della barra conformemente alle dimensioni dello spezzone che deve essere tagliato da questa,

- consente di far arretrare la barra in fase di ritorno del coltello di taglio, in modo che il tagliente del coltello non strisci sulla barra ed oltre a ridurre sensibilmente la sua usura consenta di ridurre le difettosità dei pezzi tranciati,

- consente di far avanzare e di tagliare la barra conformemente alle esigenze, ed in particolare ad ogni colpo della mazza 14 oppure ogni più colpi macchina, in modo del tutto flessibile, in base alla forma del pezzo ed al carico della macchina, allo scopo in particolare di poter forgiare con uno o più stampi vuoti.

Inoltre nella pressa secondo l'invenzione non è necessario che entro ogni stampo sia posto un pezzo da forgiare, e ciò consente di utilizzare l'energia cinetica impressa alla mazza 14 per forgiare anche un solo o più pezzi, comunque in numero inferiore a quelli che al massimo potrebbero essere simultaneamente forgiati, e sfruttare in questo modo la potenzialità della macchina per forgiare pezzi di dimensioni maggiori, non forgiabili con una macchina tradizionale di pari prestazioni.

Più particolarmente, se le dimensioni del pezzo lo richiedono, è possibile far lavorare la macchina non con un pezzo su ciascuno stampo, ma lasciando qualche stampo libero, in modo da poter utilizzare l'energia cinetica impressa alla mazza solo su un numero limitato di stampi, e quindi da poter forgiare pezzi di dimensioni maggiori, cosa non effettuabile in presse di forgiatura tradizionali.

Allo scopo inoltre di ottenere una ancora maggiore flessibilità operativa la pressa di forgiatura secondo l'invenzione prevede di utilizzare non un solo volano, bensì una coppia di volani, con doppio freno, doppia frizione e doppia motorizzazione, in modo da poter utilizzare uno od entrambi i volani a seconda dell'energia cinetica richiesta dalla particolare forma e/o dimensione dei pezzi da lavorare. Questa possibilità di utilizzare una maggior energia cinetica per deformare i pezzi, consente di riscaldarli ad una temperatura più bassa, e ciò riduce in maniera sensibile i consumi energetici per tale riscaldamento.

Infine, grazie all'utilizzazione di motori indipendenti per le differenti motorizzazioni, è possibile eliminare tutto quell'insieme di rinvìi, trasmissioni, accoppiamenti ecc., che nel passato comportavano una notevole complessità operativa della macchina ed una altrettanto notevole difficoltà di regolazione e di adattamento della macchina alla lavorazione di pezzi differenti. Se in particolare la macchina era già stata adattata a forgiare un certo tipo di pezzi, i relativi dati vengono memorizzati nell'unità di gestione ed il loro richiamo, effettuabile via software, consente un immediato adattamento della macchina a forgiare nuovamente questi pezzi.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pressa orizzontale perfezionata per forgiatura comprendente: - un gruppo di azionamento (18) della barra di acciaio attraverso un forno di riscaldo - un gruppo di taglio (22) della barra riscaldata uscente dal forno, - una mazza (14) - una pluralità di stampi di forgiatura (24), comprendenti ciascuno due semistampi, uno fisso associato al corpo macchina (2) ed uno mobile associato alla mazza (14), - un espulsore (30) associato a ciascun semistampo fisso per la rimozione di un pezzo appena forgiato, - un transfer (28) a pinze (58) per il prelievo di un pezzo appena espulso da uno stampo (24) e per il suo trasferimento nello stampo successivo, caratterizzata dal fatto che ciascun componente della pressa è movimentato con un proprio motore (34,40,52,68,78,80) gestito da un'unità di controllo conformemente al desiderato ciclo operativo.
2. 2. Pressa secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che ciascun motore (34,40,52,68,78,80) è di tipo Direct Drive.
3. 3. Pressa secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere due gruppi volano-freno-frizione (16) inseribili individualmente su comando di detta unità di controllo in funzione delle esigenze operative della macchina.
4. 4. Pressa secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il transfer (28) comprende una struttura (54) di vincolo al corpo macchina (2), una barra (56) di supporto di una pluralità di pinze (58) oscillanti rispetto a detta barra tra una posizione di prelievo di un pezzo ed una posizione di rilascio del pezzo, ed organi di movimentazione dei movimenti di traslazione di detta barra, di oscillazione di detta pinza e di apertura e chiusura delle ganasce di ciascuna di questi.
5. 5. Pressa secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che le due ganasce (60,64) di ciascuna pinza (58) sono associate ad una camma (66) per la loro apertura e ad una molla ad aria (62) per la loro chiusura.
6. 6. Pressa secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che le camme (66) associate alle differenti pinze (58) sono meccanicamente collegate ad un motore 80 per il loro azionamento simultaneo in rotazione.
7. 7. Pressa secondo la rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che le pinze (58) sono collegate ad un'unica asta (74) movimentata da un motore (78) tra due posizioni corrispondenti alle posizioni estreme del moto di oscillazione delle pinze stesse.
8. 8. Pressa secondo la rivendicazione 7 caratterizzata dal fatto che tutte le pinze (58), ad esclusione dell'ultima, sono oscillanti tra due posizioni estreme, affacciate a due stampi (24) adiacenti, mentre l'ultima pinza (58) è oscillante tra due posizioni estreme, una affacciata all'ultimo stampo (24), l'altra affacciata allo scarico del pezzo forgiato.
9. 9. Pressa secondo la rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che ciascuna pinza (58) è associata ad un proprio motore per l'azionamento di detta pinza indipendente dall'azionamento delle altre pinze.
10. 10. Pressa orizzontale perfezionata per forgiatura secondo le rivendicazioni da 1 a 9 e sostanzialmente come illustrata e descritta.