IT202000004432A1 - Metodo di montaggio di pressa per tranciatura fine da 1400 t - Google Patents

Description

Del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?Metodo di montaggio di pressa per tranciatura fine da 1400 t?.

Descrizione

Campo della tecnica

La presente invenzione opera in molteplici settori merceologici nella produzione di particolari da lamiera, tranciatura fine, in grado di eseguire tranciature fini su pezzi di grandi dimensioni come ingranaggi, flange motori, supporti pastiglie freno, parti del settore energetico. Tale invenzione presenta degli accorgimenti tecnici nuovi tra i quali ridotti pesi e nuove forme relative alle tavole portastampi e relativi carico tavole. Oltre al circuito idraulico all?interno del blocco principale con un innovativo sistema di rifiltraggio costante ad ogni ciclo di produzione.

Arte nota

Nelle moderne presse per tranciatura fine viene attuato un recupero parziale della forza al premi lamiera dopo che questo ha inciso la lamiera con il proprio bordino, ma prima che la tranciatura abbia inizio. Si pu? cos? aumentare la forza disponibile per la tranciatura a parit? di forza totale. A causa delle grandi forze in gioco, in generale, le matrici di tranciatura fine sono blindate tramite un anello esterno. Questo anello viene progettato in modo tale da avere un?interferenza tale per cui il suo diametro ? ridotto rispetto al diametro della matrice che deve essere blindata (creando cos? una precompressione della matrice). I macchinari necessari per i processi di tranciatura fine possiedono un?elevata rigidezza statica e dinamica, la

quale ha positivi effetti sulla precisione del prodotto finale. Un?altra importante

differenza rispetto alle procedure classiche ? la bassa velocit? di abbassamento del

punzone; il movimento che lo aziona parte da terra, assicurando cos? una maggiore

precisione e stabilit? per via dell?abbassamento del baricentro della lamiera. Inoltre,

la forza che viene applicata alla lamiera non procede di pari passo con la velocit? di

abbassamento del punzone: infatti la forza applicata aumenta progressivamente in

seguito al contatto della pressa con la lamiera sottostante, diminuisce solo se ? in

corso una rottura prematura del pezzo e si ferma solamente ad avvenuta pressatura

finale.

Si riportano in modo esemplificativo ma non esaustivo le problematiche che sorgono

riguardo le presse da 1400 tonnellate circa per tranciature fine:

? L?attrito ? lubrificazione,

? La versatilit? delle macchine ovvero una pressa da 1400 t difficilmente pu? sostituire efficacemente macchine che si spingono sino alle 800 t, mentre in alto pu? rimpiazzare una 1.550 t.

? La costanza del punto morto superiore ovvero nella tranciatura tradizionale in cui il punzone penetra nella matrice, nella tranciatura fine l?inversione della corsa (si parla pi? propriamente di sosta; in base allo spessore di tranciatura si impostano parametri che permettono di staccare lo sfrido dalla striscia di materiale in modo controllato) deve avvenire nell?istante in cui il pezzo viene tranciato senza permettere una penetrazione del punzone nella matrice,

? La guida della slitta con gioco ridotto,

? La gestione dell?avanzamento in uscita ovvero L?ultimo elemento attivo all?interno del processo produttivo ? la cesoia, caratterizzato da un innovativo sistema di guida,

? Oleodinamica.

? Software obsoleti nel registrare ?ricette? per i diversi stampi che vengono utilizzati.

Per quanto si possano reperire, in ambito internazionale, non vi sono diverse privative che forniscono una risposta alle difficolt? sopra descritte, si cita ?CN109910335 (A) -Fine blanking hydraulic press? e ?JP2017052003 (A) - FINE BLANKING PRESS MACHINE? ma ? evidente che nessuna di tali privative affronta in maniera completa ed esaustiva le problematiche su indicate.

Descrizione dell?invenzione

La presente invenzione riguarda la realizzazione della pressa di tranciatura fine 1400 tonnellate ove vi ? applicata una tecnologia molto raffinata e di precisione, poich? ad ogni ?colpo? della pressa esce un prodotto completamente finito, in termini di dimensioni, senza alcun ulteriore intervento di lavorazione meccanica. Di non minore importanza rispetto alla precisione ? la scelta dell?elettronica applicata all?oleodinamica, che permette ottenere come vantaggio tecnico una notevole velocit? di produzione. In particolare la presente invenzione ? specificamente orientata al trattamento di acciai quali il W.1. 2312/2311, con resistenze alla compressione di 110 kg/ mm?. Tra i molteplici vantaggi tecnici della pressa fine da 1400 t vi ? la produzione dei lubrificatori lamiera che riducono il consumo dell?olio tra un intervallo compreso tra 60 % e 70% rispetto alla arte nota con il conseguente riutilizzo microfiltrato. Inoltre, il circuito idraulico all?interno del blocco principale presenta un innovativo sistema di rifiltraggio costante ad ogni ciclo macchina per ripulire eventuali impurit? che andrebbero ad inquinare tutto l?olio idraulico della pressa.

Si riportano in modo esemplificativo ma non esaustivo le soluzioni tecniche apportate alle problematiche succitate riguardo l?arte nota in riferimento sempre alle presse da 1400 tonnellate per tranciature fine:

- Uno degli elementi pi? significativi del processo di tranciatura fine ? costituito dalle straordinarie condizioni di usura a cui sono sottoposti gli elementi attivi dello stampo. Essi sono assoggettati a pressioni e a un attrito da tenere in giusta considerazione affinch? non si traducano in una minore durabilit? degli stampi. L?attrito ? principalmente generato dallo scorrimento della superficie esterna del punzone sul materiale di tranciatura, oppure da quello tra le superfici verticali della matrice e le nuove superfici del pezzo che sta per essere tranciato fine. Altre forze di attrito si sviluppano tra le facce principali della lamiera e le superfici frontali del punzone, del contropunzone (estrattore), della matrice e del premilamiera. Queste ultime svolgono un ruolo attivo solo nei casi di operazioni complementari quali imbutiture o coniature. Pertanto Nello sviluppo del presente trovato ? stata dedicata grande attenzione alla geometria dell?arrotondamento degli spigoli trancianti della matrice e dei punzoni per i profili interni, affinch? il materiale possa scorrere su di essi senza che si determino strappi. In aggiunta, a limitare ulteriormente gli effetti degenerativi dell?attrito, gli organi di scorrimento e trasmissione del moto della pressa sono opportunatamente trattati con nitrurazione e trattamenti termici, mentre per il sistema di guida si ? adottato come materiale il bronzo-grafite, che ha propriet? autolubrificanti.

- Il lubrificante ha lo scopo fondamentale di impedire l?attrito intermetallico tra stampo e materiale di tranciatura. Questa funzione sarebbe svolta senza problemi se fosse possibile generare un film ininterrotto di lubrificante tra le superfici dello stampo e del materiale. Tuttavia, poich? questa condizione ideale ? generalmente non realizzabile, si deve accettare una condizione di attrito combinato con zone di contatto intermetallico tra stampo e materiale. Un?altra funzione che spetta al lubrificante ? quella di impedire che si verifichino fenomeni di saldatura a freddo. Ci? pu? essere ottenuto mantenendo un?efficace condizione lubrificativa su tutte le superfici metalliche dopo il completamento dell?operazione di tranciatura fine, estrazione del pezzo, degli sfridi interni, del punzone dalla striscia tranciata. Pertanto sono state introdotte migliorie al lubrificatore, utile a stendere il velo di lubrificante sulla superficie del materiale. Inoltre ? anche prevista la possibilit? di aggiungere un sistema a ugello per la lubrificazione diretta dello stampo, Tale dispositivo non ? innovativo in s? ma la sua geometria ? nuova rispetto all?arte nota. Ulteriore vantaggio tecnico ? fornire la possibilit? di installare due tipi di lubrificatore: a spray o a spazzola; la scelta dipende da spessore, tipologia, esperienza dei tranciatori (chi usa le spazzole ? abituata a sistemi pi? usurabili rispetto alle pistole a spray); tuttavia il sistema a spray, tuttavia, ? quello che ottimizza e controlla meglio la quantit? di lubrificante erogata, con effetti positivi sull?ambiente poich? si riduce il consumo di olio.

- Nelle presse per tranciatura fine dell?arte nota non ? possibile discostarsi pi? di tanto dalla pressione nominale. In altre parole una pressa da 1400 t pu? essere utilizzabile, ad esempio, come una da 1500 t o 1300 t, ma l?intervallo non ? ulteriormente ampliabile. Ci? sia perch? la pressione ? determinata principalmente dalla dimensione dei cilindri utilizzati, sia perch? l?area destinata allo stampo ha una dimensione fissa. Tenuto conto che la dimensione dello stampo condiziona direttamente la quantit? di materiale immesso in pressa, e che quest?ultima a sua volta richiede una certa forza applicata affinch? la tranciatura abbia luogo, ecco che l?intervallo di utilizzo di una macchina risulta relativamente stretto.

Altra innovazione introdotta dal presente trovato ? la possibilit? di estendere l?intervallo di utilizzo delle presse. Ci? avviene per effetto di tre caratteristiche:

o Un elemento di adattamento appositamente progettato rende possibile utilizzare in presse di grandi dimensioni degli stampi che normalmente sono adoperati in presse di tonnellaggio inferiore. L?adattamento tiene in considerazione le specifiche dimensionali critiche:

I. l?area di stampo;

II. l?altezza dello stampo;

III. l?altezza di avanzamento del materiale;

o La parzializzazione della forza applicata, concetto innovativo da un punto di vista progettuale, per mezzo dell?uso di due cilindri; azionando un solo cilindro la forza totale applicata diminuisce, rendendo la pressa del tutto sostitutiva di una di tonnellaggio ben inferiore;

o In ultimo, l?uso di materiali particolarmente pregiati, non comune nel settore di riferimento, permette alle macchine di sopportare pressioni che normalmente attengono a presse di tonnellaggio superiore.

Descrizione delle figure

L?invenzione verr? qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio delle figure annesse, nelle quali:

- Figura 1 e 2 illustrano due viste prospettiche ovverosia ?esploso? delle pressa, comprendente: 1 la struttura della pressa stessa, 2 un cilindro premilamiera, 3 un cilindro principale, 4 dispositivo regolazione vitone, 5 slitta, 6 due cilindri corsa rap, 7 rulliera, 8 lubrificatore, 9 imbuto di entrata, 10 imbuto di uscita, 11 avanzamento uscita, 12 tranciasfrido, 13 tavola inferiore standard, 14 tavola standard superiore.

- Figura 3 illustra le tavole portastampo 15 della pressa 1400 t caratterizzate in alluminio che deve per? essere necessariamente indurito superficialmente; in questo modo il peso, nonostante le dimensioni di ogni tavola, viene ridotto di circa il 60%, rispetto a tavole delle stesse dimensioni costruite in acciaio bonificato (1.7225 ? 42CrMo4) come nel caso delle tavole portastampo delle presse di 800 t; normalmente, in presse di questo tonnellaggio, per il carico delle tavole portastampo viene utilizzato un carrello semovente su rotaie ove la tavola, attraverso due fissaggi sul lato anteriore, viene agganciata al carrello che a sua volta va ad agganciarsi sulla struttura della pressa, una volta agganciato alla pressa, il carrello spinge la tavola all?interno del vano portastampo.

- Figura 4 illustra a differenza del sistema di carico precedente, descritto in figura 3, un sistema di caricamento stampi 16 diverso che richiama il sistema delle presse 800 t ovvero la tavola portastampi viene caricata su delle mensole agganciate alla pressa; a causa delle dimensioni di queste mensole si ? apportato come attivit? inventiva un sistema di chiusura a libro per ridurre al minimo gli ingombri quando non vengono utilizzate, a tal fine, per chiudere le mensole ? sufficiente ruotare una leva di sbloccaggio che ? collegata a un sistema di perni e molle che sbloccano lo snodo centrale permettendo la chiusura delle mensole solo in un senso.

- Figura 5 illustra Le tavole portastampi vengono poi agganciate posteriormente e tirate all?interno del vano portastampi da una catenaria motorizzata, come illustrato in figura 6, che si trova nella parte posteriore della pressa.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l?invenzione diverranno pi? chiari con la seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione del trovato, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo.

Le figure 1, 2 mostrano la struttura della pressa per tranciatura fine da 1400 t raffigurate in diversi prospettive mentre le restanti figure designano le tavole portastampi e relativo carico tavole.

Di tale succitato trovato, altra caratteristica innovativa ? il sistema pompante doppio, che porta con s? il vantaggio di ridurre ancor di pi? i fermi macchina, infatti se una parte del sistema andasse in avaria, la pressa potr? comunque proseguire la produzione dei particolari. In tal senso, il sistema pompante doppio oltre a dare questo vantaggio, nasce da necessit? di tipo pratico. Per l?avvio di una pressa di questo tonnellaggio sarebbe necessario avere un sistema pompante di 320 kW che produce, in fase di avviamento, un picco di assorbimento tra i 900 e i 1000 A che difficilmente ? disponibile in un qualsiasi stabilimento. Per questo motivo si ? pensato di utilizzare un doppio sistema da 160 kW l?uno; in questo modo si utilizza un solo motore per l?avvio della macchina e solo successivamente in automatico si avvia il secondo motore per il funzionamento della macchina. In caso di avaria dei due sistemi pompanti, dopo aver effettuato una serie di azioni meccaniche manuali si pu? impostare che la pressa lavori con un solo motore ovviamente a discapito dell?efficienza e velocit? della pressa, ma evitando il fermo macchina.

Ulteriore vantaggio tecnico del presente trovato risulta dal fatto che la pressa 1400 t ? stata concepita anche per ottenere redditivit? e produttivit? nei particolari pi? poveri: raddoppiando il tonnellaggio si pu? eseguire il doppio dei pezzi con costi del personale e di gestione invariati. Per decidere che tipo di tonnellaggio ? necessario per la produzione di un certo particolare si considera lo sforzo di tranciatura. Successivamente in base alla taglia e allo sforzo di tranciatura ? possibile definire quante cavit? si possono tranciare nello stampo ad ogni singolo colpo. Quindi raddoppiando il tonnellaggio della pressa nei limiti delle dimensioni del particolare da tranciare e dello stampo ? possibile aumentare il numero di cavit? da tranciare, andando quindi ad ottenere nello stesso tempo una produzione maggiore di particolari.

Inoltre, il lubrificatore impiegato per tale invenzione succitata utilizza un sistema di lubrificazione a spruzzatori che riduce il consumo di olio rispetto ai lubrificatori classici a spazzole. Infatti, le spazzole, per poter lubrificare, devono essere completamente impregnate di olio. L?immissione di olio avviene con un semplice comando di apertura/chiusura. Non esiste quindi la possibilit? di regolare quanto olio immettere all?interno del sistema di lubrificazione e il consumo di olio risulta quindi non controllabile mentre con il sistema a spruzzatori della presente invenzione permette la possibilit? di controllare il consumo di olio in diversi modi:

- Possibilit? di regolare la miscela di aria e olio andando ad agire sulla valvola proporzionale di iniezione aria e olio, attraverso la selezione dell?apposita funzione sulla pagina del pannello operatore del software. ? quindi possibile regolare le percentuali dei due fluidi.

- Possibilit? di selezionare il numero di spruzzatori attivi, che nel caso della pressa 1400 Ton possono arrivare fino a 14 (7 superiori e 7 inferiori); in base alla larghezza materiale, se ? necessario lubrificare il materiale solo sopra, solo sotto o in entrambi i sensi, attraverso delle apposite ricette salvate nel software ? possibile impostare automaticamente quanti spruzzatori devono essere attivati.

- Possibilit? di regolare il tempo di spruzzatura; anzich? esserci una lubrificazione continua del materiale, attraverso il software viene impostato lo start e lo stop del passo materiale e gli spruzzatori si attiveranno e disattiveranno automaticamente.

- Possibilit? di recupero meccanico dell?olio in eccesso che viene rifiltrato e rimesso in circolo attraverso il sistema idraulico e pneumatico integrato con la pressa. Per recupero meccanico si intende che sono presenti delle vaschette di raccolta olio collegate ad un filtro a sua volta collegato alla centralina. In moto continuo quindi l?olio recuperato viene filtrato e rimesso in circolo.

- Manutenzione decisamente pi? semplice, poich? gli spruzzatori sono composti da unit? modulari facilmente sostituibili che diminuiscono anche i tempi di stop in caso di malfunzionamento senza dover necessariamente sostituire l?intero blocco di lubrificazione come nel caso delle spazzole.

Lo spruzzatore ? appositamente concepito per permettere di realizzare batterie di spruzzaggio composte da un qualsiasi numero di ugelli di lubrificazione, semplicemente collegando pi? blocchi in serie, ed ? intuibile che se uno spruzzatore non funziona correttamente o ? guasto ? pi? semplice sostituire l?unit? singola anzich? tutta la batteria. Il presente lubrificatore presente le seguenti caratteristiche tecniche:

? Fluido utilizzabile comprendente lubrificanti non aggressivi e fluidi diversi,

? Viscosit? (a 40?C) da 0 a 600 cSt,

? Portata (pressione 1 bar),

? Viscosit? 1 a 20?C mm /sec 2 0-8400 ml/h,

? Viscosit? 100 a 40?C mm /sec 2 0-2820 ml/h,

? Viscosit? 400 a 40?C mm /sec 2 0-660 ml/h,

? Angolo di spray: 15? fino a 90?,

? Rotazione: 360?.

La presente invenzione ? stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma ? da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (5)

1. Rivendicazioni 1. Pressa di 1400 t per tranciatura fine comprendente: (1) la struttura della pressa stessa, (2) un cilindro premilamiera, (3) un cilindro principale, (4) dispositivo regolazione vitone, (5) slitta, (6) due cilindri corsa rap, (7) rulliera, (8) lubrificatore, (9) imbuto di entrata, (10) imbuto di uscita, (11) avanzamento uscita, (12) tranciasfrido, (13) tavola inferiore standard, (14) tavola standard superiore.
2. 2. Pressa secondo rivendicazione n.1 caratterizzata da tavole portastampo (15) in alluminio indurito superficialmente e peso di ogni tavola ridotto di circa il 60% rispetto a tavole delle stesse dimensioni costruite in acciaio bonificato (1.7225 ? 42CrMo4).
3. 3. Pressa secondo rivendicazione n.1 caratterizzata da tavola portastampi (16) caricata su delle mensole agganciate alla pressa tramite un sistema di chiusura a libro ove per chiudere le mensole ? sufficiente ruotare una leva di sbloccaggio che ? collegata a un sistema di perni e molle che sbloccano lo snodo centrale permettendo la chiusura delle mensole solo in un senso.
4. 4. Pressa secondo rivendicazioni precedenti caratterizzato da tavole portastampi (17) che vengono agganciate posteriormente e tirate all?interno del vano portastampi da una catenaria motorizzata (18) che si trova nella parte posteriore della pressa.
5. 5. Pressa secondo rivendicazione 1 comprendente un doppio sistema pompante da 160 kWp cadauno, caratterizzato dal fatto che si utilizza un solo motore per l?avvio della macchina e solo successivamente in automatico si avvia il secondo motore per il funzionamento della macchina stessa.