Stampaggio del design del piercing

La concezione dello stampaggio del piercing

• La tranciatura è un processo di stampaggio che utilizza matrici per separare la lamiera, comprendendo principalmente la tranciatura (per la produzione di parti) e la perforazione (per la creazione di fori).
• Il processo di tranciatura di una parte (o pezzo grezzo) della forma richiesta dalla lamiera è chiamato tranciatura, mentre il processo di creazione di un foro della forma richiesta in un pezzo è chiamato perforazione.
• Lo stampo utilizzato per i processi di tranciatura viene definito stampo per tranciatura e perforazione. Può essere utilizzato per produrre parti o per preparare grezzi per fasi successive come piegatura, imbutitura e formatura.

Caratteristiche di deformazione dello stampo di stampaggio

• L'intero processo di tranciatura può essere suddiviso in tre fasi: fase di deformazione elastica, fase di deformazione plastica e fase di frattura per taglio.

Fase di deformazione elastica: sotto la pressione applicata dal punzone, il materiale subisce una flessione elastica e si intromette leggermente nel bordo dello stampo, come mostrato nella figura seguente.

Fase di deformazione plastica: lo stress sul materiale ha superato il suo limite elastico. A questo punto, il punzone penetra nel materiale mentre il materiale penetra contemporaneamente nella matrice. A causa della resistenza del materiale all'intrusione sia del punzone che della matrice, si genera un momento flettente M, come mostrato nel diagramma seguente.

Fase di frattura da taglio: la sollecitazione vicino al bordo della cavità dello stampo raggiunge prima la resistenza al taglio del materiale, provocando l'inizio di crepe sul bordo dello stampo. A questo punto, il materiale vicino al bordo del punzone rimane in uno stato plastico e il punzone continua a penetrare nel materiale (Figura a). Successivamente si formano delle crepe nel materiale anche sul bordo del punzone. Quando il gioco unilaterale z/2 tra punzone e matrice è adeguato, le cricche di taglio originate sia dal punzone che dalla matrice si propagano e coincidono separando la parte tranciata dal materiale (Figura b). Dopo la separazione, il punzone continua il suo movimento per spingere la parte tranciata nella cavità della matrice (Figura c).

Superficie Tranciata : La superficie risultante dalla tranciatura, come mostrato nella figura seguente, presenta tre zone distinte sul foro punzonato: un angolo leggermente arrotondato nella parte superiore noto come roll-over (zona di deformazione), seguito da una superficie liscia e lucida formata dal taglio chiamata zona brunita, ed infine una superficie ruvida creata dallo strappo denominata zona di frattura. Sul materiale di scarto compaiono tre zone simili, ma in ordine di distribuzione inverso.

Superficie tagliata e gioco sulla matrice di stampaggio

Tipo I – Ampio spazio libero, ampio ribaltamento (R), ampio angolo (a), gravi bave (strappo da trazione).

Tipo II – Gioco relativamente ampio, ribaltamento relativamente ampio (R), angolo normale (a), bave normali.

Tipo III – Gioco moderato, ribaltamento ridotto (R), angolo normale (a), bave normali.

Tipo IV – Gioco ridotto, ribaltamento ridotto (R), angolo normale (a), bave che vanno da normali ad aumentate.

Tipo V – Gioco molto piccolo, ribaltamento molto piccolo (R), angolo molto piccolo (a), bave aumentate (sia strappo a trazione che estrusione a compressione).

• La figura nella pagina precedente illustra i cambiamenti nella superficie tagliata sotto diversi giochi, con il gioco che diminuisce gradualmente dal Tipo I al Tipo V. Il Tipo III rappresenta un gioco ottimale. Questa superficie è costituita da una zona brunita e da una zona di frattura, accompagnata da un ribaltamento (R) e da bave. Le bave causate dallo stress da trazione vengono chiamate strappi da trazione. La zona di frattura presenta un angolo (a).

• Nel Tipo II, il ribaltamento (R) aumenta rispetto al Tipo III, mentre l'angolo (a) rimane sostanzialmente invariato e lo strappo da trazione è ancora normale.

• Se il gioco viene ulteriormente ampliato (Tipo I), il ribaltamento (R) e l'angolo (a) aumentano in modo significativo, lo strappo da trazione peggiora e si verifica la deformazione della parte.

• Nel Tipo IV, il ribaltamento (R) diminuisce rispetto al Tipo III, ma l'angolo (a) è simile. A causa del gioco ridotto, compaiono punti luminosi all'interno della zona di frattura, le bave sono moderate e emergono bave di estrusione di compressione oltre allo strappo da trazione.

• Il tipo V mostra un ribaltamento estremamente piccolo (R), quasi nessun angolo (a), strati alternati di zone brunite e di frattura e bave aumentate (sia strappo a trazione che estrusione a compressione). L'altezza delle bave di estrusione è correlata all'affilatura del bordo della matrice: più il bordo è affilato, minore è l'altezza delle bave di estrusione.

Attraverso l'analisi della tecnologia del processo di stampaggio , la regolazione dei parametri e l'ottimizzazione delle parti stampate, i cicli di prova dello stampo possono essere notevolmente ridotti, massimizzando la redditività dell'azienda e migliorando la competitività sul mercato.