Ottimizzazione della progettazione degli stampi di tranciatura in metallo duro per garantire durata ed efficienza

Gli stampi in carburo, costruiti principalmente con robuste leghe di tungsteno-cobalto come K01, K10, K20, K30 e K40, sono parte integrante della produzione moderna grazie alla loro eccezionale durezza e alla superiore resistenza all'usura. Tuttavia, la fragilità intrinseca e la resistenza alla flessione relativamente bassa dei materiali in carburo richiedono un'attenta progettazione per massimizzare le prestazioni e la durata. Ecco gli aspetti chiave da considerare quando si progettano stampi per la tranciatura del metallo duro:

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1. Selezione del telaio dello stampo:
   • È fondamentale scegliere il materiale giusto per il telaio della matrice. Le piastre superiori e inferiori della matrice sono idealmente realizzate in acciaio 45, temprato e rinvenuto a una durezza di 25-30 HRC per sostenere la matrice in metallo duro senza compromettere l'integrità strutturale. È possibile utilizzare anche l'acciaio E235A, ma è preferibile evitare la ghisa grigia a causa della sua minore resistenza e durata. Inoltre, l'incorporazione di colonne di guida e boccole di tipo sferico migliora la precisione di guida, mentre l'impugnatura flottante dello stampo aiuta ad adattarsi a qualsiasi disallineamento durante il funzionamento.
2. Metodi di fissaggio per punzoni e stampi:
   • Il fissaggio dei componenti del punzone e della matrice può essere efficacemente realizzato mediante fissaggio meccanico, che garantisce un fissaggio sicuro e privo di tensioni. In alternativa, è possibile utilizzare il fissaggio con manicotto caldo, che semplifica l'assemblaggio e lo smontaggio grazie ai diversi coefficienti di espansione termica dell'acciaio e del carburo, con accoppiamenti di interferenza tipici che vanno da 0,6% a 1% del diametro e temperature di riscaldamento comprese tra 500-600°C.
3. Progettazione di una piastra di espulsione a molla:
   • Una piastra di espulsione caricata a molla riduce al minimo il contatto con la matrice in metallo duro, evitando così di danneggiare il tagliente. La piastra di espulsione deve essere guidata con precisione e mantenuta almeno 0,05 mm al di sopra dello spessore massimo del materiale per garantire un funzionamento regolare. Il materiale comunemente utilizzato per la piastra di espulsione è HS6-5-2C, temprato a 42-46 HRC.
4. Design della piastra di supporto:
   • Per aumentare la rigidità e prevenire potenziali cricche della matrice in metallo duro, è essenziale incorporare una piastra di supporto temprata. Questa piastra, generalmente realizzata in HS6-5-2C con una durezza di 56-60 HRC, dovrebbe essere almeno 1,2-1,25 volte più spessa di quella utilizzata negli stampi in acciaio convenzionali.
5. Distribuzione uniforme delle sollecitazioni sui bordi dello stampo:
   • La progettazione dello stampo deve garantire una distribuzione uniforme delle sollecitazioni lungo i bordi per evitare lo stampaggio su un solo lato, che potrebbe causare fratture dei bordi e usura prematura.
6. Selezione delle attrezzature di stampaggio:
   • Data l'efficienza e la precisione richieste nell'utilizzo degli stampi in metallo duro, è vantaggioso scegliere presse di tranciatura ad alta velocità dotate di dispositivi di alimentazione automatica. Queste macchine sono ideali per gestire i grandi volumi di produzione richiesti dalle operazioni di stampaggio del metallo duro.

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