Tecnologie industriali, parte 3 - Forgiatura

5.3.5-LA FORGIATURA

ASPETTI GENERALI DELLA FORGIATURA

La Forgiatura è un processo di lavorazione per deformazione plas ca.

Vediamo le cara eris che principali:

 La Forgiatura può avvenire a diverse temperature, a seconda del materiale, e

imprime grosse deformazioni plas che

 La Forgiatura è un processo di pezzi pieni, in quanto si lavorano bille e e cioè pezzi

tridimensionali (Bulk Metal Forming), che vengono deformate progressivamente

 Il processo di Forgiatura è non stazionario: la storia di deformazione della bille a

cambia progressivamente nel tempo

 Dopo la Forgiatura si o ene un prodo o quasi finito che viene rifinito con

l’asportazione di truciolo

Possiamo dire, a riguardo dei processi per deformazione plas ca, che:

 Tu i componen profila , ossia cara erizza da sezione costante e lunghezza

indefinita (come, ad esempio, tubi), non possono essere o enu mediante forgiatura

 Viceversa, tu i componen massivi (pieni e di forma tridimensionale) in cui non

esistono simmetrie da sfru are, sono o enu tramite il processo di forgiatura

La Forgiatura avviene u lizzando degli stampi e, per effe uare il movimento degli stampi si

u lizza una Pressa Idraulica, un macchinario dalle dimensioni molto significa ve (in basso a

destra, cerchiata, troviamo la posizione dell’operatore).

La Pressa va a creare la forza di compressione per andare a deformare progressivamente la

bille a facendole assumere la forma dello stampo.

Le forze (carichi) da garan re per movimentare gli stampi sono molto elevate, a tal punto

che si esprimono in E’ molto importante l’analisi dei carichi necessari per la

.

lavorazione, poiché essi influenzano sia la scelta della pressa, sia i consumi.

La Forza richiesta per il processo è legata alla potenza richiesta a raverso la

[] []

velocità di lavorazione necessaria per garan re quella data produ vità:

[/] = ∙

≔

≔

≔ à

Bisogna risalire poi a quella che è la Potenza Nominale o Potenza di Targa del

macchinario, che è quella potenza che si assorbe dalla rete.

Potenza Reale e Potenza di Targa sono legate tra di loro dal rendimento della macchina

(0 < < 1) =∙

La Potenza Nominale mol plicata per il tempo di lavorazione ci perme e di determinare

l’Energia che viene espressa in ed è importante per s mare i cos di lavorazione:

ℎ [ℎ]

= ∙ =

Il Carico nel processo di forgiatura, è sempre crescente ed infa :

= ∙ ,

 Con il passare del tempo aumenta la deformazione e quindi la tensione dato che

= ()

 Al crescere del tempo cresce anche la sezione di conta o tra lo stampo e la bille a

La grandezza la si va a se are con la pressa, mentre la temperatura si va a se are con gli

̇

stampi dal momento in cui quest’ul mi sono riscalda .

Solitamente si prende la bille a, si me e nel forno, la si porta a temperatura di

lavorazione, la si me e nello stampo (che è riscaldato a sua volta) e comincia la

lavorazione.

Quando si lavora plas camente un materiale si sta facendo un lavoro sul materiale e questo

lavoro si trasforma, circa per il 90%, in calore e quindi la lavorazione aggiunge ulteriore

calore: per questo mo vo anche se ci sono diverse sequenze di lavorazione non c’è bisogno

di riscaldare ogni volta la bille a tra una sequenza e l’altra e questo perché il riscaldamento

avviene a causa della lavorazione.

Il materiale degli stampi deve essere più duro e resistente del materiale che si sta lavorando

per non scalfire la superficie in seguito alla forza che la bille a applica sullo stampo stesso.

Si chiama Punzone il pia o piano che viene u lizzato per schiacciare la bille a.

Le sollecitazioni principali che si generano con questo processo sono sollecitazioni di

compressione anche se non sono esclusivamente di compressione: anche quando si

prendono due stampi abbastanza semplici, come due superfici piane, e si va a schiacciare la

bille a, oltre alla compressione entrano in gioco anche le forze di a rito e quindi forze

tangenziali che vanno a modificare quello che è l’equilibrio tensionale del materiale.

Per questo mo vo ci possono essere alcune difficoltà lavora ve che possono scaturire in

ro ure del mezzo che si sta lavorando, nonostante si s ano applicando for compressioni e

questo è dovuto all’a rito che va a modificare l’equilibrio e va a creare all’interno del pezzo

schiacciato delle sollecitazioni anche di trazione che portano, per l’appunto, a ro ura del

pezzo.

La Forgiatura va a migliorare quello che è il comportamento del materiale da un punto di

vista microstru urale, eliminando i dife di un eventuale cas ng (colata) precedente:

andando a deformare plas camente il materiale lo si va ad incrudire e quindi si va a

migliorare la sua distribuzione microstru urale perché si vanno a stretcha