Lo chiamavano “la bestia”

Fig. 1 – Immagine Cad del pezzo finiti

L’oggetto

Il pezzo finito che si vuole ottenere è un terminale metallico tranciato e piegato.

La conformazione di tranciatura si caratterizza per sezioni molto strette (fino a 1,4 mm), e una geometria generale che sembra quasi un percorso. Relativamente alle piegature, invece, è usuale che un terminale del genere ne possa avere 2, 3 o magari anche 4 o 5 in casi particolari. Questo pezzo è invece caratterizzato da addirittura 16 piegature. Il risultato dell’insieme di percorso tranciato e di innumerevoli pieghe è tale che, se immaginiamo di percorrere il pezzo da una estremità all’altra, sembra di compiere un giro sulle montagne russe (fig.1). Il particolare è in ottone pre-stagnato, di spessore 0,8 mm.

Carta d’identità dello stampo

• Fabbricante: 

ACCORNERO S.p.a.
Strada Torino 72/A
10040 Druento (To)
Tel. 011 9844655
Fax 011 9846558
www.accorneromollificio.it

• Materiali:  Oggetto in ottone pre-stagnato; Piastre interne in 1.2379; Parti attive in acciaio Uddeholm Vanadis 4 extra;

• Dimensioni stampo chiuso:  1500 x 200 x 300 mm;

• Peso:  circa 200 Kg;

• Impiego: Produzione di terminale con 16 piegature regolabili;

• Progettazione impianto: 

MITEC di Viviani Maurizio e C. s.a.s
Via Tantardini 1
23819 Primaluna (LC)
Tel. 0341 980352
Fax 0341 981597
www.mitec-web.com

• Metodologie di progettazione: Software Cad 3D Keycreator 10;

• Messa in produzione: SSoftware Cam PCAM e MASTERCAM;

• Tecnologie di lavorazione: Fresatura su centri di lavoro Hermle; Rettifica tangenziale su Jones-Shipman;  Microforatura a elettroerosione su Charmilles; Elettroerosione a filo e tuffi su macchine Agie;

• Produzione prevista: Circa 2 milioni all’anno;

• Manutenzione: Affilatura ogni 1 milione di colpi.

I protagonisti

Accornero S.p.a.di Druento (TO) è un produttore di molle, prodotti tranciati e sottoinsiemi complessi, soprattutto per i mercati automotive ed elettrodomestico.

Mitec di Viviani Maurizio e C. s.a.s, Primaluna (LC) è uno studio di progettazione specializzato in stampi progressivi ad alta tecnologia, attrezzature per piegatrici, stampi ad alta velocità e per particolari assemblati. Accornero è un ex solo-mollificio, nel senso che la società ha fatto il classico percorso comune a molti “mollifici” italiani. Fondata nel 1958, la ditta si è inizialmente dedicata infatti alla produzione delle molle in filo in tutte le classiche tipologie: a compressione, a trazione, a torsione ecc. Con il passare degli anni la produzione si è sempre più diversificata ed ora la società può proporre, oltre alle storiche molle, anche prodotti tranciati e piegati, assemblati, saldati, maschiati, co-stampati, nonché sottoinsiemi complessi montati in automatico. Accornero ha un proprio ufficio di progettazione stampi interno, ma negli ultimi anni la collaborazione con Mitec, grazie alla completezza di servizi di quest’ultima, ha dato la possibilità di intraprendere commesse più elaborate e meno “alla portata di tutti”, con risultati eccellenti e tecnologie esclusive.

Fig. 2 – Foto dello stampo, sono visibili i 4 distinti moduli

 

 

 

 

 

 

 

La proposta Mitec

Accornero ha nel proprio parco macchine, oltre alle classiche macchine per la produzione per molle in filo, una serie di impianti dedicati alle lavorazioni soprattutto di nastro: in particolare consistono in una serie di presse veloci Bruderer e di presso-piegatrici Bihler. Nella storia specifica dello stampo che presentiamo questo mese, Mitec ha proposto di utilizzare le macchine presso-piegatrici, per sfruttarne la versatilità e diminuire il costo finale dello stampo. Le macchine presso-piegatrici, infatti, sono dotate di molti movimenti, a differenza delle presse che hanno il solo moto discesa-salita. Questi movimenti sono forniti da attrezzi denominati comunemente “slitte”, i quali trasformano il moto rotatorio della macchina in rettilineo alternativo, tramite una o più camme. Semplificando il concetto, mentre negli stampi per presse con un solo movimento macchina si devono ricavare tutti i movimenti necessari allo stampaggio, nelle presso-piegatrici i movimenti possono essere più di uno e di conseguenza lo stampo si semplifica e, solitamente, è meno costoso. Accornero ha accettato di buon grado la proposta di Mitec e il progetto “della bestia” ha avuto inizio…e pace agli uomini di buona volontà.

Fig. 3 – Immagine Cad dei 4 moduli nella classica configurazione “a stampi aperti”

 

 

 

 

 

 

 

 

Lo stampo, la sfida

La sfida consisteva non solo di progettare e realizzare uno stampo che avrebbe spaventato i più per la sua complessità, ma di renderlo il più possibile gestibile durante la produzione. Il risultato è uno stampo di tipo progressivo (figg. 2 e 3) di tranciatura e piegatura, formato da 4 moduli ben distinti; i moduli 1 e 2 sono allocati nella zona tipicamente assegnata alle lavorazioni gravose, cioè la pressa ad eccentrico. Questi primi moduli sono tradizionali stampi a tre piastre con la parte inferiore fissa e la parte superiore mobile, ed eseguono la maggior parte delle tranciature e alcune piegature e calibrature. Sotto il modulo 2 è applicata una slitta, che esegue alcune piegature dal basso verso l’alto.

I moduli 3 e 4 invece, sono nella zona comunemente dedicata alla piegatura, movimentati da ben 4 slitte. Questi moduli 3 e 4 hanno una struttura molto particolare in quanto la movimentazione non è esclusiva della parte superiore, ma vi sono molte lavorazioni attivate dal gruppo inferiore di slitte. Infatti (vedi fig. 4) l’allestimento della macchina prevede:

• l’ingresso del materiale da destra;

• in alto a destra la pressa nella sua posizione standard per questo genere di macchine;

• in basso a destra una slitta fornisce un movimento sotto lo stampo 2;

• in alto a sinistra una coppia di slitte collegate da una barra;

• in basso a sinistra una seconda coppia di slitte collegate anch’esse da una barra.

La progettazione è stata eseguita da Mitec tramite l’utilizzo del cad 3D Keycreator 10,che si basa sulla logica della modellazione diretta “History free”.

Fig. 4 – Foto del piano macchina completo, si notano l’avanzamento, la pressa e le 5 slitte

 

 

 

 

 

 

 

 

Il cad citato inoltre ha ottime possibilità di personalizzazione, il che ha avvantaggiato Mitec nella creazione di logiche customizzate all’attività dello studio tecnico. Infatti Mitec, progettando per vari clienti aventi ognuno un parco macchine diverso e ovviamente esperienze diverse, deve adattare le tecnologie di cui si occupa alle diverse esigenze del cliente, alle sue macchine e ai suoi obiettivi, e non sono cose da poco. La progettazione ha implicato molte difficoltà per realizzare le molteplici piegature nella sequenza corretta. Lo stampo alla fine consta di 35 passi, di cui 25 dedicati alle piegature (fig. 5), in quanto molte di esse non si possono realizzare in un solo passo. Una ulteriore difficoltà del progettista è stata quella di rendere lo stampo, entro i limiti del possibile, fruibile con semplicità. In questo caso specifico l’obiettivo era di garantire il controllo singolo di tutte le 16 piegature. Infatti, è noto che il materiale ha un suo ritorno elastico, e che questo valore varia al variare dello spessore del nastro e della resistenza, dicasi elasticità, dello stesso.

Fig. 5 – Dettaglio della zona di piegatura

 

 

 

 

 

 

 

Il problema viene tradizionalmente ovviato piegando il materiale con un extra-angolo superiore all’angolo del pezzo finito.

Il controllo singolo delle 16 pieghe è stato ottenuto tramite lo studio e la realizzazione delle 16 regolazioni di piegatura, sistemi che consentono all’operatore di interveniresul sopracitato angolo di extra-piega senza mai smontare lo stampo dalla macchina.

Lavorazione dello stampo

Accornero ha costruito lo stampo in parte nella propria attrezzeria interna, ed in parte avvalendosi di collaboratori esterni. Tutte le piastre dei moduli sono temprate e rinvenute, in acciaio 1.2379. Le parti attive di tranciatura e piegatura sono invece in Uddeholm Vanadis 4 extra. La struttura dei moduli prevede un incolonnamento con guide a sfere, che garantisce una facile manutenzione e un’adeguata precisione.

Per alcune parti di supporto, quali ad esempio le barre delle slitte, si è scelto di costruirle in lega ERGAL 55, in modo da renderle più leggere per la movimentazione. Lo stampo lavora ad una velocità di 100 colpi al minuto.

La produzione annuale prevista è di 2 milioni di pezzi, ed è previsto che la durata delle parti trancianti sia di circa 1 milione di pezzi prima della riaffilatura.

La durata dello stampo, con normale manutenzione, è quindi pressoché infinita.

Anche l’ufficio programmazione CNC della società Accornero impiega il Cad Keycreator utilizzato per la progettazione dello stampo da Mitec.

In questo modo le attività di realizzazione dei programmi Cam sono più lineari, potendo adoperare le matematiche native senza ricorrere a traduttori generici.

Fig. 6 – Immagine Cad parziale della striscia, nella zona delle ultime piegature

 

 

 

 

 

 

 

Per la realizzazione dei programmi necessari alle lavorazioni CNC, Accornero ha utilizzato il software Cam PCAM per le lavorazioni di erosione a filo, mentre per la fresatura ha utilizzato il CamMASTERCAM. La fresatura è stata eseguita con centro di lavoro Hermle C 600 V. La rettifica è stata affidata a macchine Jones-Shipman. Per la preparazione dei fori di infilaggio per le erosioni a filo, Accornero impiega la foratrice Charmilles HD 8. Nel reparto di elettroerosione invece usa macchine Agie: in specifico Agiecut Progress 3 per lavorazioni a filo, e AgieElox Mondo 20 per lavorazioni a tuffo. La costruzione dello stampo non ha implicato molte difficoltà se non per la gestione del gran numero di particolari da costruire, circa 1.700, costruiti in parte internamente e in parte presso fornitori esterni qualificati. La messa a punto, invece, è stata eseguita al 100 % all’interno, anche perché la prova di attrezzature per presso-piegatrici non possono che essere fatte su una macchina del medesimo modello, diversamente dagli stampi per presse, che possono venir testati anche su altre macchine purché di caratteristiche simili o superiori alla pressa definitiva. Durante la messa a punto non si sono riscontrate problematiche particolari, se non la regolazione degli angoli di piega e la finitura degli smussi di invito nei moduli onde avere un perfetto scorrimento della striscia, essendo la stessa di conformazione decisamente anomala (fig. 6) soprattutto nelle ultime stazioni di piegatura e nella zona di separazione del pezzo finito (fig. 7).

Fig. 7 – Dettaglio della zona di separazione del pezzo finito

 

 

 

 

 

 

 

Concludendo, si può affermare che grazie alla collaborazione fra aziende adeguatamente preparate, allo scambio di competenze, ad un parco macchine eterogeneo, grazie alla fantasia progettuale e all’audacia di chi sa davvero rischiare…in campo meccanico, “le bestie” più selvagge si possono domare e rendere mansuete. Ci piace, a questo punto, completare la nostra storia con una frase di Ugo Foscolo a proposito del lavorare o del render lavorabile: “Il malleo domator del bronzo tuona dagli antri ardenti”.

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