Le migliori attrezzature per un'efficiente stampaggio della lamiera

La configurazione degli impianti di produzione per lo stampaggio deve essere considerata in modo olistico, tenendo conto delle caratteristiche dei pezzi stampati e del volume di produzione. Le parti stampate delle carrozze ferroviarie sono caratterizzate da un'ampia varietà e da piccole quantità.

Pertanto, quando si configura l'impianto di produzione per lo stampaggio, è necessario considerare la possibilità di soddisfare le esigenze di produzione della maggior parte dei pezzi stampati autoprodotti, soddisfacendo al contempo i requisiti economici.

I principi di configurazione attrezzature per lo stampaggio per le autovetture ferroviarie sono i seguenti:

1) Le attrezzature di produzione devono essere in grado di soddisfare le esigenze di produzione di parti strutturali fondamentali per la sicurezza operativa delle carrozze passeggeri.

2) Date le caratteristiche delle varietà multiple e della produzione in piccoli lotti, è essenziale scegliere apparecchiature versatili e flessibili, in grado di svolgere più attività.

3) Per le apparecchiature specializzate, come le piegatrici, è necessario prendere in considerazione processi alternativi o, in caso di malfunzionamento, continuare la produzione con apparecchiature sostitutive.

Successivamente, presenterò le attrezzature di stampaggio comunemente utilizzate per la produzione di pezzi stampati per le carrozze ferroviarie.

Attrezzatura per la sbobinatura di piastre d'acciaio

Piastra d'acciaio srotolamento per lo srotolamento dei materiali in bobina d'acciaio. Il volume di produzione dei pezzi stampati per le carrozze ferroviarie è ridotto e le specifiche delle lamiere richieste sono diverse, rendendo difficile l'approvvigionamento. Se le specifiche vengono ridotte, il tasso di utilizzo dei materiali diminuisce, con conseguente aumento dei costi.

Dal punto di vista della riduzione dei costi, è più economico e ragionevole acquistare materiali in bobina e svolgerli internamente.

L'apparecchiatura di sbobinatura utilizzata dai costruttori di vagoni ferroviari è progettata per sbobinare materiali in bobina con uno spessore inferiore a 6 mm. La Figura 3-13 rappresenta la linea di svolgitura delle lamiere d'acciaio e la Tabella 3-33 elenca i parametri di base della linea di svolgitura delle lamiere d'acciaio.

Figura 3-13: Linea di srotolamento delle lamiere d'acciaio

Tabella 3-33: Parametri di base della linea di sbobinatura delle lastre d'acciaio

Parametri	Gamma numerica	Unità
Larghezza bobina	500~1500	mm
Spessore della bobina	1.0~6.0	mm
Massa della bobina	≤10000	kg
Lunghezza di taglio	500~4500	mm
Numero di tagli	20~60	Tempi/Min
Precisione della lunghezza di taglio	≤±1	mm
Precisione di livellamento	≤1	mm/m

Apparecchiature di taglio

Questo viene utilizzato principalmente per preparare la materia prima alla successiva lavorazione. Oltre alle attrezzature di taglio tradizionali, negli ultimi anni si è assistito all'avvento di dispositivi di taglio a controllo numerico, come le taglierine laser e le taglierine a getto d'acqua ad alta pressione. Queste innovazioni hanno integrato le fasi di lavorazione delle lastre piane, consentendo di completare la lavorazione in una sola volta.

La Figura 3-14 mostra un CNC tosatura La Tabella 3-34 fornisce lo scopo e i parametri di base della cesoia.

Tabella 3-34: Scopo e parametri di base di Macchina cesoia

Numero di serie	Nome dell'apparecchiatura	Descrizione dell'apparecchiatura
1	Macchina per la tranciatura di piastre sottili CNC	(1) Utilizzato per la cesoiatura e il taglio di piastre d'acciaio di spessore ≤10 mm. (2) Spessore massimo di taglio: 10 mm per l'acciaio al carbonio, 6 mm per l'acciaio inossidabile. (3) Lunghezza massima di taglio: 4000 mm (4) Dotato di dispositivo antitorsione (5) Dotato di dispositivo di supporto del materiale posteriore (6) L'angolo di taglio e la distanza tra le lame possono essere regolati con il controllo CNC.
2	Macchina per la tranciatura di piastre spesse CNC	(1) Utilizzato per la cesoiatura e il taglio di piastre d'acciaio con uno spessore di ≤16mm (2) Spessore massimo di taglio: 16 mm per l'acciaio al carbonio, 8 mm per l'acciaio inossidabile. (3) Lunghezza massima di taglio: 4000 mm (4) Dotato di dispositivo di supporto del materiale posteriore (5) L'angolo di taglio e la distanza tra le lame possono essere regolati con il controllo CNC.

La Figura 3-15 rappresenta le attrezzature di taglio e tranciatura CNC, mentre la Tabella 3-35 fornisce i tipi di attrezzature di taglio e i loro parametri fondamentali.

Figura 3-15 Apparecchiature di taglio e tranciatura CNC

a) Taglio laser macchina
b) Macchina da taglio a fiamma CNC
c) Precisione macchina per il taglio al plasma
d) Macchina per il taglio a getto d'acqua ad alta pressione

Tabella 3-35 Tipi di attrezzature da taglio e relativi parametri fondamentali

Numero di serie	Nome dell'apparecchiatura	Descrizione dell'apparecchiatura
1	Macchina da taglio laser	(1) Utilizzato per il taglio e la tranciatura di piastre metalliche di spessore ≤ 20 mm. (2) Potenza di taglio ≥ 4kW (3) Dimensioni del piano di lavoro intercambiabile di 2 m × 4 m (4) Spessore di taglio20 mm per le piastre in acciaio al carbonio, 12 mm per le piastre in acciaio inossidabile, 8 mm per le piastre in lega di alluminio.
2	Macchina da taglio a fiamma CNC	(1) Utilizzato per il taglio e la tranciatura di lamiere in acciaio al carbonio con spessore ≤ 200 mm. (2) Dimensioni del tavolo di lavoro di 3m × 40m, con struttura a telaio multi-gantry (3) Capacità massima di taglio: lamiera di acciaio al carbonio di 200 mm di spessore
3	Macchina per il taglio al plasma di precisione	(1) Utilizzato per il taglio e la tranciatura di lamiere d'acciaio di spessore ≤ 30 mm. (2) Taglio a secco con dispositivo di aspirazione sincronizzata delle polveri (3) Dimensioni del tavolo di lavoro di 3m × 20m (4) Spessore di taglio: 30 mm per le lamiere in acciaio al carbonio, 20 mm per le lamiere in acciaio inox
4	Macchina da taglio ad acqua ad alta pressione	(1) Utilizzato per il taglio e la tranciatura di piastre in lega di alluminio con uno spessore ≤ 300 mm. (2) Spessore massimo di taglio: 300 mm (3) Dimensioni del tavolo di lavoro di 2m × 4m

Macchina livellatrice

La Figura 3-16 rappresenta la macchina di livellamento delle lamiere d'acciaio, mentre la Tabella 3-36 fornisce i parametri funzionali di base della macchina di livellamento. A causa delle irregolarità delle materie prime delle lamiere d'acciaio o della deformazione durante la lavorazione, è necessario un livellamento.

Figura 3-16: Livellatori a piastra in acciaio

a) Livellatore a 19 rulli a piastra sottile
b) Livellatore a piastra spessa

Tabella 3-36: Parametri funzionali di base delle macchine livellatrici

Numero di serie	Nome dell'apparecchiatura	Descrizione dell'apparecchiatura
1	Livellatore a piastra sottile	(1) Utilizzato per piastre di livellamento con uno spessore di 0,5~8mm (2) La larghezza massima di livellamento è di 1500 mm. (3) La lunghezza minima di livellamento è di 100 mm. (4) La precisione di livellamento è di 1 mm/m (5) Il limite massimo di snervamento della piastra di acciaio per il livellamento è di 800MPa.
2	Livellatore a piastra spessa	(1) Utilizzato per piastre di livellamento con uno spessore di 6~22 mm (2) La semilarghezza massima di livellamento è di 2000 mm. (3) La lunghezza minima di livellamento è di 400 mm. (4) La precisione di livellamento è di 1 mm/m (5) Il limite massimo di snervamento della piastra di acciaio per il livellamento è di 800MPa.
3	Macchina per raddrizzare	(1) Utilizzato per la raddrizzatura di vari tipi di acciaio. (2) La forza nominale è di 2000kN

Presse meccaniche

La Tabella 3-37 presenta i parametri delle presse meccaniche. Queste presse sono utilizzate principalmente per operazioni di punzonatura e formatura. In base ai tipi di parti di stampaggio per i veicoli ferroviari, sono equipaggiati principalmente cinque tipi di presse.

Tabella 3-37: Parametri delle presse meccaniche

Articolo		Unità	Tipo di apparecchiatura
Articolo		Unità	JC21 - Pressa 160A	J36 - 250 Press	Pressa da 500 t	Stampa 2000t	Pressa a frizione da 100 t
Forza nominale		kN	1600	2500	5000	20000	1000
Gamma di corse della slitta		mm	160	400	500	630	300
Lunghezza di regolazione del leveraggio		mm	130	220	200	270
Frequenza di corsa della slitta		corse/min	50	17	9	6	18
Distanza dal centro della slitta al letto (profondità della gola)		mm	380
Distanza tra le guide		mm		800	1085
Distanza dal fondo della guida al piano di lavoro		mm	620	600	1340	920	500×500
Dimensioni del piano di lavoro	Scivolo superiore	mm	440×600	1000×2300	1440×1800	1700×3710
Dimensioni del piano di lavoro	Tavolo da lavoro	mm	710×1120	1250×2450	1505×1800	1900×4000
Cuscino d'aria	Quantità	mm	3	2	2	3
	Forza di ciascun cuscino d'aria	kN	65	300	300	3000
	Ictus	mm	200	250	200	250
Altezza di chiusura dello stampo consentita		mm	190~320	225~445	410~600	375~645	120~420
Dimensione del foro della maniglia		mm	Φ80
Dimensioni dell'asta di supporto standard marrone o dell'asta di supporto		mm		Φ35 ×L	Φ48	Φ58 × L

Macchina piegatrice

Le piegatrici a controllo numerico sono le attrezzature più utilizzate nella produzione di pezzi stampati per le carrozze ferroviarie, con oltre 80% di pezzi formati su queste macchine.

La Figura 3-17 illustra una macchina piegatrice CNC, mentre la Tabella 3-38 ne fornisce i parametri. Si noti che la macchina è dotata di un formato di assi CNC 3+2, il che significa che il calibro posteriore ha due assi e richiede non solo un movimento in avanti e in dietro, ma anche un movimento verso l'alto e verso il basso controllato dal CNC.

Per le piegatrici con una lunghezza del piano di lavoro superiore a 3 metri, il numero di blocchi di posizionamento del calibro posteriore deve essere pari o superiore a tre.

a) Curvatrice CNC da 3200kN
b) Curvatrice CNC da 800kN

Tabella 3-38 Parametri della piegatrice CNC (prodotti della società Huangshi LVD)

Modello di macchina	80/3200	160/3200	320/4000	400/4000
Forza nominale/kN	800	1600	3200	4000
Lunghezza di piegatura/mm	3200	3200	3200	4000
Interasse colonne/mm	2700	2700	2700	3500
Profondità della gola/mm	400	400	400	500
Corsa del cursore/mm	170	170	170	200
Altezza del tavolo/mm	800	800	800	800
Altezza di montaggio dello stampo/mm	600	600	600	600
Potenza del motore principale/kw	5.5	11	18.5	22.5
Numero di cilindri di compensazione	3	3	3	4
Numero di assi di controllo	3+2	3+2	3+2	3+2
Calibro posteriore Corsa asse X/mm	500	500	500	500
Calibro posteriore Velocità asse X/(mm/s)	200	200	200	200

Punzonatrice a torretta CNC

La Figura 3-18 illustra un Punzonatrice a torretta CNCLa Tabella 3-39 presenta alcuni dei suoi parametri tecnici. La punzonatrice a torretta CNC è utilizzata principalmente per la punzonatura, il taglio, la formatura e la flangiatura di lamiere di spessore inferiore a 5 mm.

Tabella 3-39 Parametri parziali della punzonatrice a torretta CNC

1	Dimensione della tabella	2500mm×1250mm
2	Spessore massimo della lamiera punzonata	8 mm
3	Massimo Forza di punzonatura	220kN
4	Frequenza massima di punzonatura (E=1mm)	1400 volte al minuto
5	Area di installazione	6760mm×6100mm

Macchina formatrice di allungamento CNC

La Figura 3-19 mostra la macchina stiratrice CNC V75 prodotta dall'azienda americana CYRILBATH. È utilizzata principalmente per la formatura di profili con grandi raggi di curvatura, come le travi del tetto delle carrozze ferroviarie. È un dispositivo di piegatura specializzato. La Tabella 3-40 ne riporta le specifiche tecniche.

Figura 3-19: Macchina stiratrice CNC V75

Tabella 3-40: Specifiche tecniche della macchina stiratrice CNC V75

Articoli	Specifiche tecniche
Forza di trazione massima del cilindro estensibile della macchina	750kN
Forza di trazione minima del cilindro estensibile della macchina	50kN
Rotazione del morsetto	±180° (regolazione manuale)
Distanza massima tra due morsetti	7000 mm
Distanza minima tra due morsetti	1000 mm
Corsa massima del cilindro estensore	762 mm
Velocità massima del cilindro estensore	Fino a 762 mm/min
Angolo di oscillazione massimo del cilindro estensore	±28°
Angolo di oscillazione del braccio	+10°~ -90°
Gamma di velocità di formatura	(0.5°~3°) /s
Velocità di ritorno	3°/s
Distanza dal suolo alla superficie del piano di lavoro dello stampo	978 mm
Distanza dal centro del morsetto alla superficie della piattaforma di montaggio dello stampo	267 mm
Requisiti di alimentazione	380V trifase, 50Hz
Modalità di controllo del processo di piegatura	Controllo della posizione e controllo della forza
Diametro interno del morsetto	Φ250 mm

Macchina formatrice di martelli elettrici

Conosciuta anche come macchina formatrice universale (Figura 3-20), la macchina formatrice a martello elettrico è utilizzata principalmente per la piegatura e la formatura di alcuni profili, per la formazione di parti di tipo skin e per la regolazione di alcune parti piegate. Il modello selezionato è KF665, con le seguenti capacità di lavoro:

Acciaio dolce ordinario (R_eL=400MPa): Massimo 6,0 mm.

Acciaio inossidabile (R_eL=600MPa): Massimo 4,0 mm.
Lega di alluminio ordinaria (R_eL=250MPa): Massimo 8,0 mm.

Figura 3-20: Macchina per la forgiatura a martello

Apparecchiature ausiliarie

Oltre ai dispositivi sopra citati, sono presenti anche diverse attrezzature ausiliarie, tra cui principalmente macchine perforatrici, attrezzature per la pulizia con granigliatura e sabbiatura e strumenti di taglio manuali. Fare riferimento alla Tabella 3-41.

Tabella 3-41: Apparecchiature ausiliarie

Numero di serie	Nome dell'apparecchiatura	Scopo
1	Macchina di perforazione	Utilizzato per praticare fori in parti stampate
2	Apparecchiature per granigliatura, sabbiatura e rivestimento	Utilizzato per la granigliatura, la sabbiatura e la rimozione della ruggine di lastre di acciaio al carbonio prima della lavorazione e per l'applicazione di uno strato di primer anticorrosione sulla superficie.
3	Utensili da taglio manuali	Taglio manuale con tagliatori al plasma ad aria compressa o macchine per il taglio alla fiamma
4	Apparecchiature di sbavatura	Dopo i processi di taglio e punzonatura, i pezzi possono sviluppare bave. Questa apparecchiatura viene utilizzata per smerigliare e rimuovere le bave dai pezzi piatti.