Costruzione di un piccolo stampo per tranciatura

O
ra che siamo (o dovremmo?) essere
diventati degli esperti tornitori (e
magari fresatori, trapanatori e via
dicendo), possiamo avventurarci in un campo
- per così dire - creativo: cioè cominciare ad
occuparci della costruzione di nuovi strumenti.
Possedere un tornio, infatti, vuol dire non solo
poter costruire dei pezzi meccanici di svariata
natura, ma anche di realizzare delle attrezzature,
costosissime se acquistate in commercio, oppure
altrimenti introvabili.
Entriamo nel campo degli stampi. Cos’è
uno stampo? Un attrezzo destinato alla creazione rapida di oggetti identici in serie multipla, cioè di produrre in pochi secondi quel
che richiederebbe per diversa via ben altro
tempo. Pare ovvio che l’uso dello stampo,
tanto più costoso quanto più complicato è
il pezzo da ottenere, sia conveniente per la
produzione di medie e grandi serie, meglio
se grandissime. Sembrerebbe quindi fuor di
luogo trattarne in questa sede, che si rivolge
a chi di produzioni di serie, sia pur piccole, ha solo sentito parlare. Ma non è così:
anche al fermodellista può tornare utile (e
comodo) disporre di un piccolo attrezzo che
gli consenta di ottenere in un battibaleno,
quando gli abbisogna, quel che altrimenti
lo costringerebbe a laboriose operazioni di
tracciamento, di taglio, di limatura etc. E
gli oggetti che escono dallo stampo sono
tutti identici fra di loro: il che significa
che, se lo stampo è costruito come si deve,
ogni volta otteniamo esattamente quello che
abbiamo già ottenuto in precedenza.
Evidentemente la costruzione di un qualsiasi attrezzo esige uno studio preliminare per
determinare quale sia la strada più conveniente per ottenerlo, e uno o più disegni (talvolta
è sufficiente uno schizzo): ma, in ambedue
i casi, opportunamente quotati. E’ decisamente sconsigliabile partire «a memoria»: è
probabile che non si cavi un ragno dal buco,
come suol dirsi.
Entriamo in argomento con una domanda:
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Costruzione di un piccolo
stampo per tranciatura
cos’è uno stampo per tranciatura? Risposta:
un attrezzo idoneo a «tranciare» da lamiere
- di più o meno rilevante spessore - piastre,
o piastrine, di forma più o meno semplice, o
più o meno complicata.
Uno stampo per tranciatura si compone di
due parti: una, chiamiamola A, reca il punzone, solido cilindrico (non sempre di forma
circolare) in acciaio speciale temperato, o in
altro materiale durissimo, sagomato come il
contorno della piastra o piastrina che si vuol
ottenere; l’altra, chiamiamola B, tiene la matrice, che è una piastra, anch’essa di acciaio
speciale temperato, in cui è stata ricavata
una finestra dal profilo identico a quello del
punzone.
L’operazione di tranciatura consiste
nello spingere il punzone contro una lamiera appoggiata sulla matrice: se punzone e
matrice sono situati in linea, cioè in buona
corrispondenza fra di loro, il punzone è sollecitato ad entrare nella matrice, tranciando
per l’appunto nella lamiera interposta un elemento sagomato come vogliono il punzone
(in positivo) e la matrice (in negativo). Ciò
appare evidente nell’esempio del disegno
che segue:
Punzone
Matrice
Per ottenere e mantenere il corretto allineamento fra punzone e matrice, essi devono
essere opportunamente guidati mentre si
accostano uno all’altro, prima stringendo fra
di loro la lamiera e poi tranciandola quando
il punzone penetra nella matrice.
Veniamo a un caso concreto. Nel fermodellismo è frequente la necessità di disporre
di rondelle di varie dimensioni e di vario
spessore; non è quindi fuori luogo apprendere
come si costruisce uno stampo per rondelle,
uno dei tipi più semplici cui si possa pensare.
Ovviamente il nostro discorso non sarà rigoroso come quello di un trattato sugli stampi,
dove si apprendono tutti gli accorgimenti per
ottenere il miglior risultato. Qui ci accontentiamo di esaminare i criteri indispensabili per
una riuscita accettabile.
Supponiamo di voler costruire lo stampo
per tranciare rondelle di ottone con ø 3 esterno
e foro ø 1,2; lo spessore non ci interessa, in
quanto lo stampo potrà lavorare su diversi
spessori, poniamo da circa 0,1 fin’anche a
0,8÷1 mm.
Prepariamo due piastrine rettangolari
di ferro dello spessore di 2÷3 mm e delle
dimensioni di circa 15 x 20 mm, aventi la
dimensione minore di identico valore. Ciò
fatto, prendiamole insieme fra le ganasce della
nostra morsetta che ormai ben conosciamo,
fissata sul carrello dell’Unimat montato a
trapano sensitivo (n. 263, pag. 30), controllando che siano ben coincidenti e, soprattutto,
non si muovano: da prendere di costa sulla
dimensione maggiore, come mostra la figura
sottostante:
Si proceda poi all’esecuzione di tre fori
passanti, come si vede nella medesima figura,
con ø 2 mm i due laterali e ø 2,5 quello centrale. Tolte le due piastrine dalla morsa, non
si dimentichi, appena disgiuntele, di contrassegnare con un punzone le due facce precedentemente affacciate, in modo da potere in
seguito rimetterle con certezza nella medesima
posizione reciproca. Per maggior sicurezza,
si consiglia di contrassegnare anche le teste
corrispondenti de3lle due piastrine.
Ora si filettino a M 2,5 i due fori laterali
della piastrina B, e si allarghino i corrispondenti fori della A al ø 3 e il foro centrale della
B al ø 5. Poi si preparino i seguenti pezzi: il
punzone C, la matrice D, le guide E (in duplice esemplare) e la spina F, in conformità degli
schizzi soprastanti (chiamati schizzi non in
rapporto alla loro esecuzione, tecnicamente
esatta, ma perché lo spazio non ci consente di
stamparli in una delle scale normalizzate).
Si tenga presente che le quote ivi segnate
sono state stabilite nella supposizione che le
piastrine A e B abbiano spessore di 3 mm. Sono
facilmente individuabili le quote da aumentare
nel caso di spessore di 4 mm delle medesime.
Quanto ai materiali, per il punzone e la matrice sarà necessario usare un acciaio speciale
da tempera: non sarà difficile trovare, presso...
il famoso amico meccanico, qualche sfrido che
faccia al caso nostro. Una volta torniti, questi
pezzi andranno convenientemente temprati in
acqua od olio a seconda delle loro caratteristiche.
Piastra B
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Per le guide E si potrà usare trafilato di ottone
o di acciaio.
Ultimata la preparazione dei pezzi come sopra descritti, prendiamo la piastra B e avvitiamo
le due guide E nei rispettivi fori filettati (v. figura in fondo alla pagina precedente), verificando
che alla fine risultino ben bloccate ed appaiano
perpendicolari al piano della piastra B. Nel foro
centrale inseriremo la matrice D, come indica
la freccia. Il complesso ci apparirà nell’aspetto
Piastra B assiemata
ella figura qui sottostante.
Ma la spina F? A che serve? Lo vediamo
subito. Serve a centrare il foro della rondella (come le ciambelle ben riuscite, anche le
rondelle hanno il buco, no?) rispetto alla sua
periferia: il suo fusto è previsto nel disegno
- a titolo di esempio - con ø 1,2, nel presupposto che il foro debba avere per l’appunto
tale diametro; ma esso potrebbe anche essere
di diametro diverso, ma, in ogni caso, sempre
sensibilmente minore del ø 3 (perché la rondella non abbia una corona troppo sottile).
Quindi, per ogni valore del diametro voluto
per il foro, occorrerà predisporre un’apposita
spina. Ferro od ottone sono materiali validi
pure per questo pezzo.
Passiamo alla piastra A, che deve accogliere il punzone. Infiliamo la zona ø 2,5 del pun-
Piastra A
zone C nel foro centrale della piastra B, sulla
faccia che porta il segno di riconoscimento,
con leggera forzatura perché resti stabile;
collochiamo, nell’apposita sede della testa del
punzone la testa della spina (v. figura).
E lo stampo è pronto per... il collaudo.
Si porta la A in posizione tale da imboccare
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A
B
i due fori laterali nelle guide della B e con
lieve rotazione nel senso della freccia si
infilano nelle guide della piastrina B i fori
della A, controllando che i due pezzi non si
impuntino fra di loro e che il punzone vada
regolarmente a infilarsi nella matrice quando
le due piastrine vengono accostate.
Veniamo all’uso pratico. Supponiamo
di voler ottenere rondelle di ottone, ovviamente con ø 3, ma con foro centrale ø 1,4
mm e spessore di 0,3 mm. Come già notato,
dovremo tornire una spina con diametro
della testa di 1,5 mm e il fusto con diametro
1,4, infilandone poi la testa nella sede del
punzone.
Tagliamo poi una strisciolina di lamiera di
ottone dello spessore voluto con larghezza di
4÷5 mm, nel quale dovremo praticare tanti fori
ø 1,4, quante sono le rondelle che ci servono,
a distanza di circa 3,5 mm uno dall’altro. E
stampo e materiale sono pronti.
Infiliamo ora sulla spina del punzone il
primo foro della strisciolina di lamiera, poi
imbocchiamo le guide della B nei fori della
A, spingendo a mano le piastrine una contro
l’altra, finché la lamiera non viene stretta
fra punzone e matrice. Siamo pronti per la
tranciatura.
Nell’industria gli stampi vengono manovrati con le presse: macchine diffusissime,
capaci di sviluppare forze che vanno da poche tonnellate finanche a decine di migliaia
di tonnellate. Evidentemente non è il caso
nostro; noi ci serviremo, modestamente, di
una morsa parallela. Nel caso in esame, potrà
sopperire anche la piccola morsetta di corredo
dell’Unimat. Aperte le ganasce quanto basta
per introdurvi lo stampo preparato come sopra
con le due piastre affiancate alle ganasce della
morsa, agiamo sulla vite di comando forzando
le piastrine una contro l’altra fino a percepire
il piccolo scatto che segnala il distacco della
parte tranciata dal resto della lamiera e quindi
la conclusione della tranciatura.
Tolto lo stampo dalla morsa, potremo vedere la rondella tranciata nell’interno del foro
della matrice. Disgiunte le piastre mediante
un cacciavite, cacciamo dalla matrice con
una punta adatta la nostra prima rondella, che
certamente guarderemo con soddisfazione,
se lo stampo è stato costruito in modo accurato. In caso contrario, la rondella presenterà
qualche sbavatura, più o meno evidente a
seconda dei difetti dello stampo. Sbavatura
che si potrà eliminare con qualche colpo
di lima. Ripetendo l’operazione, infiliamo
nella spina del punzone il secondo foro della
strisciolina e ripetendo le altre operazioni
descritte otterremo poi la voluta serie di
rondelle.
Sul disegno sono annotate in forma
sintetica, dove necessarie, le tolleranze di
lavorazioni delle varie parti. Da quanto abbiamo detto, appare chiaramente che nello
stampo vi sono due accoppiamenti stabili e
un accoppiamento mobile: come utile esercizio, il lettore potrà, consultando le tabelle,
completare il grafico con le indicazioni
numeriche di tolleranza.
Osserviamo ora che il piccolo apparecchio
descritto è assai versatile. Abbiamo già osser-
vato che, cambiando solo la spina, possiamo
ottenere serie di rondelle con diversi valori del
diametro del foro, fermo restando, ovviamente
il diametro esterno; cambiando punzone e
matrice, ci si apre un campo sterminato di
possibilità.
Infatti, nel nostro caso, potremmo costruire
una serie di matrici con le medesime quote
esterne e foro ø 4 - ø 3,9 - ø 3,8 - ø 3,7 ... ø3
etc. etc. associate a una serie di punzoni con
diametri di testa ø 4 - ø 3,9 - ø 3,8 - ø 3,7 ... ø3
etc. etc. Non occorre altro per capire quanto si
possa ricavare da un modesto apparecchietto
di agevole costruzione.
Nella prossima puntata passeremo all’esame della costruzione di stampi più
impegnativi.Vogliamo aggiungere qui
un’osservazione: volendo ottenere pezzi pià
grandi di quelli costituiti da rondelle per
uso fermodellistico, l’ossatura qui descritta
potrebbe essere impiegata in qualsiasi caso:
basterebbe che il diametro del foro centrale
delle piastrine (in altre parole: dove va collocata la matrice) fosse commisurato alle
dimensioni della matrice stessa, che evidentemente per pezzi più ingombranti delle
rondelle dovrà avere dimensioni maggiori.
Ma non a nticipiamo.
(I - continua)
G.R.
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L’esperienza di ormai parecchi anni di esercizio con l’OCR (programma di lettura
dei testi) ci ha insegnato che, per non intralciare, anziché agevolare, il lavoro di
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