Ricalcatura
La ricalcatura è una delle operazioni fondamentali della formatura massiva dei metalli, che consente di ottenere pezzi con un aumento locale della sezione trasversale. L'essenza del processo è che il pezzo viene compresso in direzione assiale e il metallo si ridistribuisce lateralmente, riempiendo la cavità dello stampo. In questo modo si formano ispessimenti, flange, collari e transizioni a gradino su particolari a stelo.
Essenza del processo
La ricalcatura si basa sul flusso plastico del metallo sotto compressione. Il pezzo viene bloccato in una matrice divisa, dopo di che l'estremità libera viene sottoposta a compressione assiale da un punzone. Sotto la forza applicata, il metallo fluisce radialmente e riempie la cavità di formatura dell'utensile. Il risultato è un pezzo con l'ispessimento richiesto, mentre la massa del pezzo rimane invariata.
Uno dei limiti principali dell'operazione è il rapporto tra la lunghezza ricalcata e il diametro del pezzo originale. Nella ricalcatura a freddo, in una sola passata si ricalca di norma una sezione non superiore a 2,5–3 diametri. Se è richiesto un ispessimento maggiore, il processo viene suddiviso in più passate successive con formatura intermedia.
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Attrezzature
La ricalcatura viene eseguita su diversi tipi di attrezzature:
- Ricalcatrici orizzontali con matrice divisa.
- Presse per ricalcatura a una o più posizioni.
- Ricalcatrici a freddo per la produzione di massa di elementi di fissaggio.
- Presse per stampaggio a caldo.
La scelta dell'attrezzatura dipende dalle dimensioni del pezzo, dalla precisione richiesta e dal volume di produzione. Le ricalcatrici a freddo offrono alta velocità e tolleranze minime, mentre le presse per ricalcatura a caldo consentono di lavorare pezzi di grande sezione.
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Ricalcatura a caldo e a freddo
La ricalcatura può essere eseguita sia a freddo sia a caldo. Ogni variante ha le sue peculiarità.
- Ricalcatura a freddo: alta precisione, superficie pulita, incrudimento del metallo, scarti minimi.
- Ricalcatura a caldo: minore resistenza alla deformazione, lavorazione di pezzi di grandi dimensioni, necessità di considerare la calamina e la successiva rifilatura.
La ricalcatura a freddo è impiegata principalmente per la produzione di elementi di fissaggio e particolari di precisione, mentre quella a caldo per fucinati di forma complessa e grandi prodotti flangiati.
Pezzi tipici e applicazioni
La ricalcatura è ampiamente utilizzata nell'industria per la produzione di particolari con ispessimenti:
- Bulloni, viti, rivetti, prigionieri.
- Alberi con transizioni a gradino.
- Flange, collari, ispessimenti anulari.
- Semilavorati per successiva lavorazione meccanica.
I principali settori di applicazione sono automotive, produzione di elementi di fissaggio, meccanica e attrezzature per petrolio e gas.
Vantaggi
- Risparmio di materiale grazie alla ridistribuzione anziché alla rimozione del metallo.
- Migliore struttura del metallo grazie al flusso plastico.
- Elevata produttività nella produzione in serie e di massa.
- Possibilità di ottenere semilavorati precisi con minimo margine per la lavorazione meccanica.
Relazione con altre operazioni
La ricalcatura appartiene alla classe Bulk metal forming. L'operazione viene spesso eseguita insieme a Heading — la formatura di una testa all'estremità di un pezzo a stelo. La ricalcatura può anche essere seguita da rifilatura (Trimming) e calibrazione (Calibrating) per ottenere dimensioni precise.
Domande frequenti
- Qual è la differenza tra ricalcatura e compressione? La compressione è un concetto generale di compressione assiale di un pezzo, mentre la ricalcatura è un caso speciale con aumento locale della sezione.
- Quali materiali vengono lavorati? Acciai al carbonio e legati, leghe di alluminio e rame, acciai inossidabili.
- Quali tolleranze sono raggiungibili nella ricalcatura a freddo? La precisione dipende dall'attrezzatura, ma consente di ottenere semilavorati con margine minimo per la lavorazione meccanica.