Come accennato in precedenza, in base alla temperatura di forgiatura, i processi di forgiatura possono essere classificati in forgiatura a caldo, forgiatura a caldo e forgiatura a freddo.
In base al meccanismo di formatura, la forgiatura può essere classificata in processi di forgiatura a stampo aperto,-a stampo chiuso,-a stampo chiuso, laminazione ad anelli e processi di forgiatura speciale.
1. Apri-Die Forging. Si riferisce a un metodo di lavorazione in cui semplici-strumenti generici-o le incudini superiori e inferiori di attrezzature per forgiatura-vengono utilizzati per applicare direttamente una forza esterna a un pezzo (billetta), provocandone la deformazione e quindi l'acquisizione della forma geometrica e della qualità interna desiderate. I pezzi fucinati prodotti utilizzando il metodo open-die sono conosciuti come *open-die forging*. La forgiatura-a stampo aperto viene utilizzata principalmente per la produzione di pezzi fucinati in piccoli lotti; martelli da forgiatura, presse idrauliche e attrezzature simili vengono utilizzati per modellare la billetta e produrre pezzi fucinati qualificati. Le operazioni di base coinvolte nella forgiatura a stampo aperto-comprendono la ricalcatura, l'imbutitura, la punzonatura, il taglio, la piegatura, la torsione, lo spostamento e la saldatura per forgiatura. La forgiatura a stampo aperto-viene invariabilmente eseguita utilizzando il metodo della forgiatura a caldo.
2. Forgiatura-a stampo chiuso. La forgiatura a stampo-chiuso è ulteriormente suddivisa in forgiatura a stampo-aperto-a stampo chiuso (con bava) e forgiatura a stampo-chiuso (senza flash). In questo processo, una billetta metallica viene sottoposta a deformazione compressiva all'interno della cavità di uno stampo di forgiatura di forma specifica per produrre un pezzo forgiato finito. La forgiatura a stampo chiuso-viene generalmente impiegata per la produzione di parti relativamente leggere ma necessarie in grandi volumi di produzione.
La forgiatura-a stampo chiuso può essere classificata in forgiatura-a stampo chiuso a caldo, forgiatura-a stampo chiuso a caldo e forgiatura-a stampo chiuso a freddo. La forgiatura a stampo chiuso a caldo e a freddo-rappresenta la direzione futura dello sviluppo di questa tecnologia e funge da indicatore del livello avanzato di competenza nella forgiatura.
In base al materiale utilizzato, la forgiatura-a stampo chiuso può anche essere classificata in forgiatura di metalli ferrosi, forgiatura di metalli non-ferrosi e formatura con metallurgia delle polveri. Come suggeriscono i nomi, i rispettivi materiali coinvolti sono metalli ferrosi (come l'acciaio al carbonio), metalli non-ferrosi (come rame e alluminio) e materiali derivanti dalla metallurgia delle polveri.
L'estrusione è generalmente classificata come una forma di forgiatura a stampo chiuso-e può essere ulteriormente suddivisa in estrusione di metalli pesanti ed estrusione di metalli leggeri.
La forgiatura-a stampo chiuso (senza flash) e il ribaltamento-a stampo chiuso rappresentano due processi avanzati nell'ambito della forgiatura-a stampo chiuso. Poiché non producono bava (materiale in eccesso), offrono un'elevata efficienza di utilizzo del materiale. I pezzi fucinati complessi possono spesso essere finiti in un'unica operazione o in un numero limitato di passaggi. Inoltre, l'assenza di bava riduce l'area portante effettiva-della forgiatura, diminuendo così il carico totale richiesto per il processo. Tuttavia, è fondamentale garantire che la billetta non sia soggetta a vincoli spaziali completi; a tal fine, è necessario esercitare un controllo rigoroso sul volume della billetta e sul posizionamento relativo degli stampi di forgiatura, incorporando anche una misurazione precisa della parte forgiata per ridurre al minimo l'usura degli stampi.
3. Anello che rotola. La laminazione degli anelli si riferisce alla produzione di parti anulari di vari diametri utilizzando attrezzature specializzate note come macchine per la laminazione degli anelli; viene utilizzato anche per produrre componenti a forma di ruota-come mozzi automobilistici e ruote ferroviarie.
4. Forgiatura speciale. La forgiatura speciale comprende vari metodi-tra cui la forgiatura a rulli, la-laminazione a cuneo incrociato, la forgiatura radiale e la forgiatura a stampo liquido-tutti particolarmente adatti-per la produzione di parti con geometrie specifiche e complesse.
Ad esempio, la forgiatura a rulli funge da efficace processo di pre-formatura che riduce significativamente la pressione di forgiatura richiesta nelle successive fasi di formatura; la laminazione-a cuneo incrociato viene utilizzata per produrre componenti quali sfere di acciaio e alberi di trasmissione; mentre la forgiatura radiale viene utilizzata per produrre pezzi fucinati su larga-scala, come canne di cannone e alberi a gradini.
Stampi per forgiatura
In base alla cinematica degli stampi di forgiatura, i processi di forgiatura possono essere ulteriormente classificati in forgiatura orbitale, forgiatura rotativa, forgiatura a rulli, laminazione a cuneo incrociato-, laminazione ad anello e laminazione obliqua. Le tecniche di forgiatura orbitale, rotativa e laminazione degli anelli possono essere utilizzate anche per operazioni di forgiatura di precisione. Per migliorare l'efficienza nell'utilizzo del materiale, la forgiatura a rulli e la laminazione a cuneo incrociato- vengono spesso utilizzate come fasi preliminari di lavorazione per pezzi allungati. Simile alla forgiatura-a stampo aperto, la forgiatura rotativa è un processo di formatura localizzato; il suo vantaggio principale è la capacità di ottenere la forma desiderata utilizzando forze di forgiatura significativamente inferiori rispetto alle dimensioni complessive del pezzo. In questi metodi di forgiatura localizzata-inclusa la forgiatura-a stampo aperto-il materiale scorre verso l'esterno dalle vicinanze della faccia dello stampo verso la superficie libera durante la lavorazione, rendendo intrinsecamente difficile mantenere un'elevata precisione dimensionale. Di conseguenza, utilizzando il controllo computerizzato per governare con precisione la traiettoria dello stampo e la sequenza del processo di forgiatura rotativa, diventa possibile produrre componenti complessi e di alta precisione-come una gamma diversificata di pale di turbine su larga scala-utilizzando forze di forgiatura relativamente inferiori.
Le attrezzature di forgiatura variano in termini di cinematica dello stampo e gradi di libertà. In base ai vincoli specifici che regolano la deformazione del materiale,-classificati nei quattro punti elencati di seguito,-le attrezzature per la forgiatura possono essere classificate nei seguenti quattro tipi distinti:
1. Tipo con forza-vincolata: presse idrauliche in cui il pistone (slitta) è azionato direttamente da cilindri idraulici.
2. Tipo con corsa quasi-vincolata-: presse idrauliche in cui il pistone è azionato tramite una manovella-idraulica-e un meccanismo di-biella-.
3. Corsa-Tipo vincolato: presse meccaniche in cui il pistone è azionato da un meccanismo comprendente manovelle, bielle e cunei.
4. Tipo con vincolo energetico: presse a vite e presse a frizione che utilizzano un meccanismo a vite per generare forza di forgiatura.
Per ottenere un'elevata precisione dimensionale, è necessario prestare particolare attenzione a evitare sovraccarichi nel punto morto inferiore (il punto più basso della corsa della mazza), nonché a controllare con precisione la velocità della mazza e la posizione della matrice. Questo perché tutti questi fattori influiscono sulle tolleranze, sulla precisione della forma e sulla durata dello stampo delle parti forgiate. Inoltre, per mantenere la precisione, è necessario prestare attenzione a misure quali la regolazione del gioco nelle guide di scorrimento, garantendo la rigidità strutturale, calibrando il punto morto inferiore e utilizzando meccanismi di azionamento ausiliari.
La diapositiva
Le slitte si distinguono anche per la modalità di movimento verticale e orizzontale-una caratteristica tipicamente impiegata nella forgiatura di parti sottili, nei processi che richiedono lubrificazione e raffreddamento specifici e nella produzione ad alta-velocità di componenti. Inoltre, l'uso di dispositivi di compensazione consente l'introduzione del movimento in direzioni aggiuntive. Date queste diverse configurazioni, la forza di forgiatura richiesta, la sequenza del processo, l'efficienza di utilizzo del materiale, la resa produttiva, le tolleranze dimensionali e i metodi di lubrificazione/raffreddamento differiscono tutti di conseguenza; questi fattori, a loro volta, sono determinanti chiave del livello complessivo di automazione.
