STAMPI

IL PEZZO

Si tratta di un elemento per connettore di piccole dimensioni (diametro 23,5 mm, lunghezza 22 mm) con innesto a baionetta a norma DIN 72508 (Norme Militari), destinato all’alimentazione della bobina di un’elettrovalvola. Per l’innesto, i connettori analoghi ma destinati ad applicazioni normali, dispongono di filettatura che, tuttavia, a causa delle vibrazioni cui le macchine sono esposte in servizio, hanno la tendenza ad allentarsi, comprometendo la sicurezza della connessione. Nelle applicazionimilitari è quindi previsto un attacco a baionetta con autoarresto, assolutamente stabile alle vibrazioni. Il nostropezzo è appunto di questo tipo e rappresenta uno dei due elementi del connettore, quello che va poi integrato nel corpo della bobina mediante sovrastampaggio. Nell’ambito dello stesso sovrastampaggio il pezzo è destinato a ricevere anche i “pin” metallici elettroconduttori e, allo scopo, presenta una serie di dettagli per l’ancoraggio all’elettromagnete e fissaggio dei vari dettagli sovrastampati.
La particolarità che ne fa un pezzo “difficile” è però l’elica a 3 principi per l’innesto a baionetta (elica visibile sulla parte destra del pezzo nella figura 1 di profilo) imposto dalle norme, la tripla cava elicoidale ha sezione rettangolare (ossia fianchi dritti) e presenta perciò ampie zone sottosquadra dipendenti dall’andamento elicoidale delle spire; detti sottosquadra assumono valore rilevante a seguito delle dimensioni relativamente grandi delle cave elicoidali e del passo dell’elica.Dato il materiale (PBT caricato col 30% di fibre vetro) e la sua durezza, i sottosquadra non sono separabili sfruttando l’elasticità del materiale e senza danneggiamenti del pezzo (che deve rispondere a precise tolleranze). Al di là di questo, il connettore – pur essendo di precisione e soggetto a rigoroso controllo di qualità – non presenta problemi di produzione.

LO STAMPO

L’attrezzo per produrlo è del tipo a due impronte, a iniezione diretta con un solo punto di iniezione per ogni impronta e distacco manuale della matarozza. Le difficoltà sopra accennate – i sottosquadra dovuti all’elica – hanno naturalmente condizionato lo stampo: per generare sul pezzo le eliche mantenendo minimo il sottosquadra, si è dovuto frazionare la matrice in ben 12 carrelli nella zona dell’elica, dove ciascun carrello genera solo uno “spicchio” di 30° del pezzo. Sia pure con una notevole complessità meccanica, l’azionamento dei carrelli si sarebbe potuto effettuare in direzione radiale (rispetto al pezzo) e assiale (rispetto ai carrelli stessi): questa soluzione avrebbe però comportato un ingombro radiale ancora più grande di quello – già notevole – corrispondente alla soluzione poi adottata. Poichè lo stampo – per ragioni di produttività – doveva essere a due impronte, la grande superficie occupata dal vasto e complesso azionamento avrebbe portato a uno stampo di dimensioni molto grandi e non compatibili con la pressa di destinazione. E’ stato quindi necessario adottare un azionamento assiale (rispetto al pezzo) basato su corsoi e guide coniche che, con il movimento di apertura/chiusura dello stampo, determinasse il desiderato movimento radiale dei 12 carrelli. Le particolarità notevoli di questo stampo sono due: la scelta di un azionamento assiale (trasformato in radiale mediante le guide coniche) e le difficoltà di generare queste ultime con elettroerosione a filo, come vedremo più avanti. Le dimensioni relativamente piccole del pezzo, insieme alla notevole complessità meccanica del sistema, hanno naturalmente comportato ulteriori difficoltà.

PROGETTO E COSTRUZIONE DELLO STAMPO

La difficoltà principale di questo attrezzo – ossia la generazione delle eliche per l’innesto a baionetta – ha rappresentato anche il punto critico del progetto. Trattandosi di connettore che veniva realizzato per la prima volta, non vi erano esperienze precedenti. E’ vero che molti altri connettori o raccordi vengono normalmente prodotti per innesto a baionetta, ma si tratta di componenti che rispondono ad altre Norme e caratterizzati da elica a fianchi inclinati (analogamente a una filettatura), cosa che permette di superare in partenza il problema del sottosquadra all’estrazione che abbiamo visto. Tra l’altro, l’analisi di questo fondamentale aspetto ha richiesto il passaggio a un differente tipo di software Cad: quello al momento in dotazione al costruttore dello stampo non permetteva infatti l’elaborazione di dettaglio di quel tipo di elica, l’analisi del sottosquadra da esso comportato e il calcolo automatico delle interferenze. Con l’adozione del software Cad/Cam I-Deas 8, ogni aspetto ha potuto invece essere analizzato e il caso risolto. Notevole poi anche la lavorazione mediante elettroerosione a filo per la generazione delle guide coniche necessaria per assicurare l’apertura/chiusura dei 12 carrelli nelle fasi di chiusura/apertura dello stampo: la grande cavità che questo complesso di guide comporta, nel taglio a filo da’ luogo a un corrispondente grosso nucleo che viene sì separato dal blocco di partenza ma che, a causa delle guide e delle controguide, non potrebbe venire estratto. Con l’ausilio del software Smart-Cam Advanced Wire Edm è stato quindi necessario studiare una procedura di lavorazione che permettesse non solo la generazione del voluto profilo conico, bensì anche la “divisione” del nucleo centrale residuo, ovvero la sua scomposizione in un certo numero di più piccoli pezzi estraibili singolarmente. Altro aspetto particolare è la generazione del profilo dell’elica sui già citati 12 carrelli. Allo scopo è stato necessario creare una “dima” di guida per il posizionamento degli stessi e per la loro lavorazione in elettroerosione a tuffo, in vettoriale. Oltre ai 12 carrelli per ogni impronta, lo stampo presenta altri due movimenti per la liberazione delle due cave visibili alla sinistra del pezzo. Con un totale di 14 movimenti per impronta e quindi 28 movimenti complessivi, questo stampo – date le sue dimensioni relativamente piccole (246 x 346 x 300 mm) risulta estremamente complicato, una vera macchina. Una terza particolare difficoltà è stata l’esigenza di non avere sul pezzo – e in particolare sulle eliche dell’innesto a baionetta – nessuna traccia delle divisioni tra i 12 carrelli: questa condizione è stata rispettata con una spinta precisione di lavorazione generale delle guide coniche e dello stampo nel suo insieme. Un aspetto particolare sono i “ganci” per determinare con sicurezza l’inizio dell’apertua dei carrelli nella fase di apertura dello stampo: i carrelli stessi sono sotto l’azione di molle che vengono compresse nella chiusura dell’attrezzo e che, alla sua riapertura, devono riportare i carrelli in posizione “aperta” così da liberare i pezzi. I ganci predetti hanno la funzione di vincere i forti attriti di spunto e di garantire quindi l’apertura dei carrelli sotto l’azione delle molle. Lo stampo opera con un tempo-ciclo di circa 25 secondi.