Politecnico di Milano
Corso di Laboratorio Progettuale di Disegno Assistito dal Calcolatore
Prof. Umberto Cugini
Anno Accademico 2009/2010

Scopo - La Trafilatura - La Bobina - Forze di trafilatura - Studio FEM - Conclusioni - Video - Contatti

LA TRAFILATURA

La trafilatura è un processo di deformazione plastica a freddo, nel quale il pezzo in lavorazione viene costretto da una forza di trazione a passare attraverso un utensile, chiamato filiera, di diametro via via decrescente fino al diametro desiderato, che ne riducono la sezione.

Questa lavorazione, che ha origini nel XI secolo, è oggi ampiamente utilizzata per la produzione di tubi, barre e fili, con notevole finitura superficiale e precisione dimensionale, per le più svariate applicazioni.

Questo processo avviene con sviluppo di calore che per evitare problemi al filo ed ai vari componenti della macchina a diretto contatto con esso, deve essere asportato.

Se il calore non venisse opportunamente asportato il filo, la filiera ed i vari componenti all’interno della macchina verrebbero soggetti a temperature assai elevate con conseguenze negative soprattutto per il filo stesso, che sarebbe sottoposto ad un trattamento termico non desiderato, e per la filiera, la cui durata dipende anche dalle temperature alle quali viene fatta funzionare.

Quindi per le macchine trafilatrici si deve prevedere un adeguato impianto di raffreddamento in modo da mantenere le temperature all’interno della macchina su livelli accettabili. 

Facendo un accenno alle macchine moderne il calore viene asportato tramite i seguenti modi;

Raffreddamento interno ad acqua.

All’interno delle bobine viene fatta circolare dell’acqua. Normalmente i flussi di calore hanno il verso opposto in modo tale da raggiungere una migliore efficienza di scambio termico. In molti casi per aumentare lo scambio termico si aumenta la superficie, parete interna della bobina, facendo un profilo a dente di sega.

Inoltre, andando a progettare il raffreddamento della bobina, bisogna tenere in considerazione i seguenti punti;

- Mantenere l'acqua in contatto con la parete interna della bobina

- Assicurare il costante ricircolo di acqua, far si di rimuovere l'acqua calda in favore dell'acqua fredda.

- Turbolenza, per massimizzare l'efficienza di raffreddamento

- Ottimizzare il consumo di acqua

- Minimizzare la manutenzione

Raffreddamento esterno ad aria.

Viene soffiata aria che, lambendo le bobine ed il filo stesso, asporta parte del calore sviluppato durante il processo. Per la ventilazione forzata si utilizzano normalmente ventilatori che inviano aria all’interno della macchina tramite opportune canalizzazioni poste generalmente sul retro della stessa e intorno alla bobina.

Raffreddamento delle filiere.

Questo calore è molto importante perché definisce gli effetti della temperatura superficiale e la funzione del film di lubrificazione. Esistono diversi modi con cui si raffredda la filiera. Il più comune è quello di andare a spruzzare direttamente sulle superfici esterne dell’utensile, quindi andando a raffreddare la filiera in modo diretto.

Ultima nota; in linea teorica per quanto riguarda la quantità di calore da asportare si considera che quasi tutta la potenza spesa per trafilare il filo si trasformi in energia termica. Valutazioni da prove sperimentali indicano che un 5-10% del calore viene dissipato nella filiera invece il restante 90-95% viene asportato dal blocco, di cui circa il 10% dalla ventilazione intorno al blocco.

Per quanto riguarda poi le portate di acqua ed aria esse devono essere regolabili in funzione della quantità di calore da asportare.

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