Studio del processo di trafilatura di fili di rame e modellazione analitica

Nel presente elaborato di tesi viene analizzato il processo di trafilatura effettuato su fili di rame ETP. Lo studio è stato effettuato in collaborazione con l'azienda ICEL s.c.p.a, leader nella produzione di cavi elettrici. Il processo viene effettuato tramite passate multiple su una moderna macchina trafilatrice multi-filo. Sulla macchina vengono trafilati in maniera continua 28 fili simultaneamente, effettuando su di ognuno 21 passate di riduzione della sezione. Partendo da vergelle a sezione circolare con diametro di 8 mm vengono prodotti fili con diametro di 0,205 mm. Viene descritta dettagliatamente la modalità di funzionamento a slittamento della macchina e ne viene fornita una modellazione cinematica per il calcolo delle velocità di processo. In seguito viene effettuata un'analisi approfondita delle tensioni di lavorazione che agiscono sul materiale durante l'intero processo, mettendo a confronto tre modellazioni differenti presenti in bibliografia: una modellazione sviluppata attraverso il metodo delle sezioni piane, la modellazione descritta da Roger N. Wright, e infine la modellazione sviluppata da B. Avitzur. Per ognuna delle tre modellazioni sono state effettuate diverse simulazioni creando fogli di calcolo mediante il software Windows Excel. In ogni simulazione è stato ipotizzato il progressivo usurarsi delle filiere attraverso la variazione del coefficiente d’attrito e delle dimensioni caratteristiche della zona di lavoro (rapporto di riduzione, semi-angolo di filiera, lunghezza di bearing). Dall’analisi dei dati e dal confronto finale delle diverse simulazioni è stato possibile lo sviluppo di una modellazione analitica del processo, mettendone in luce gli aspetti più critici e fornendo delle linee guida su quali potrebbero essere delle possibili soluzioni alle problematiche che insorgono durante la lavorazione di trafilatura lungo l’intera linea.