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Alesatore modulare di nuova generazione

Il sistema di alesatura modulare di nuova generazione Precimaster ™ Plus di Seco presenta oggi una nuova connessione ad alta precisione, testine in metallo duro integrale monouso e steli adatti a fori sia ciechi che passanti. Questi miglioramenti contribuiscono ad aumentare la velocità, stabilità e versatilità di alesatura con una lavorazione dei fori caratterizzata da maggiore precisione e convenienza, tolleranza delle dimensioni dei fori tra 15 e 25 micron e finiture superficiali comprese tra Ra 0,4 e Ra 0,8. La connessione brevettata del sistema garantisce cambi di testina rapidi e facili con ripetibilità di riposizionamento ed errore di concentricità inferiore ai 3 micron. Lo speciale sistema a tre spine assiali di trascinamento fa sì che la nuova connessione gestisca con facilità coppie di trasmissione elevate. Le forze di serraggio assiali interne guidano la testina nello stelo, creando un'interfaccia robusta e ad alta precisione. Precimaster Plus utilizza testine in metallo duro integrale monouso con diametri compresi tra 10 e 60 mm, montabili su quattro misure di codoli standard. I codoli sono disponibili nelle versioni corte, medie e lunghe utilizzate, rispettivamente, per condizioni di disimpegno limitate, profondità dei fori comuni e fino a 10 x D. Le testine in metallo duro integrale monouso, rispetto alla tradizionale tecnologia con punta brasata, consentono un maggiore numero di denti a parità di diametro della testina per avanzamenti più rapidi del 30%. Il metallo duro integrale, inoltre, prolunga fino al 30% la durata dell'utensile, offre una maggiore stabilità sui materiali più tenaci e consente di realizzare sistemi con un miglior rapporto qualità/prezzo. Per il controllo e la gestione dei trucioli, gli steli degli alesatori Precimaster Plus possono essere dotati di diversa adduzione refrigerante in funzione del tipo di foro, cieco o passante. Le uscite di refrigerante frontali sul corpo dell'utensile forzano la risalita del truciolo lungo le eliche della testina espellendolo dal foro cieco, mentre l'adduzione di refrigerante interna standard spinge ed evacua frontalmente il truciolo per un'alesatura efficiente dei fori passanti. In più, Precimaster Plus si caratterizza per tre geometrie di imbocco che consentono avanzamenti universali ed elevati oltre a ottime operazioni di finitura. Offre anche cinque qualità di testina in metallo duro rivestito, non rivestito e cermet, garantendo in questo modo prestazioni eccezionali in un'ampia gamma di materiali lavorati.

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La dentatura degli ingranaggi con coltello circolare

La lavorazione mediante coltelli circolari a fissaggio meccanico, con l’appropriata qualità inserto, non solo fornisce una maggiore produttività ma garantisce anche reattività, flessibilità e tempi di consegna più brevi. Sebbene i coltelli circolari integrali in HSS offrano una maggiore accuratezza e precisione in finitura, le soluzioni a inserto migliorano la produttività nelle operazioni di sgrossatura, pre-rettifica e pre-sbarbatura. Seco produce una gamma di coltelli circolari ad inserti a partire da M4 fino a M12.

di Alessandro Manta 

febbraio 2015

Così come la dentatura con creatore, anche la dentatura a coltello è un processo di tipo generativo, dove il coltello circolare si comporta essenzialmente come un pignone, ma con dei taglienti al posto dei denti. La generazione dei denti dell’ingranaggio avviene mediante la rotazione dell’utensile in reciproco contatto con il componente da dentare. In questa tipologia di lavorazione, il coltello circolare è montato sulla testa del mandrino utensile e il semilavorato è posizionato sulla tavola porta-pezzo.
L’asse del coltello è parallelo all’asse del componente da dentare e l’utensile, mentre è in movimento alternato lungo il suo asse, avanza gradualmente nell’ingranaggio. Utensile e semilavorato ruotano lentamente mantenendo lo stesso passo circolare, l’utensile entra ed esce lavorando lungo il suo asse e progressivamente genera i denti dell’ingranaggio. L’avanzamento radiale continua fino a quando l’utensile ha raggiunto la profondità di taglio stabilita, dopodiché l’avanzamento radiale viene portato a zero ed una rotazione completa di 360° del particolare in lavorazione consente il completamento della generazione della forma desiderata dei denti.
Nelle dentatrici a coltello, l’utensile asporta durante la corsa di lavoro (normalmente dall’alto verso il basso), si stacca dal semilavorato e conclude il ciclo di lavoro con la corsa di ritorno. In sostanza, la dentatrice a coltello ha un moto del tutto simile a quello generato dal glifo oscillante di una stozzatrice (piallatrice o limatrice) ed ecco
perchè questa particolare macchina dentatrice è anche chiamata stozzatrice a coltello circolare, mentre la lavorazione di dentatura a coltello si può definire come stozzatura ad inviluppo.

Caratteristiche delle dentatrici a coltello e metodologie di avanzamento
Nel corso degli anni, la struttura delle macchine è stata migliorata per garantire maggiore rigidità e una più elevata capacità di smorzare le vibrazioni date dal movimento alternato del mandrino utensile e dal suo impatto con il pezzo. Sul mercato vi sono macchine meccaniche tradizionali che ancora lavorano bene, ma la maggior parte delle nuove macchine utilizza mandrini elettromeccanici o idromeccanici (a gioco ridotto) e, per la generazione di ingranaggi elicoidali, con teste a guida meccanica o a guida elettronica ad azionamento diretto.
Con macchine convenzionali, è normalmente possibile utilizzare solo due metodologie di avanzamento: l’avanzamento radiale con o senza moto di rotazione.
L’avanzamento radiale senza moto di rotazione è un approccio tradizionale, dove l’avanzamento radiale è dato fino al raggiungimento della profondità di taglio desiderata, senza moto di rotazione dell’utensile e del pezzo in lavorazione. Questo metodo si utilizza principalmente per evitare collisioni nella lavorazione di ingranaggi interni e per esigenze particolari, ma un solo dente di taglio genera un truciolo di grandi dimensioni ed è soggetto a sforzi di taglio superiori e quindi ad una usura precoce.
Nella metodologia con moto di rotazione, l’avanzamento radiale è dato fino al raggiungimento della profondità di taglio desiderata, con un moto di rotazione dell’utensile e del pezzo in lavorazione. Come il precedente, anche questo è un approccio tradizionale, ma in questo caso la profondità di taglio è raggiunta attraverso un breve percorso a spirale. Su macchine tradizionali, la lunghezza del percorso a spirale non può essere modificata e dipende dall’avanzamento di generazione con un rapporto definito dal costruttore della macchina utensile.
Con le macchine moderne sono invece possibili ulteriori metodologie di avanzamento. Una di queste è la metodologia a spirale con avanzamento radiale costante: a differenza dei metodi precedenti, la macchina è in grado di gestire la lunghezza del percorso a spirale dando un avanzamento radiale continuo e uniforme fino al raggiungimento della profondità di taglio desiderata e dopo diverse rotazioni del pezzo in lavorazione.
Ciò è possibile grazie a due avanzamenti distinti ed indipendenti: radiale e di generazione. Questa metodologia può essere applicata su macchine moderne, ma non necessariamente con controllo numerico: il volume del truciolo asportato aumenta con l’aumentare della profondità di taglio, con spessore truciolo meno uniforme e usura irregolare.
Con la metodologia a spirale con avanzamento radiale degressivo, sulle più recenti macchine a controllo numerico, oltre a poter gestire due avanzamenti distinti e indipendenti (radiale e di generazione), è anche possibile impostare un avanzamento radiale finale minore dell’avanzamento radiale iniziale. In questo modo l’avanzamento radiale diminuisce progressivamente durante il taglio fino al raggiungimento della profondità di taglio desiderata, e il volume del truciolo rimosso risulta pressoché costante, con uno spessore truciolo più uniforme e un’usura più regolare.

Le caratteristiche distintive dei coltelli circolari
I coltelli circolari possono essere utilizzati per la lavorazione di ingranaggi sia interni che esterni, compresi ingranaggi cilindrici a denti diritti ed elicoidali, profili scanalati e cremagliere. In riferimento ai soli ingranaggi esterni, uno dei vantaggi della dentatura a coltello è la possibilità di generare denti vicini a uno spallamento o a spina di pesce (doppia elica), non possibili con la dentatura a creatore o con frese a disco profilate. Con questa tecnologia è possibile lavorare parzialmente (solo smusso) o completamente (smusso e diametro esterno) la testa del dente e creare profili protuberati con o senza raggio di fondo.
Le più comuni tipologie di coltelli circolari sono con codolo e a disco. La tipologia con codolo può presentare una rastremazione per poter accedere all’interno di fori di piccolo diametro o per aggirare spazi ristretti del componente in lavoro, mentre la tipologia a disco è la più comune in quanto offre una maggiore rigidità consentendo carichi di taglio maggiori.
Oggigiorno, se si escludono gli ingranaggi con modulo inferiore a M4, dove si potrebbero utilizzare, senza gravare sui costi, coltelli circolari in metallo duro integrale, normalmente si utilizzano coltelli circolari in acciaio super rapido (HSS). Comunque, persino con rivestimenti di ultima generazione, le prestazioni dell’HSS sono ancora simili a quelle del secolo scorso in quanto lavorano con basse velocità di taglio e con durate limitate.

Le nuove soluzioni con inserti in metallo duro a fissaggio meccanico
Per sopperire alle limitazioni dell’HSS, sono state sviluppate nuove soluzioni con inserti in metallo duro a fissaggio meccanico che offrono tempi di taglio ridotti e maggiori durate. Sebbene i coltelli circolari integrali in HSS offrano una maggiore accuratezza e precisione in finitura, le soluzioni a inserto aumentano l’efficienza economica e migliorano la produttività nelle operazioni di sgrossatura, pre-rettifica e pre-sbarbatura. Gli inserti normalmente offrono più taglienti, riducendo ulteriormente i costi. Vengono inoltre eliminate tutte le operazioni di riaffilatura e rivestimento tipiche degli utensili integrali in HSS, a fronte di una rapida sostituzione degli inserti. È anche possibile la finitura su ingranaggi per i quali non siano richieste precisioni elevate.
Queste nuove soluzioni con inserti in metallo duro a fissaggio meccanico sono vantaggiose a partire da moduli M4-5 e, con le attuali macchine utensili, si può operare in tutta sicurezza fino a moduli M10 o poco oltre.
Seco, da anni impegnata nella progettazione e produzione di utensili per ingranaggi, produce una gamma di coltelli circolari ad inserti a partire da M4 fino a M12, offrendo i seguenti benefici: produttività da 2 a 6 volte superiore rispetto all’attuale tecnologia di coltelli in HSS; disponibilità di inserti in qualità di metallo duro universale, per lavorare una vasta gamma di materiali (da acciai al carbonio ad acciai legati, ghisa grigia e sferoidale); disponibilità di inserti in qualità dedicate, per ottimizzare la lavorazione di materiali specifici; corpo fresa realizzato in acciaio svedese speciale, specifico per utensili, bonificato e temprato per garantire una lunga durata delle sedi inserto; possibilità di utilizzare lo stesso corpo fresa per una serie di profili simili, semplicemente montando l’inserto con il profilo desiderato (es. Din 3972/III senza e con protuberanza), per una produzione maggiormente flessibile.
Seco offre una vasta gamma di forme utensili e connessioni, per la maggior parte di coltelli a disco (DIN 1825) e a campana (DIN 1826).

Notevole incremento di produttività senza bisogno di nuovi investimenti
In questo settore, molte aziende utilizzano ancora macchine utensili tradizionali; per soddisfare le richieste del mercato, i costruttori di ingranaggi sono costretti ad aggiornare le proprie macchine, rinnovando quelle vecchie oppure acquistandone di nuove. Viceversa, utilizzando un coltello circolare Seco a fissaggio meccanico, è possibile aumentare la produttività fino a 6 volte, mantenendo le attuali dentatrici a coltello tradizionale o CNC, senza alcun investimento in nuove macchine.
Apparentemente gli utensili tradizionali in HSS possono sembrare più vantaggiosi, in quanto più economici; tuttavia nel lungo termine comportano un costo finale per componente più elevato. Nel caso di piccoli lotti possono ancora rappresentare una buona soluzione, ma utilizzarli per tutte le applicazioni non è consigliabile. In parecchi casi, la lavorazione mediante coltelli circolari a fissaggio meccanico, con l’appropriata qualità inserto, non solo fornisce una maggiore produttività ma garantisce anche reattività, flessibilità e tempi di consegna più brevi, rendendo i loro utilizzatori più vicini all’attuale mercato nevrotico.

Una tecnologia che risale al 1897
Nel 1897, Edwin R. Fellows progetto, costruì e brevettò un nuovo tipo di dentatrice a coltello ed il relativo utensile. La sua azienda divenne una delle principali realtà nel settore della lavorazione degli ingranaggi e le sue macchine diedero un vitale contributo per la produzione di massa di trasmissioni funzionali ed affidabili per la nascente industria automobilistica, tanto che il nome Fellows era, ed a volte è ancora, sinonimo dell’utensile e della tecnologia di lavorazione degli ingranaggi mediante dentatrice a coltello circolare.

(Alessandro Manta è Specialista Tecnico Internazionale - Trasmissioni di potenza presso Seco Tools)







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Valvole proporzionali in anello aperto

Atos presenta una gamma completa di valvole proporzionali in anello aperto comprendente: servoproporzionali AES con driver integrato (elevate prestazioni); valvole proporzionali ZE, in anello aperto con regolatore plug-in E-MI-AS.
Le valvole ZE sono una soluzione competitiva e affidabile, con prestazioni standard, ricoprimento positivo o negativo e una buona dinamica quando utilizzati in accoppiamento a regolatori digitali plug-in E-MI-AS, l’alternativa semplificata rispetto alle valvole AES.

febbraio 2014

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