LAVORAZIONI

Come si eseguono i denti degli ingranaggi?

Nozioni di base sugli utensili usati nella costruzione degli ingranaggi cilindrici
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© Moreno Soppelsa | www.microstockpoint.com

Alcune informazioni fondamentali sugli utensili che si impiegano nella costruzione degli ingranaggi cilindrici. Si tratta di nozioni di base, pensate per i tecnici che iniziano la loro attività in questo settore e per coloro che vogliono ampliare le loro conoscenze nel settore della lavorazione degli Ingranaggi.

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Anche chi non è direttamente coinvolto nell’esecuzione degli ingranaggi, è importante che si renda conto di come sono fatti gli utensili impiegati e quali sono le problematiche che si possono presentare nelle pricipali lavorazioni.

Pensiamo, per esempio,  ai progettisti e ai collaudatori; essi devono sapere quale è il metodo più economico e preciso per eseguire una ruota dentata e quali sono i parametri fondamentali da controllare in ogni operazione.

Esistono molti metodi per eseguire i denti degli ingranaggi e si utilizzano molti tipi di utensili diversi tra loro sia nella loro struttura che nel modo di lavorare.

La scelta del metodo più adatto dipende da molti fattori, come la geometria stessa dell’ingranaggio, il numero di pezzi da eseguire, la precisione richiesta, le macchine disponibili, ecc.

Recentemente, grazie alla sinergia tra nuovi utensili, nuovi software e macchine estremamente flessibili, sono possibili nuovi metodi di lavorazione che ampliano ancora di più le possibilità di scelta.

Per prima cosa dobbiamo fare una carrellata sui principali tipi di utensili indicando brevemente quando si utilizzano; in seguito approfondiremo la loro conoscenza.

Creatore

Fig. 1 – Creatore.

È il sistema più usato perché più veloce, più economico e più preciso. Ha però alcune importanti limitazioni, come per esempio quella che non si può usare per ingranaggi interni e per quelle dentature che sono vicine a spallamenti o ad altri ingranaggi.

Coltello stozzatore

Fig. 2 – Coltelli stozzatori.

Quando il creatore non si può usare perché ci sono degli impedimenti che non permettono il completamento della corsa, si usa generalmente il coltello stozzatore. È un metodo più lento e anche un po’ meno preciso della dentatura con creatore, però ha altri vantaggi, come quello importante che può essere usato sia per ingranaggi esterni che interni.

Fresa di forma

Fig.3 – Moderna fresa di forma a inserti (Fonte: Sandvik Coromill).

Probabilmente è il metodo più antico e più intuitivo in quanto si usa una fresa con profilo uguale a quello del vano che si vuole generale. È un processo discontinuo perché si esegue un dente alla volta. Naturalmente è molto lento e si utilizza per piccole e piccolissime serie.

Recentemente però, grazie a nuovi utensili molto efficienti montati su centri di lavoro a controllo numerico questo metodo ha assunto più importanza, specialmente per ingranaggi di modulo grande.

Cremagliere e rulli

Questi sono metodi di lavorazione per deformazione plastica dell’acciaio e quindi non si ha asportazione di trucioli.

Il pezzo viene compresso e fatto rotolare tra due cremagliere dentate rettilinee o tra due o tre rulli cilindrici anch’essi dentati che imprimono sulla circonferenza esterna i denti.

Il metodo viene usato per ingranaggi di piccolo modulo, quasi sempre con denti ribassati e sul alberi scanalati. È un sistema particolarmente veloce che necessita di macchine dedicate ed è usato per grandi produzioni.

Rulli Grob, matrici e punzoni Felss

Le rullatrici Grob utilizzano due piccoli rulli aventi il profilo uguale a quello da ottenere sull’albero, che vengono premuti radialmente e progressivamente sulla parte da dentare fino a ottenere il profilo voluto. (fig. 4).

Fig.4 – Coppia di rulli Grob.

Questo sistema di dentatura di scanalati, è molto rapido e quindi poco costoso; garantisce una costanza dimensionale del prodotto e inoltre rende la dentatura più resistente a causa dell’incrudimento che il materiale subisce.

Fig. 5 – Matrice Felss per dentature esterne.

Più innovativa e molto più veloce è la tecnologia Felss applicata agli alberi scanalati esterni e a scanalature interne.

Si tratta di una matrice o di un punzone in metallo duro ricoperti con TiN (o con altri film) che vengono premuti assialmente sulla estremità dell’albero o del foro da dentare. (figg. 5 e 6).

Fig. 6 – Punzone Felss per dentature interne.

L’azione di penetrazione della matrice e del punzone sul materiale avviene gradualmente per impulsi, facilitata da un imbocco conico e utilizzando forze molto elevate: anche di 700 kN.

Altri metodi per eseguire dentature

Le dentature si possono eseguire con altri metodi che vengono scelti in base alle esigenze di precision e di resistenza, al volume di produzione richiesto, alle macchine disponibili ecc.

Due metodi molto recenti sono:

utilizzo di frese standard cilindrico frontali o con altri profili (frese a candela) su centri di lavoro. si possono eseguire ingranaggi anche molto grandi;

utilizzo di frese a disco lavorando su centri di lavoro con il metodo di inviluppo (di generazione); tecnologia presentata recentemente dalla Sandvik e denominata invomilling.

Altri di metodi, più antichi sono:

la sinterizzazione, partendo dalle polveri di acciaio (o di altro materiale);

lo stampaggio a caldo o a freddo.

Come si può capire da questo breve riassunto, gli argomenti che si potrebbero trattare sono molti e questo limitandoci solo al settore degli ingranaggi “normali”. Ma esistono dentature con moltissimi profili e persino ingranaggi non circolari.

Molti di questi argomenti sono già stati trattati nella rivista Organi di Trasmissione, ma, come si è detto, lo scopo della presente rubrica mensile è quello di fornire le informazioni fondamentali, affinché chi inizia a interessarsi a questo settore possa farsi una idea generale dell’argomento.

In un prossimo articolo inizieremo a descrivere il creatore, utensile che si trova in tutte le officine che producono ingranaggi.

 

2 Commenti

    • Gentile Signor Bernuzzi,

      La ringrazio per l’interesse mostrato verso la nostra rivista Organi di Trasmissione.
      Per avere maggiori informazioni sul metodo per dentare gli ingranaggi, può direttamente contattare l’autore dell’articolo, il dott. Gianfranco Bianco, esperto in materia.

      Bianco Gianfranco
      e-mail: franco@gianfrancobianco.com
      http://www.gianfrancobianco.com

      Saluti cordiali

      Anna Bonanomi
      redazione

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