KAPP-NILES: piccola dimensione con grande potenziale

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Mole a vite di piccolo diametro.

Rettificare a vite con mole ravvivabili è eccezionalmente produttivo. Pezzi con spallamenti, come per esempio dentature contigue su alberi, sono fortemente limitati nella rettificatura convenzionale. Nel caso non si volessero utilizzare metodi a tempi lunghi, come la rettificatura a profilo con mole piccole o l’honing, ciò è ora possibile con un sistema definito tra ravvivatore, mola e macchina.

Mole a vite di piccolo diametro.

La rettificatura con mole ravvivabili è un processo in atto nella lavorazione di serie. Sebbene i tempi di ravvivatura appensantiscano i vantaggi, le velocità di taglio tra 63 e 80 m/s si usano per l’alta produttività. Si utilizzano mole a vite con diametro 300 mm con giri tra 5.000 e 7.500 g/min. Le macchine sono predisposte per tale scopo. Il grosso diametro della mola crea problemi in presenza di spallamenti perché la mola necessita di oltre corse, cioè più spazio in prossimità della dentatura. Esempio tipico sono le sedi cuscinetti o un‘altra dentatura in prossimità di quella da rettificare. Si può utilizzare però una mola di piccolo diametro ma in presenza dello stesso massimo numero di giri diminuisce la velocità di taglio. Per tale soluzione le macchine standard in uso sono deficitarie nell’uso di mole piccole e non possono rettificare senza collisioni i pezzi di piccolo diametro a causa della distanza assi necessaria. Rettificatrici a vite convenzionali utilizzano mole con diametri 170-200 mm e di conseguenza il produttore di pezzi critici deve utilizzare soluzioni meno produttive.

Spallamenti rettificati convenzionalmente

Il metodo abituale di rettificatura di dentature con spallamenti critici è la rettificatura a profilo discontinua oppure l’honing. Entrambi sono utili per pezzi complicati ma non sono produttivi ed economici come la rettificatura a vite per generazione. Solo mole a profilo con diametro ridotto di 30-50 mm potranno essere utilizzate non avendo necessità di una oltre corsa come quella per le mole a vite. Il metodo ha lunghi tempi accessori. Una alternativa è l’honing, metodo che rotola il profilo della mola con il profilo della dentatura provocando di conseguenza l’asportazione del materiale. La velocità di taglio dell’honing, come metodo, è molto limitata e richiede alte forze di taglio. Per dentature con modulo grosso o grossa fascia dentata questo metodo non è ideale perché le forze che si creano nel processo sarebbero troppo elevate. Nonostante questo svantaggio i produttori di grosse serie devono utilizzare entrambi i metodi. La rettificatura a vite di dentature con spallamenti critici necessita della disponibilità di rettificatrici per dentature specifiche. In particolare le necessità dinamiche delle mole e dei mandrini porta pezzo erano troppo elevate. Nel frattempo vi sono nuovi sviluppi sul mercato che coprono questa mancanza.

Fig. 1 – Rettificatura a vite di ruota dentata con interferenza, in questo caso con dentatura.

Rettificatura a vite con mole piccole

Adatte alla rettificatura a vite di dentature con spallamenti critici sono le nuove macchine KX 160 TWIN e KX 260 TWIN sviluppate da KAPP NILES. Grazie all’elevata velocità del mandrino porta mola vengono rettificate per la prima volta dentature che richiedono mole a vite di diametro 55 mm. In collegamento con la massima possibile larghezza mola di 180 mm si possono realizzare, nella produzione di serie, le aspettative qualitative, i tempi e i costi richiesti. Thomas Nitzsche, responsabile del progetto in KAPP NILES spiega: «Un tipico mandrino porta mola gira con max. 7.500 giri/min. Per la stessa velocità di taglio serve, a seconda del diametro, una mola di piccole dimensioni con 25.000 giri/min e si creano forze molte differenti rispetto alle macchine tradizionali. Anche il pezzo deve girare più velocemente in accoppiamento. Noi abbiamo un vantaggio iniziale: le macchine KAPP NILES hanno 5.000 giri/min sulla tavola portapezzo già come standard.»

Con le elevate forze lo sviluppatore si è trovato anche inusuali necessità: ogni mola necessita di un attacco stabile e che il porta mola sia velocemente scambiabile e che permetta l’inserimento dei sensori; con il sensore di vibrazioni la macchina riconosce se il pezzo e la mola e la mola e il ravvivatore hanno il contatto. Avviene così il bilanciamento automatico in macchina grazie all’ integrazione nella spina porta mola.

Ridotti tempi accessori grazie al mandrino porta pezzo

Per ampliare ulteriormente la produttività, il concetto macchina contiene due mandrini porta pezzo identici che sono posti uno di fronte all’altro su una tavola tonda. In parallelo alla lavorazione di un pezzo l’altro mandrino viene scaricato/caricato e il nuovo pezzo viene fasato. Ciò riduce i tempi accessori al minimo. La macchina è adatta per pezzi con dentature esterne diritte o elicoidali. Con un sistema di misurazione in macchina opzionale si definiscono i valori del profilo, elica, divisione e misura cordale. Nuovamente Thomas Nitzsche: «Con entrambe le rettificatrici raggiungiamo elevati volumi produttivi nella grande serie e nella serie di dentature con elevati livelli qualitativi. A tale scopo per noi fu importante applicare tutte le opportunità per elevare la produttività. Naturalmente le macchine che utilizzano le mole di piccolo diametro possono utilizzare mole di diametro maggiore fino 200 mm e realizzare rettificature economiche su pezzi senza spallamenti.» In comparazione con la rettificatura a profilo con mole CBN, queste macchine danno vantaggi. La parte seguente chiarirà meglio questo concetto.

Fig. 2 – Esempio di dentatura con uscita in sede cuscinetto.

Mole a vite piccole in comparazione diretta

Dr. Sergiy Grinko, anche lui operante nel reparto sviluppi tecnologici in KAPP NILES presenta due tipici casi applicativi: «Se due dentature sono posizionate su un asse con breve distanza tra loro, viene a mancare il normale spazio di oltre corsa per la mola a vite. Rimane così solo la mola a profilo oppure l’uso di una mola a vite di piccolo diametro.» Un’applicazione tipica è illustrata in figura 1. Sergiy Grinko ha calcolato per un cliente il tempo di rettificatura, il risultato è: con una mola in CBN non ravvivabile serve un tempo macchina di 5,4 minuti; con una mola a vite ravvivabile solo 2,9 minuti con un intervallo di ravvivatura ogni 25 pezzi. Un ulteriore esempio è una dentatura vicina a una sede cuscinetto (figura 2). Aggiunge e conclude Grinko: «In una dentatura normale il diametro del piede è maggiore del diametro della sede cuscinetto. In alcuni casi si ha l’inverso. Nella pre-lavorazione il creatore entra nella sede cuscinetto. Per questa ragione una mola vite convenzionale non è utilizzabile. Anche in questo caso una mola a vite piccola fa risparmiare tempo: in questo esempio la mola a profilo in CBN ha un tempo macchina di 1,8 minuti rispetto ai 1,2 minuti della mola a vite ravvivabile. L’intervallo di ravvivatura è di 74 pezzi. Giustamente le mole a vite di piccolo diametro servono all’aumento di produttività e sono più che una alternativa alla rettificatura a profilo discontinua e all’honing.»

Per maggiori informazioni: info@kapp-niles.comwww.kapp-niles.com

Traduzione italiana a cura di Daniele Barbirato, Bitek srl – Agente Italia di KAPP NILES.

 

 

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