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Monday, 18 Dicembre 2017
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Semaforo verde per la tornitura accelerata nel settore automotive

CoroTurn Prime in azione: poiché il taglio avviene lontano dallo spallamento, non sussiste il rischio di intasamento da truciolo. CoroTurn Prime in azione: poiché il taglio avviene lontano dallo spallamento, non sussiste il rischio di intasamento da truciolo.

La tecnologia PrimeTurning™ di Sandvik Coromant ha tutte le carte in regola per cambiare il regolamento del gioco nel campo della tornitura di componenti in acciaio con volumi di produzione elevati. Questa tecnologia, infatti, non consente solo di risolvere molte delle problematiche più comuni che devono affrontare le case automobilistiche e i loro fornitori, ma offre anche numerosi vantaggi in termini di concorrenzialità.

di Håkan Ericksson

Settembre 2017

La tornitura di acciaio riveste un ruolo di primaria importanza in molte applicazioni del settore automotive, come la produzione di alberi di trasmissione e manicotti del cambio, flange ed estremità degli alberi a gomiti dei motori, per fare qualche esempio. Oppure la produzione di mozzi, di componenti dei giunti omocinetici e pignoni, per citarne altri. In un mercato notoriamente competitivo come quello automobilistico, la produzione di tutti questi componenti deve soddisfare un’esigenza comune: incrementare al massimo la produttività senza scendere a compromessi in termini qualitativi. La domanda è: come ottenere questo risultato? La tornitura è una metodologia ormai matura, che è stata utilizzata ormai da decenni senza che siano avvenuti importanti salti di qualità. Sicuramente i costruttori hanno introdotto macchine più rigide offrendo soluzioni di bloccaggio del pezzo e utensili da taglio sempre migliori, ma la metodologia di tornitura di per sé non si è evoluta. In pratica, la tornitura è diventata un collo di bottiglia rispetto a molti altri processi produttivi che hanno fatto progressi più rapidi. La tecnologia PrimeTurning™ sviluppata da Sandvik Coromant rappresenta una nuova metodologia di tornitura in grado di aumentare in maniera significativa i dati di produttività rispetto ai risultati che è possibile ottenere con i metodi attuali. Diversamente dalla tornitura longitudinale di tipo tradizionale, la strategia PrimeTurning permette all’utensile di penetrare nel componente in corrispondenza del mandrino, asportando il materiale in direzione opposta: lavorando “in tirata” è possibile utilizzare un angolo di registrazione più piccolo, il che a sua volta offre notevoli vantaggi sul piano della produttività. Gli operatori esperti sono consapevoli del fatto che con angoli di registrazione piccoli è possibile lavorare con velocità di avanzamento maggiori, ma con la tornitura tradizionale sono obbligati a usare angoli di 90° circa per raggiungere lo spallamento ed evitare i trucioli lunghi e ricurvi che normalmente si producono con angoli di registrazione piccoli. Con il nuovo processo invece è possibile raggiungere perfettamente lo spallamento e lavorare con angoli di registrazione di 25-30°, con un controllo truciolo ottimale e mantenendo invariate le tolleranze. Naturalmente, alcune officine meccaniche hanno già provato a tornire dal mandrino all’estremità del pezzo con angoli di registrazione piccoli, ma il problema è sempre stato il controllo truciolo. Con PrimeTurning, tuttavia, lo spessore del truciolo viene gestito con i rompitrucioli, la preparazione del tagliente e una strategia di lavorazione apposita, che prevede una distribuzione graduale delle forze di taglio in fase di penetrazione nel pezzo. In questo modo, è possibile raddoppiare sia la velocità che l’avanzamento. Il piccolo angolo di registrazione e l’angolo di attacco maggiore creano trucioli più sottili e larghi che distribuiscono il carico e allontanano il calore dal raggio di punta, fornendo dati di taglio superiori e/o una durata utensile maggiore. Inoltre, dato che il taglio avviene lontano dallo spallamento, non sussiste il rischio di intasamento da truciolo, un problema ricorrente nella tornitura longitudinale tradizionale.

Ridotti i tempi di fermo macchina grazie al minor numero di set-up
Tutti questi vantaggi sono una bella notizia per i tecnici di produzione, sempre sotto pressione poiché devono ridurre continuamente i tempi ciclo e il costo per pezzo per rimanere competitivi. Questo approccio infatti é nato per permettere di aumentare in maniera importante i parametri di taglio. PrimeTurning però offre molti altri vantaggi. In primo luogo la riduzione dei tempi di fermo, dovuta al minor numero di set-up. Ciò è possibile poiché il nuovo processo consente la tornitura in tutte le direzioni, il che significa che è possibile eseguire la tornitura tradizionale - dall’estremità del componente al mandrino - utilizzando gli stessi utensili. Da questo punto di vista, PrimeTurning è supportato dagli inserti CoroTurn® Prime di nuova concezione, caratterizzati da tre taglienti: uno per la tornitura longitudinale, uno per la sfacciatura e uno per la profilatura.

Un impiego efficiente dei taglienti
La tornitura longitudinale tradizionale utilizza il raggio di punta e una piccola parte del lato dell’inserto per formare il truciolo, mentre PrimeTurning utilizza solo il lato per creare un truciolo largo e sottile. Per quanto riguarda la sfacciatura, i metodi tradizionali continuano a utilizzare il raggio di punta, il che comporta un ulteriore aumento dell’usura. PrimeTurning invece utilizza l’altro lato dell’inserto, garantendo un utilizzo efficiente del tagliente e una maggiore durata utensile. I metodi di tornitura tradizionali utilizzano sempre il raggio di punta durante la tornitura, il che determina una concentrazione del calore, un’usura eccessiva e la formazione sfavorevole dei trucioli, che si spezzano con difficoltà, mentre con PrimeTurning il calore viene generato in un’area diversa e più ampia, pertanto viene allontanato dalla zona di taglio. Allo stesso modo, anche il truciolo si forma in maniera più semplice. La tornitura in tutte le direzioni offre infinite possibilità alle officine meccaniche del settore automotive, che possono eseguire le normali operazioni in modo più efficiente e produttivo, con conseguenti vantaggi in termini di redditività. Da questo punto di vista, due inserti CoroTurn Prime possono aumentare al massimo i volumi di truciolo asportato: un tipo è dotato di tre taglienti da 35° ed è concepito per operazioni di sgrossatura leggera e profilatura (CoroTurn Prime tipo A), mentre l’altro con i suoi taglienti ultrarobusti e una cuspide più larga è concepito specificamente per la sgrossatura (CoroTurn Prime tipo B). Queste soluzioni permettono di raggiungere velocità di avanzamento massime di 1,2 mm/giro e profondità di taglio massime di 4 mm, in base all’applicazione. Le prove dimostrano che PrimeTurning è particolarmente indicato per componenti corti e compatti, benché l’utilizzo di inserti per la tornitura in tutte le direzioni permetta anche di lavorare componenti con elevate sporgenze (in maniera tradizionale) utilizzando una contropunta.

Aumento del 59% della produttività
Evidenziando i potenziali vantaggi che le case automobilistiche possono trarre dalla combinazione di PrimeTurning, inserti CoroTurn Prime e un nuovo generatore di codice NC, Sandvik Coromant è consapevole che le modifiche al codice NC possono rappresentare un problema per molte officine meccaniche. Il nuovo generatore di codice NC è stato sviluppato appositamente per agevolare l’adozione del nuovo processo e il passaggio dai programmi basati sui percorsi utensile tradizionali a PrimeTurning. Inoltre, esso consente di incrementare al massimo la produttività mediante l’utilizzo di variabili e parametri ottimizzati, e garantisce la sicurezza di processo con dati di avanzamento e raggio di entrata ottimizzati. PrimeTuring può essere utilizzato su centri di tornitura CNC e sistemi di tornitura/fresatura multi-tasking; durante le prove preliminari condotte presso le officine dei clienti sono stati registrati risultati davvero significativi. Un’azienda meccanica brasiliana, ad esempio, ha ottenuto notevoli vantaggi durante la tornitura di un mozzo di acciaio fuso (SAE/AISI 1045) su un centro di tornitura CNC Gildemeister CTV 250. Impostando la stessa velocità di taglio (300 m/min) utilizzata con un inserto della concorrenza, adottando gli inserti CoroTurn Prime di tipo A è stato possibile portare la velocità di avanzamento da 0,25 mm/giro a 0,4 mm/giro e la profondità di taglio da 1,5 mm a 3 mm. Ciò ha reso possibile un aumento della produttività del 59% e un aumento della durata utensile del 55%. Tenendo conto che l’azienda produce oltre 120.000 mozzi all’anno, l’impatto sulla produttività sarà stato davvero notevole. Le case automobilistiche e i loro fornitori di primo, secondo e terzo livello otterranno un notevole aumento della produttività e un ritorno sull’investimento più rapido con PrimeTurning, senza contare i vantaggi in termini di migliore utilizzo delle macchine (dovuti alla diminuzione dei tempi di set-up), il notevole aumento della durata utensile, la diminuzione dei fermi produzione e dei cambi utensile e la riduzione degli utensili in magazzino. Questa nuova soluzione dedicata alla tornitura sarà di particolare interesse per tutte le aziende consapevoli dei propri dati di taglio e dei limiti attuali, e per le società interessate alle nuove tecnologie e tendenze dell’industria.

QUALIFICA
Håkan Ericksson è Global Product Specialist presso Sandvik Coromant.

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