Risparmio e precisione fresando e rettificando sulla stessa macchina
Vi è un continuo aumento dei requisiti di precisione, uniti alla necessità di ridurre i costi dei particolari prodotti. Per rispondere a queste esigenze, la società svizzera Fehlmann ha presentato un concetto di macchina che combina fresatura e rettifica a coordinate in un unico centro di lavoro. Si tratta di una soluzione contraddistinta da estrema precisione, semplicità di programmazione ed eccellente rapporto costo-efficacia.
di Giovanni Sensini
Rettifica a coordinate o fresatura? Numerose aziende manifatturiere si trovano di fronte a questa decisione quando si tratta di alta precisione e qualità delle superfici. La rettifica a coordinate soddisfa certamente i requisiti di alta qualità, ma viene considerata un processo difficile, complesso e costoso. La fresatura, d’altro canto, guadagna punti con il suo tasso di asportazione economico, sia durante le operazioni di sgrossatura che di finitura, ma presenta dei limiti.
La combinazione di entrambi i processi su un unico centro di lavoro riduce drasticamente i tempi di lavorazione, poiché è necessario un solo serraggio. Inoltre, ciò consente una finitura altamente precisa e garantisce una maggiore affidabilità del processo, perché il sovrametallo necessario si riduce.
Il costruttore svizzero Fehlmann, distribuito nel nostro Paese da Vemas, dispone di oltre vent’anni di esperienza nel campo della rettifica a coordinate integrata nei suoi centri di lavoro e ha già configurato come opzione sistemi specifici su misura.
Tuttavia, a causa dell’aumento delle richieste per questo tipo di applicazioni, un progetto congiunto tra Fehlmann e Heidenhain ha ora sviluppato una soluzione che fissa i requisiti per un nuovo standard. L’azienda ha creato le basi per questo modello già nel 2016 con il centro di lavoro a 5 assi VERSA 645 linear. Questa macchina è stata scelta per il nuovo centro di rettifica e fresatura perché grazie all’elevata dinamica e precisione non si è dovuto modificare nulla in termini tecnologici. Inoltre, questo concetto di macchina possiede tutti i prerequisiti fondamentali per combinare queste caratteristiche in un unico centro di lavoro: elevata precisione meccanica, costruzione estremamente rigida, stabilità e bassa dilatazione termica. Ciò significa che con una combinazione di fresatura e rettifica la precisione intrinseca della macchina può essere effettivamente trasferita al pezzo da lavorare.
Il centro VERSA 645 linear copre una gamma molto ampia di applicazioni: grazie all’elevata precisione della macchina non è necessario un asse U. L’avanzamento durante la rettifica è influenzato dal controllo del percorso. La mola si trova nel centro di rotazione del mandrino. Durante la lavorazione del contorno, l’asse Z esegue un movimento oscillante che si sovrappone al contorno. A questo scopo è stato sviluppato un oscillatore specifico.
Urs Schmid, Responsabile dello Sviluppo di Fehlmann, ci racconta che la sfida più grande è stata sviluppare ed integrare la funzione di ravvivatura, indispensabile per ottenere eccellenti qualità superficiali: “È stato necessario integrare un mandrino supplementare nella cinematica della macchina”.
La ravvivatura della mola
Il mandrino di ravvivatura (regime di rotazione da 3.000 a 20.000 giri/min) si trova sulla bascula, è raffreddato a liquido e dotato di un sensore acustico. Il processo di ravvivatura è identico a quello di una rettificatrice: si rileva la misura effettiva di lavoro inserendo il parametro rilevato e ad ogni ravvivatura i dati vengono aggiornati automaticamente.
La programmazione della ravvivatura conta circa trenta parametri ed è quindi considerata molto complessa. Per questo motivo Fehlmann ha sviluppato cicli specifici che contengono solo i parametri più importanti, semplificando le attività di programmazione. Questi cicli sono già preconfigurati sulla VERSA 645 linear.
Ciò significa che i contorni possono essere programmati in modo semplice e senza problemi, come durante la fresatura. Con i suoi primi pezzi, Fehlmann ha dimostrato come funziona in modo economico e preciso questo nuovo concetto: ad esempio, per un foro di diametro 30,5 mm è stato raggiunto un diametro di 30,499 mm con uno scostamento di -0,001 mm. Per una matrice con un contorno esterno profondo 35 mm, la finitura superficiale è stata eseguita con la funzione di rettifica ad oscillazione lenta e si è raggiunta una rugosità superficiale di Ra 0,16.
Riassumendo, con questo nuovo concetto, Fehlmann ha creato una combinazione di fresatura e rettifica in un’unica macchina, con la quale è possibile fresare e rifinire fori, contorni e guide in acciaio, ceramica e metallo duro, senza dover ricorrere a serraggi multipli.