{"id":1579,"date":"2019-06-05T14:16:38","date_gmt":"2019-06-05T14:16:38","guid":{"rendered":"http:\/\/costruire-stampi.it\/?p=1579"},"modified":"2025-06-11T14:52:04","modified_gmt":"2025-06-11T14:52:04","slug":"come-ottenere-una-lavorazione-ottimale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/costruire-stampi\/come-ottenere-una-lavorazione-ottimale\/","title":{"rendered":"Come ottenere una lavorazione ottimale"},"content":{"rendered":"

I pi\u00f9 moderni centri di lavoro, le nuove macchine multi-tasking cos\u00ec come i centri di lavoro specifici per micro-fresatura ad alta precisione richiedono costantemente tecnologie innovative e sempre pi\u00f9 performanti. Oltre all\u2019utensile da taglio, la scelta del giusto portautensile \u00e8 determinante. In quest\u2019ottica, SCHUNK<\/a><\/strong> propone un approccio sistematico in grado di aiutare a individuare il portautensile ottimale per ogni singola lavorazione.<\/p>\n

di Alberto Marelli<\/p>\n

I vari requisiti di ogni settore industriale si riflettono nella variet\u00e0 di gamma e relativa distribuzione geografica dei portautensili nel mondo. Se in Europa il 60% \u00e8 rappresentato dai portautensili a calettamento a caldo, negli Stati Uniti e in Asia le percentuali scendono rispettivamente al 20 e 30%. I porta-pinze sono pi\u00f9 diffusi, invece, fuori dall\u2019Europa rispetto alla Germania. La proporzione dei portautensili di precisione ad espansione idraulica si aggira tra l\u20198 ed il 15% in tutto il mondo.
\nNella valutazione degli ultimi sviluppi nel mercato, due aspetti diventano particolarmente centrali: da un lato, la molteplicit\u00e0 di varianti sta aumentando, dall\u2019altro le tecnologie di precisione stanno acquisendo rapidamente importanza poich\u00e9 la migliorata qualit\u00e0 e le prestazioni pi\u00f9 performanti delle macchine utensili portano a una crescente domanda di affidabilit\u00e0 dei processi, nonch\u00e9 all\u2019esigenza di utensili che possano durare pi\u00f9 a lungo. A ci\u00f2 si aggiunge il fatto che, una maggiore efficienza nella produzione dei portautensili di precisione ad espansione riduce significativamente il loro costo rispetto ai mandrini meccanici tradizionali, come i sistemi Weldon, Whistle-Notch o porta-pinze. In particolare, per i portautensili ad espansione idraulica, i prezzi sono diminuiti in modo significativo.
\nA tale proposito, cresce sempre di pi\u00f9 l\u2019esigenza di una selezione sempre pi\u00f9 attenta nella selezione delle attrezzature, e ci\u00f2 rende tanto pi\u00f9 importante mettere in discussione regolarmente le strategie consolidate, soprattutto quando si investe in nuovi centri di lavoro.<\/p>\n

Una valutazione dell\u2019intero sistema<\/strong>
\nQuando si confrontano i singoli portautensili, le loro caratteristiche tecniche e le loro interfacce per il mandrino della macchina, diventa chiaro che non esiste un portautensili ottimale per tutte le applicazioni. La selezione di una tipologia \u00e8 sempre una decisione unica che dipende da una variet\u00e0 di parametri. Il portautensile non deve essere considerato come componente isolato, bens\u00ec sempre nell\u2019interazione dell\u2019intero sistema, che comprende: pezzo, utensile, portautensili, interfaccia del mandrino e macchina. Considerata l\u2019interazione privilegiata data la vicinanza con il pezzo, il portautensili svolge un ruolo cruciale, poich\u00e9 pu\u00f2 compensare parzialmente i punti deboli all\u2019interno dell\u2019intero sistema.
\nLa selezione del portautensile ideale dovrebbe essere eseguita per gradi, in pi\u00f9 fasi. Innanzitutto, \u00e8 importante definire i criteri di base che influenzano in modo significativo la stabilit\u00e0 del processo. Questi includono la forza di serraggio richiesta, la rigidit\u00e0 radiale, l\u2019ingombro, e, se applicabile, l\u2019idoneit\u00e0 per le applicazioni ad alta velocit\u00e0. In una seconda fase, l\u2019attenzione si concentra su criteri di qualit\u00e0 che incidono sulla qualit\u00e0 del processo, sulla precisione e sulla produttivit\u00e0. Questi includono la precisione di run-out e la precisione di ripetibilit\u00e0, il grado di bilanciatura, l\u2019assorbimento delle vibrazioni, l\u2019adduzione del refrigerante e la possibilit\u00e0 di pre-regolazione assiale. Infine, nella terza fase, \u00e8 consigliabile considerare i criteri economici nel quadro di un\u2019analisi costi-benefici (vale a dire costi di acquisizione, durata, flessibilit\u00e0 e ri-usabilit\u00e0, nonch\u00e9 i costi delle operazioni in corso).<\/p>\n

Forza\/coppia di serraggio<\/strong>
\nI criteri base per la selezione dei portautensili possono essere intesi come criteri prioritari e per garantire un processo di lavorazione regolare questi devono essere mantenuti.
\nLa forza di serraggio del portautensile determina in quale misura la coppia tra l\u2019interfaccia del portautensile e l\u2019utensile \u00e8 controllabile. Se la forza di serraggio \u00e8 sufficiente, il tagliente dell\u2019utensile taglia il materiale in modo uniforme. Se questa non fosse sufficiente, l\u2019utensile inizierebbe a ruotare e il taglio sar\u00e0 instabile. In casi estremi, l\u2019utensile pu\u00f2 sfilarsi dal portautensile. Il principio della trasmissione della coppia all\u2019interno dei portautensili funziona in modo diverso: gli utensili possono essere bloccati con una vite mediante filettature nel corpo base del portautensile. In questo caso, la filettatura deve sostenere la coppia. Una seconda variante \u00e8 costituita da utensili bloccati meccanicamente dotati di un trascinatore. Solo quando le coppie risultanti superano la forza di rottura o di taglio dei componenti, un serraggio di questo tipo fallirebbe. Di norma, questi punti di forza sono molto al di sopra delle coppie che si verificano durante la lavorazione e l\u2019elevata sicurezza del processo \u00e8 assicurata dall\u2019uso di utensili meccanicamente bloccati. Infine, la terza opzione \u00e8 il bloccaggio dell\u2019utensile, dove vengono utilizzate le cosiddette connessioni di pressione incrociate. Il foro che trattiene l\u2019utensile \u00e8 influenzato dal calore o da forze esterne e lo strumento \u00e8 bloccato da una sovrapposizione. Di regola, i sistemi di bloccaggio degli utensili di precisione, come i portautensili ad espansione idraulica, funzionano secondo questo principio. Nel contesto dei recenti sviluppi tecnologici, \u00e8 stato possibile aumentare le forze di serraggio dei portautensili ad espansione idraulica in modo tale da poter realizzare in modo affidabile anche asportazioni di grandi volumi. Con un diametro di 20 mm, i moderni portautensili ad espansione idraulica trasmettono coppie fino a 900 Nm.<\/p>\n

Rigidit\u00e0 radiale e ingombro<\/strong>
\nAltro criterio base per la selezione dei portautensili \u00e8 la rigidit\u00e0 radiale. Se questa \u00e8 alta assicura elevate forze di taglio (ad esempio, elevati incrementi e alte velocit\u00e0 di avanzamento). Si tratta di un criterio essenziale per l\u2019asportazione di volume, poich\u00e9 influisce in modo determinante sul tempo di lavorazione e, a sua volta, sulla produttivit\u00e0, ma anche sull\u2019eventuale sbalzo degli utensili. La rigidit\u00e0 radiale dipende dalle propriet\u00e0 del portautensile (modulo E) e dalla sua lavorazione, dalla geometria del portautensile e dalla sua integrazione nella macchina utensile, in particolare dall\u2019interfaccia al mandrino della macchina. In parole semplici: pi\u00f9 corto \u00e8 il portautensile, maggiore il diametro, pi\u00f9 omogenea sar\u00e0 l\u2019unit\u00e0 composta da utensile e portautensile, pi\u00f9 forte sar\u00e0 la parete dell\u2019attacco dell\u2019utensile e pi\u00f9 esteso \u00e8 la superficie di contatto con il mandrino macchina, maggiore sar\u00e0 la rigidit\u00e0 radiale.
\nAnche l\u2019ingombro \u00e8 un fattore da tenere ben presente: se i pezzi sui moderni centri di lavoro a 5 assi vengono lavorati in soli due set-up, l\u2019accessibilit\u00e0 gioca di fatto un ruolo essenziale. Ci\u00f2 che \u00e8 necessario sono portautensili \u201cslim\u201d che trasmettono una coppia sufficientemente elevata garantendo al contempo un\u2019elevata precisione sul pezzo. In spazi particolarmente ristretti, in alternativa vengono utilizzate prolunghe, montate tra l\u2019utensile e il portautensili, se necessario. Rispetto ai portautensili con ingombro ottimizzato, le prolunghe possono essere utilizzate in modo molto flessibile e sono disponibili con diverse tecnologie di bloccaggio.<\/p>\n

Idoneit\u00e0 all\u2019alta velocit\u00e0<\/strong>
\nLe velocit\u00e0 dei mandrini montanti sulle macchine di moderna concezione possono raggiungere anche gli 80.000 giri\/min e oltre durante il taglio ad alta velocit\u00e0. In quest\u2019ottica, i portautensili devono soddisfare condizioni speciali in termini di geometria, accuratezza di run-out, grado di bilanciatura ma anche da un punto di vista di affidabilit\u00e0 del processo durante il cambio utensile.
\nPi\u00f9 piccolo \u00e8 il diametro di serraggio, pi\u00f9 spesso i portautensili universali meccanici, ma anche i portautensili a calettamento a caldo o i portautensili ad espansione idraulica raggiungono i loro limiti, perch\u00e9 lo spazio disponibile non \u00e8 sufficiente per il meccanismo di serraggio corrispondente o perch\u00e9 strumenti di dimensioni cos\u00ec ridotte non possono essere pi\u00f9 a lungo sostituiti o regolati in modo affidabile.
\nAltre tecnologie di bloccaggio, come la tecnica di serraggio poligonale, che non contiene parti mobili, gioca in questo caso un ruolo fondamentale.<\/p>\n

I criteri di qualit\u00e0 determinano precisione e produttivit\u00e0<\/strong>
\nStoricamente, la soddisfazione dei criteri base \u00e8 stata a lungo sufficiente per eseguire la maggior parte delle lavorazioni. Nel contesto attuale questi criteri non sono pi\u00f9 sufficienti: i fattori precedentemente considerati secondari, quali precisione dimensionale, qualit\u00e0 superficiale ed efficienza economica, stanno oggi acquisendo sempre maggiore importanza. A questo livello si distinguono anche criteri di qualit\u00e0 specifici per settore o per zona geografica.
\nPer lavorazioni di precisione, la precisione di run-out degli utensili e dell\u2019intera trasmissione \u00e8 di fondamentale importanza, poich\u00e9 implica il rispetto delle dimensioni e delle tolleranze. Se l\u2019utensile non gira centralmente sull\u2019asse del portautensile, si possono verificare imprecisioni e le dimensioni richieste sul pezzo possono non essere soddisfatte. Inoltre, gli utensili inizieranno a sbattere durante la lavorazione, il che porta a micro-rotture sul tagliente, accelerandone l\u2019usura. La precisione di ripetibilit\u00e0 descrive quanto precisamente un portautensile \u00e8 capace di riprodurre il parametro predefinito durante i ripetuti utilizzi. Nei centri di lavoro di moderna concezione conta pi\u00f9 la ripetibilit\u00e0 rispetto alla precisione assoluta e in questo il portautensile \u00e8 decisivo. Gli errori sistematici della macchina vengono compensati in modo relativamente semplice nelle moderne macchine CNC, utilizzando algoritmi specifici. Tuttavia, ci\u00f2 \u00e8 possibile solo se vi \u00e8 un alto grado di ripetibilit\u00e0, ovvero se le rispettive deviazioni sono sempre le pi\u00f9 identiche possibili. La precisione di ripetibilit\u00e0 del portautensile \u00e8 quindi cruciale nel determinare quale precisione si ottiene in definitiva sul pezzo.<\/p>\n

L\u2019importanza del grado di bilanciatura<\/strong>
\nUno squilibrio si pu\u00f2 verificare quando la massa in un corpo rotante non \u00e8 distribuita in modo equo, poich\u00e9 il centro di gravit\u00e0 non si trova sull\u2019asse di rotazione (squilibrio statico), o l\u2019asse principale di inerzia non \u00e8 parallelo all\u2019asse di rotazione (squilibrio dinamico). I portautensili hanno spesso una combinazione di squilibrio statico e dinamico. Le cause si possono individuare sia nella progettazione del portautensile che dell\u2019utensile (ad esempio, utensili a tagliente singolo); nel design asimmetrico del portautensile (ad esempio, dovuto a scanalature o viti di fissaggio); nella distribuzione di massa asimmetrica a causa delle tolleranze di fabbricazione; disallineamento o errori nel montaggio del corpo rotante. I portautensili con grandi squilibri hanno effetti negativi sotto diversi aspetti: qualit\u00e0 superficiale pi\u00f9 scadente a causa delle vibrazioni sul portautensile; velocit\u00e0 di taglio limitate ottenibili; diminuzione della precisione del processo; vita dell\u2019utensile pi\u00f9 breve e rischio di danneggiamento del mandrino della macchina.<\/p>\n

Assorbimento delle vibrazioni e adduzione del refrigerante<\/strong>
\nA seconda della risposta in frequenza dell\u2019indulgenza dell\u2019intero sistema che comprende macchina, portautensile, utensile, bloccaggio del pezzo e pezzo, si verificano vibrazioni durante ogni processo di lavorazione. Questi possono avere effetti considerevoli sul risultato della lavorazione e comportare un aumento dell\u2019usura dell\u2019utensile, rottura dell\u2019utensile o danni alla macchina. Simili a un ammortizzatore, i portautensili sono in grado di smorzare le vibrazioni e supportare un\u2019azione di taglio regolare e uniforme, in base alla tecnologia di serraggio. Ci\u00f2 consente di ridurre le emissioni di rumore, migliorare la qualit\u00e0 della superficie del pezzo, prolungare la durata dell\u2019utensile e proteggere il mandrino macchina dall\u2019usura. I lubrorefrigeranti svolgono molte funzioni nella lavorazione: rimuovono i trucioli, riducono il calore e l\u2019attrito, assicurano una temperatura uniforme dell\u2019utensile e del pezzo e aiutano a rispettare le tolleranze. A seconda del tipo di adduzione del refrigerante, \u00e8 possibile distinguere tra raffreddamento esterno, raffreddamento periferico e raffreddamento interno. I vantaggi del raffreddamento interno sono particolari: il lubrorefrigerante arriva esattamente al livello del tagliente senza dover allineare manualmente gli ugelli del refrigerante e anche i trucioli vengono rimossi in modo affidabile dalle cavit\u00e0 strette e profonde. Anche se devono essere praticati fori profondi, il tagliente pu\u00f2 essere raffreddato in modo efficace, di conseguenza, si prolunga la vita dell\u2019utensile e si migliorano i parametri di taglio.<\/p>\n

I criteri economici influenzano l\u2019efficienza della lavorazione<\/strong>
\nMentre i criteri base e i criteri di qualit\u00e0 influenzano direttamente il processo di lavorazione e sono sempre considerati una priorit\u00e0, i criteri economici aiutano a prendere una decisione definitiva dal punto di vista economico. Oltre al puro costo di acquisto del portautensile, \u00e8 necessario considerare anche i costi diretti: vita utile, investimenti in dispositivi periferici, costi di gestione (cambio utensile, pulizia, pre-setting della lunghezza e manutenzione), flessibilit\u00e0, consumo di energia durante il cambio utensile e ri-usabilit\u00e0 dei supporti. E non solo. Anche i costi indiretti svolgono un ulteriore ruolo chiave: i costi degli utensili (poich\u00e9 la vita utile dell\u2019utensile varia considerevolmente in base al sistema di bloccaggio utilizzato) nonch\u00e9 i costi e i risparmi derivanti dalla riduzione o dall\u2019aumento della produttivit\u00e0. Analizzando la vita del prodotto, i costi indiretti per portautensile possono portare a risparmi addirittura a cinque cifre. Non da ultimo, l\u2019aspetto della prevenzione degli incidenti ha assunto grande importanza: la combustione o la frantumazione dell\u2019utensile sono considerati potenziali rischi.<\/p>\n

Dal serraggio meccanico al portautensile intelligente<\/strong>
\nIn conclusione, \u00e8 consigliabile valutare con attenzione ogni applicazione quando si tratta di selezionare l\u2019attrezzatura e gli utensili. Forte di una vasta conoscenza nel campo dei sistemi di presa e della tecnologia di serraggio, SCHUNK propone l\u2019ampio programma di portautensili Total tooling, tra i pi\u00f9 completi disponibili oggi sul mercato.
\nComprende infatti portautensili a serraggio meccanico e a calettamento a caldo, portautensili di precisione ad espansione idraulica oppure con tecnica di serraggio poligonale fino ad arrivare al nuovo iTENDO, un portautensile intelligente che consente il controllo della lavorazione in tempo reale.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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