Lavorazione flessibile degli ingranaggi con la fresatura a cinque assi
Le macchine per fresatura a cinque assi e le più recenti funzionalità di InvoMilling™, il metodo sviluppato da Sandvik Coromant per la lavorazione flessibile di ingranaggi cilindrici e ruote coniche a denti diritti, offrono opportunità inedite per la produzione di piccoli lotti.
di Elena Magistretti
I sempre maggiori requisiti di velocità e flessibilità richiedono nuove soluzioni di lavorazione degli ingranaggi. In che modo è destinata a cambiare la fresatura degli ingranaggi e quali sono le nuove tendenze in questo campo? Secondo il Prof. Ing. Tillmann Körner della Aalen University, un vero esperto in materia, la lavorazione degli ingranaggi deve diventare sempre più veloce e più flessibile. Questo vale soprattutto per i lotti unici o piccoli come nel caso, ad esempio, dei prototipi e delle parti di ricambio, per cui i clienti si aspettano ingranaggi sempre più personalizzati e speciali con tempi di consegna più brevi. Il taglio degli ingranaggi è quindi destinato a diventare sempre più differenziato, sia in termini di durata del processo di lavorazione che a livello di geometria degli ingranaggi e dei relativi parametri. Ma, secondo il professore, l’aspetto più interessante è che la produzione di ingranaggi diventerà indipendente dalle tradizionali macchine per il taglio degli ingranaggi.
Le ripercussioni su utensili, macchine e metodi di produzione
“Per rendere più rapida e flessibile la produzione degli ingranaggi – afferma il Prof. Ing. Tillmann Körner – è indispensabile un ripensamento del processo di taglio degli ingranaggi in corrispondenza dell’interfaccia tra la tradizionale macchina utensile e il tradizionale utensile di taglio degli ingranaggi. La tendenza, quindi, è verso macchine utensili autonome in termini di cinematica e in grado di produrre ingranaggi usando solo utensili standard, indipendentemente dal modulo. Inoltre, dalla lavorazione degli ingranaggi teneri alla sbavatura, le operazioni vengono sempre più combinate su una sola macchina. In sintesi, il futuro appartiene alle macchine per fresatura a cinque assi dotate di utensili da taglio precisi e facili da usare, oltre che di speciali software 3D. Questa combinazione consente la produzione rapida e a basso costo di singoli ingranaggi e piccoli lotti. Il software controlla sia la fase preliminare allo sviluppo, sia la successiva implementazione della produzione sulla macchina”.
In quest’ottica, l’importanza dei costruttori di utensili per il taglio degli ingranaggi a cinque assi sta crescendo, perché si posizionano tra i fornitori di macchine utensili e i costruttori di ingranaggi. Fornendo il necessario software di interfaccia, oltre che gli utensili per il taglio degli ingranaggi, mantengono la loro indipendenza dai costruttori di macchine utensili a cinque assi. Attraverso soluzioni software innovative e interfacce adeguate, i costruttori di utensili possono rendere flessibile ed efficiente il processo di taglio degli ingranaggi. Inoltre, la funzione di dimensionamento del software permette di progettare, definire e costruire autonomamente singole geometrie di ingranaggio.
Una soluzione software innovativa per una produzione rapida e flessibile
Il processo InvoMilling™, offerto da Sandvik Coromant, è una soluzione software intuitiva, abbinata a particolari utensili, che segna l’inizio di una trasformazione radicale. La soluzione va incontro alle esigenze dell’industria in termini di produzione rapida, flessibile e di alta qualità di singoli ingranaggi, teneri o duri, a un costo accettabile, su macchine per fresatura standard a cinque assi. La versione più recente del software InvoMilling™, sviluppata da dottorandi in scienze applicate della Aalen University, consente la lavorazione di ingranaggi sia cilindrici che conici. Il risultato è un ulteriore aumento delle possibilità offerte dalla lavorazione a cinque assi degli ingranaggi, con il conseguente impulso allo sviluppo di questa tecnologia. Entrando maggiormente nel dettaglio, InvoMilling™ sfrutta la cinetica delle macchine utensili per la lavorazione efficace e flessibile di ingranaggi e scanalature in qualità 6 o superiore (secondo DIN 3962). Dopo aver inserito i dati dell’ingranaggio desiderato, l’intuitivo software CAD/CAM definisce le strategie di lavorazione ottimali e genera un programma CNC che consente la produzione di diversi profili di ingranaggio con pochi utensili standard di precisione. Il software propone anche eccellenti capacità grafiche e funzioni per creare e simulare percorsi di fresatura. Oltre alle opzioni per la lavorazione di ingranaggi a spina di pesce, a doppia elica (con e senza gioco) e conici a dentatura diritta (fine 2017), nell’ultima versione di InvoMilling™ sarà disponibile anche un’altra funzione innovativa, la correzione del fianco. Questo si applica a scarico in punta e bombatura in direzione sia del fianco che del profilo, oltre che alla correzione dell’angolo d’elica e di pressione. Numerosi sono anche i miglioramenti apportati agli utensili. Nella libreria utensili, ad esempio, sono stati introdotti utensili adattati.