Febametal, il ruolo chiave del mandrino

Un tipico esempio della regolazione del run-out in macchina usando un mandrino AFC.

Non sempre viene data la giusta importanza al mandrino portautensili, anche se nelle lavorazioni meccaniche riveste un ruolo decisivo nell’ottenimento del risultato finale in termini di qualità, precisione e produttività. Ecco una gamma particolare di mandrini messi a punto puntando su qualità del serraggio e tecniche particolari per ridurre la minimo le vibrazioni.

Quando si acquista un centro di lavoro è fondamentale pensare anche agli accessori che, se non vengono scelti in maniera opportuna, rischiano di vanificare il migliore degli investimenti. Un po’ come acquistare un’ottima macchina fotografica e poi usare un obiettivo di scarsa qualità. Il mandrino di serraggio per utensili rotanti, o comunque cilindrici, è il tramite tra la macchina utensile e il pezzo che appunta si deve lavorare. Questo banale assioma è in realtà alla base per stabilire processi produttivi efficienti. Per questo motivo l’italiana Febametal ha scelto da tempo di portare in Italia la gamma di mandrini sviluppata dall’azienda tedesca Fahrion e, in particolare, di distribuire in esclusiva per il nostro paese Centro | P Premium, una gamma di mandrini a pinza di altissima precisione, con delle caratteristiche tecniche uniche sul mercato. «Come utensilieri – spiega Federico Costa, responsabile commerciale di Febametalci troviamo spesso davanti a situazioni paradossali mentre ci viene chiesto di risolvere problemi di asportazione in fresatura. In molte realtà che hanno investito in macchine utensili altamente performanti, si sceglie di risparmiare sulla mandrineria optando per soluzioni non qualitative, o comunque non all’altezza del materiale o del pezzo da lavorare. Un mandrino non idoneo può comportare un serraggio non sufficiente, un run-out eccessivo, con conseguenti problemi di rotondità pezzo, coassialità, fino a vibrazioni eccessive, e sfilamento dell’utensile. Quello che molti dimenticano, è che un mandrino di qualità, ed eventualmente bilanciato, è in primis un accessorio che allunga la vita stessa della macchina utensile».

Un sistema di precisione

Vediamo allora più da vicino le caratteristiche e i punti di forza della gamma Centro | P Premium di Fahrion. Si tratta di un sistema di precisione costituito da pinze di serraggio, ghiere e mandrini, di gran lunga superiore per efficacia e precisione ad altre soluzioni a pinze presenti sul mercato. La performance tecnica del sistema Centro P si può paragonare a quella dei mandrini a bloccaggio idraulico, oppure a caldo o anche a quella dei sistemi idromeccanici. Centro ǀ P riassume in un unico utensile il meglio delle tecnologie esistenti in ambito serraggio. In sintesi, il sistema di bloccaggio di precisione è composto da un mandrino di precisione Centro | P, da una pinza GERC-HP e dalla ghiera di serraggio HPC. Il bloccaggio è realizzato meccanicamente per mezzo di un cono, il che implica un’alta precisione di concentricità (<3 μm), sfruttando una tolleranza speciale del cono, minori vibrazioni, grazie agli intagli presenti nella pinza di serraggio, e una forza costante di bloccaggio indipendente dalla differenza di tolleranza tra il foro e l’albero (la conicità compensa assialmente). Non ci sono necessità di manutenzione, dal momento che la forza di bloccaggio è realizzata senza dipendere da supporti o da apporti di calore. Si tratta inoltre di un sistema ad elevata longevità, in quanto opera in assenza di perdite o modifica di materiale. Il sistema di bloccaggio brevettato Centro| P offre una grande varietà di vantaggi e contribuisce a realizzare un processo di lavoro più efficiente, riducendo i costi di produzione. Possiamo riassumere così le caratteristiche più importanti del sistema: pinza completamente annegata nel cono di alloggiamento, ghiera di serraggio che scorre su una doppia guida (entrambe rettificate di precisione), filetto trapezoidale che assicura un’elevata forza di bloccaggio e diametro al massimo valore per tutta la lunghezza del mandrino.

Tutti i modelli Centro | P Premium

Vediamo nello specifico le diverse gamme della linea Fahrion Centro | P Premium, cominciando da mandrini MPC Mini Precision. Si tratta di dispositivi particolarmente sottili con ingombri ridotti, adatti per lavorazioni in alta velocità (HSC). Utensili con gambo cilindrico a partire dal diametro di 1 mm vengono efficacemente bloccati. Il diametro esterno parte da 10 mm. In alternativa, i mandrini MPC sono disponibili anche in versione leggermente conica, in modo da garantire una ancor maggiore stabilità nelle lavorazioni in cave profonde, come ad esempio si incontrano talvolta negli stampi. Varianti con adduzione del refrigerante attraverso la pinza di serraggio. La scelta della pinza determina il tipo di adduzione del refrigerante. Questo significa miglior qualità della superficie lavorata, maggior vita utensile, miglior evacuazione del truciolo e raffreddamento e lubrificazione diretta sul tagliente.

Passiamo ora ai mandrini DPC Dynamic Performance. Sono i più venduti della gamma, in quanto sono davvero polivalenti, specialmente nella fresatura pesante (HDC), ma anche in operazioni di ripresa, di finitura e di sgrossatura. I mandrini DPC rappresentano la prima scelta per elevati valori di asportazione su macchine equipaggiate con moderne strategie di finitura, come per la lavorazione di stampi, di componenti per l’industria automobilistica, di macchine da costruzione, e anche per la fabbricazione di pezzi di alta gamma e nella subfornitura. Coniugano in maniera ottimale una alta stabilità con eccellente concentricità, in condizioni altamente dinamiche. Applicazioni ideali in foratura e fresatura. Presentano un contorno esterno stabile, cilindrico con un diametro al massimo del valore, pari a quello della ghiera. Sono anche disponibili mandrini in versione conica per una ancor maggiore stabilità e minori vibrazioni.

Da segnalare poi UPC Ultra Power, mandrini di precisione con elevata rigidità, concepiti per rispondere alle operazioni più complesse, con particolare riguardo alle sollecitazioni radiali. Si tratta di una serie rinforzata con una ghiera di serraggio realizzata in più parti, al fine di ottimizzare lo smorzamento delle vibrazioni e avere il massimo della rigidità. Lo spessore della parete interna del corpo del mandrino è stato aumentato al fine di meglio assorbire le forze radiali e di migliorare l’effetto antivibrante. Tra le principali caratteristiche dei mandrini UPC spiccano: forza di bloccaggio ottimizzata, costruzione robusta alla base per limitare al massimo la nascita di vibrazioni, ammortizzamento ideale delle vibrazioni e accoppiamento di sicurezza sulla superficie piana del Weldon per impedire lo slittamento assiale dell’utensile. Una ghiera di serraggio nuova e rinforzata con un nuovo filetto trapezoidale fine, per garantire un ancora miglior bloccaggio.

Passando alla ghiera UPC, la sua potenza è elevata grazie all’interposizione di un cuscinetto a sfere a contatto angolare e a ghiera con filetto a passo fine. Le principali caratteristiche comprendono un nuovo disegno della ghiera di serraggio grazie al cuscinetto a sfere a contatto angolare e anello di compensazione e design speciale con filetto trapezoidale a passo fine e con geometria esterna rinforzata per assicurare un miglior bloccaggio. L’anello consente un bloccaggio della pinza senza forze radiali. Quando la pinza viene stretta, la pressione esercitata è unicamente assiale, dall’alto verso il basso. La ghiera, eseguita in più pezzi, assicura un ottimo smorzamento delle vibrazioni. Di conseguenza, con la ghiera di serraggio UPC si realizza una coppia tra i 350 Nm e i 380 Nm, più che sufficiente per assicurare una tenuta dal rischio di scorrimento della pinza.

Raggiungere la miglior concentricità

Proseguiamo nello sviscerare la gamma parlando brevemente dei mandrini FPC Full Performance, che costituiscono sempre la prima scelta quando il mandrino UPC non può essere impiegato per motivi di ingombro. I mandrini FPC si collocano tra quelli della serie DPC (rispetto ai quali danno prova di un più efficace smorzamento vibrazioni e una maggior forza di bloccaggio) e quelli della serie UPC (rispetto ai quali si mostrano più sottili). Hanno la ghiera composta da più particolari, al fine di assicurare un’ottima capacità di smorzare le vibrazioni e grazie alla loro lunghezza sono in grado di sopportare sforzi assiali su macchine stabili che lavorano con le moderne strategie di fresatura. Estendono il programma Centro | P verso le applicazioni impegnative con elevate forze assiali. Lunghezze differenti permettono l’adattabilità della serie FPC a lavorare pezzi caratterizzati da difficile accessibilità, in presenza ad esempio di elementi di bloccaggio e di altre strutture di ingombro.

Al fine di raggiungere i migliori risultati nel corso della lavorazione è essenziale che l’utensile lavori con una perfetta concentricità. Si utilizzano dei mandrini che compensino errori di allineamento tra il porta utensile ed il mandrino della macchina. Per la prima volta, i mandrini AFC Adjustable Finishing (con regolazione fine di compensazione) uniscono i vantaggi del sistema di bloccaggio Centro | P alla possibilità di effettuare una regolazione fine radiale, grazie a quattro viti disposte sulla circonferenza del mandrino, e con questo raggiungere la miglior concentricità. Al fine di assicurare la miglior concentricità, il mandrino AFC deve essere regolato direttamente in macchina. Questo è l’unico modo per eliminare completamente ogni deviazione nella concentricità tra il mandrino stesso e l’interfaccia della macchina utensile.

Chiudiamo infine con i mandrini di prolunga con attacco cilindrico Fahrion, adatti per realizzare facilmente diverse lunghezze di lavoro, utilizzando utensili standard. Si risparmia così tempo e denaro nella lavorazione di particolari complessi. In linea di massima, più lungo è l’utensile, maggiori sono le possibilità che si generino vibrazioni. Ricorrendo ad
un maggior numero di interfacce (prolunghe inserite nel mandrino di base) si aumenta il rischio di vibrazioni. E inoltre più interfacce significano minor precisione nella concentricità. Utilizzando i mandrini AFC, come elemento di base, la concentricità può essere realizzata grazie alla regolazione, ottimizzando il processo.

di Riccardo Fioretto

www.semprepresenti.it

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