L’asportazione con abrasivi: la rettifica

Migliorare l’accuratezza dimensionale e la finitura superficiale: fra le lavorazioni di finitura che utilizzano abrasivi, la più diffusa è certamente la rettifica.

Le lavorazioni di rettifica rientrano nella categoria delle lavorazioni per asportazione di truciolo con abrasivi, da alcuni ritenute non convenzionali, a causa della tipologia dell’utensile: il singolo grano abrasivo. Convenzionalmente, l’utensile ha una geometria definita e asporta materiale secondo un meccanismo di taglio che oggi è abbastanza chiaro.

Il discorso cambia e si complica quando l’asportazione è dovuta al singolo grano o, più precisamente, per l’azione di più grani abrasivi “tenuti insieme” da un legante. Quando si ricorre alle lavorazioni con abrasivi? Tipicamente, quando il materiale del manufatto che deve essere lavorato è troppo duro o troppo fragile, oppure se le tradizionali tecniche di lavorazione per asportazione di truciolo non permettono di produrre la forma desiderata con sufficiente accuratezza.

Le lavorazioni con abrasivi sono in genere le ultime operazioni che vengono eseguite sul pezzo e, per questo, vengono chiamate lavorazioni di finitura, anche se, in alcuni casi, non si limitano a rimuovere piccole quantità di materiale, ma la rimozione è consistente e la lavorazione può diventare competitiva, in termini economici, con le più tradizionali fresatura e tornitura. Fra le lavorazioni di finitura che utilizzano abrasivi, la più diffusa è certamente la rettifica, dove l’utensile è il singolo grano abrasivo, anche se, a voler essere più precisi, la lavorazione è effettuata dalla mola.

La finitura e le operazioni di rettifica

Rugosità molto contenute (Ra<1µm), ottime tolleranze geometriche e dimensionali: la rettifica è la lavorazione ideale!

Le operazioni di rettifica sono eseguite al termine del ciclo produttivo, anche dopo eventuali trattamenti termici e pertanto è fondamentale che l’utensile abbia taglienti molto duri e resistenti all’usura dato che le superfici da lavorare possono aver subito trattamenti che conferiscono durezza, quali tempra o cementazione e nitrurazione, e si può rendere necessaria l’asportazione di materiale ossidato.

È quindi evidente come durezza del tagliente, cioè del grano, e resistenza all’usura siano caratteristiche fondamentali e imprescindibili, con una influenza diretta sia sulla qualità della superficie che sull’economia di processo. Analizzando la lavorazione di rettifica da un punto da un punto di vista prettamente tecnologico, si tratta di un processo che si basa su utensili a geometria indefinita, oltre che variabile, dato che gli angoli di spoglia variano da tagliente a tagliente, in maniera non controllabile e completamente casuale.

Mediamente l’angolo di spoglia superiore dei grani è fortemente negativo e, di conseguenza, gli angoli di scorrimento sono molto bassi.

Anche la disposizione e la spaziatura dei grani lungo il perimetro della mola è casuale, così come la posizione radiale sui bordi della mola. Per quanto riguarda la velocità di taglio, si considera la velocità di taglio della mola, che in genere è piuttosto elevata, nell’ordine dei 30m/s.

Le mole sono soggette a ravvivatura, cioè ad un processo di rinnovamento della superficie della mola stessa che elimina i grani “usurati”, esponendo nuovi grani affilati.

La ravvivatura si rende necessaria quando si verifica una eccessiva usura per attrito, che smussa la mola, che quindi appare più lucida, o quando si “impasta”, cioè quando le porosità superficiali della mola si riempiono di truciolo, rendendo inefficiente l lavorazione, generando calore eccessivo, dovuto all’attrito, che causa danni alla superficie e decadimento dell’accuratezza dimensionale.

Poiché l’usura della mola è un dato fondamentale, va tenuta in debita considerazione e, poiché non è possibile valutare direttamente lo stato di usura, questo viene monitorato in maniera indiretta, valutando il rapporto fra il volume di materiale asportato dal pezzo e il volume di usura della mola, che definisce il rapporto di rettifica G.

Le moderne rettificatrici a controllo numerico sono dotate di sensoristica in grado di valutare le “necessità” della mola, provvedendo a rilevarne lo stato di usura e, se necessario, a ravvivarla senza dover interrompere la lavorazione.

La varietà di processi e di macchine di rettifica è molto ampia, principalmente in funzione delle superfici da lavorare, piane o cilindriche, interne o esterne, e del volume di materiale da asportare.

La finitura superficiale e il grado di accuratezza sono fortemente influenzati dal tipo di abrasivo, che deve essere scelto in funzione di materiale e geometria, dei parametri tecnologici di processo e della gestione del lubrorefrigerante, considerando che eventuali scelte non adeguate possono portare seri danneggiamenti quali bruciature, cricche a caldo, tensioni residue, oltre che a vibrazioni.

 

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