Rettifica: semplice applicazione o processo complesso?

Fra i processi di finitura, la rettifica è uno dei più noti e antichi, ma non per questo la qualità finale è scontata.

Nonostante le molteplici innovazioni, la rettifica rimane un processo complesso, che può danneggiare termicamente il materiale lavorato, produrre rugosità superficiali non accettabili, innescare vibrazioni durante il taglio, causare vetrificazione della mola e incappare in usura molto rapida dell’utensile. Il superamento di queste problematiche può essere ottenuto, velocemente e in modo efficiente, soltanto conoscendo approfonditamente l’interazione tra i differenti fattori caratteristici della rettifica.

Quando si esegue un’operazione di rettifica? Al termine del ciclo produttivo. Questo significa che, indipendentemente da come è stato prodotto il manufatto, possono essere stati eseguiti trattamenti termici e/o superficiali che conferiscono elevata durezza, per cui è fondamentale che l’utensile abbia taglienti molto duri e resistenti all’usura. La durezza del tagliente, cioè del grano, e la resistenza all’usura sono caratteristiche fondamentali e imprescindibili, con un’influenza diretta sia sulla qualità della superficie che sull’economia di processo. Ma non è tutto qui. Infatti per definire un processo di rettifica occorre stabilire la miglior correlazione fra dimensione del truciolo, forze in gioco, energia richiesta, gradienti di temperatura, tensioni residue e gli effetti negativi che possono compromettere l’accuratezza della lavorazione.

I 5 pilastri del refrigerante

Il segmento della rettifica richiede una profonda interazione fra tutte le parti coinvolte nel processo: l’ambiente; gli operatori; le mole; le macchine utensili; i materiali – spiega Lucio Pighin, profondo conoscitore delle problematiche legate ai refrigeranti nei processi produttivi –. Per quanto riguarda lo studio dei refrigeranti per rettifica, l’attività e le esperienze sul campo hanno dato ottimi risultati, sia in termini di competenza che di affidabilità del prodotto Castrol, dando piena soddisfazione ai 5 pilastri che concorrono alla riuscita del processo“.

Ma cosa vuol dire affidabilità del refrigerante nel segmento rettifica?

• Ambiente ed operatori – Il refrigerante deve dare la massima garanzia di compatibilità con l’ambiente e con gli operatori, dato che smaltimento e contatto con gli utilizzatori, sono oggi forse fra i requisiti primari richiesti ad un processo industriale.
• Oli integrali – Esenti dalla ben nota fase di rischio H 304 (cioè che può essere letale in caso di ingestione e di penetrazione nelle vie respiratorie): in pratica significa lavorare con materie prime sicure, evitando l’utilizzo di idrocarburi petroliferi.
• Oli emulsionabili o solubili – Esenti da boro e biocidi, e di grande stabilità biologica. In praica questo vuol dire che l’utilizzatore, esposto a contatto con la fase vapore del fluido, è a minimi rischi chimici (irritazioni cutanee, occhi, gola). Elevata stabilità biologica della carica che comporta lunga vita dei bagni, con drastica riduzione del loro smaltimento, un requisito importantissimo per l’ambiente ed il saving economico del processo.
• La mola – La conoscenza e la possibilità di una collaborazione con il produttore della mola ha sempre dato ottimi risultati operativi. Castrol, seguendo questo stile operativo, ha potuto sviluppare un “nobile stile” per quanto concerne i suoi fluidi da rettifica, riuscendo a massimizzare la resa delle mole adottando il refrigerante più idoneo alla loro composizione, garantendo l’importante esigenza della corretta pulizia della parte abrasiva. Questo binomio è vincente perché permette di raggiungere elevati standard produttivi, e la soddisfazione dell’utente finale.
• Macchina utensile e materiali – È indispensabile conoscere i materiali da rettificare e le potenzialità della macchina rettificatrice. In questo contesto il refrigerante può giocare un ruolo fondamentale.
• Oli integrali – Castrol, con gli storici Carecut, da lungo tempo ha deciso di entrare nel settore adottando una tecnologia evolutiva, con refrigeranti ad “elevata polarità”, smarcandosi così dalla comune tecnologia “idrocarburica” e optando quindi a favore della “sostenibilità”, abbracciando pienamente il concetto di “green”. “Il vantaggio per l’utilizzatore è stato notevole, poichè questo ha permesso, dove possibile, di aumentare decisamente la velocità di lavorazione, e, di conseguenza, la produttività“, prosegue Pighin. Elevati standard di filtrazione, legati all’eccezionale stabilità del fluido, bassissima nebulizzazione, rapido rilascio dell’aria e totale compatibilità con tutte le tipologie di materiali, sono le ulteriori proprietà che decretano il successo e l’efficienza del processo produttivo. E, ancora una volta, la soddisfazione dell’utilizzatore.
• Oli emulsionabili e solubili – La sicurezza ambientale, la salute degli addetti, la stabilità biologica, la stabilità della concentrazione, sono i requisiti non sindacabili, che contraddistinguono la qualità del refrigerante emulsionabile nella sua identificazione di “green”. ”Soddisfare questi quattro parametri è stato fortemente voluto da Castrol per i suoi fluidi da rettifica, perché significa riuscire a centrare in pieno le esigenze dell’utilizzatore – sottolinea Pighin. La serie Castrol Hysol XBB adotta una strategia formulativa che, come è stato verificato sul campo, consente agli addetti di focalizzar- si esclusivamente sull’aspetto produttivo dato che il refrigerante non rappresenta più un problema“.

Non è sempre colpa della mola!

Sgombriamo subito il campo da qualsiasi interpretazione: la rettifica è un processo complesso – esordisce Ciro Chierchia, product & sales manager Bonded Vitrified per Norton Saint-Gobain . Una mola impiegata normalmente in un’operazione di rettifica di precisione si compone di 4 variabili fondamentali che la definiscono univocamente. Di queste variabii, solo il suo design, forma e profilo, è dettato dalla macchina impiegata, mentre le altre 3 sono il risultato di una valutazione tecnica dell’intero processo di rettifica“.

Dunque, la scelta dell’agglomerante, del tipo di abrasivo e della dimensione della porosità, le altre 3 variabili che definiscono una mola, non sono il risultato di formule matematiche facili e condivise che portano immediatamente a un chiaro e univoco risultato. Infatti il corretto mix di queste 3 è definito da fattori esogeni, dal processo di rettifica nel suo complesso per l’appunto. “Per fare un esempio, nella scelta della migliore specifica per un’operazione di rettifica bisogna sempre tenere in considerazione almeno questi 9 fattori: il tipo di materiale da rettificare; la quantità da asportare; la finitura superficiale che si vuole ottenere; la macchina da rettifica, la sua potenza e soprattutto le sue condizioni); la massima velocità applicabile alla mola; l’area di contatto mola-pezzo, il fluido lubrorefrigerante; la severità dell’operazione; la tipologia di ravvivatura – precisa Chierchia. Ognuno di questi fattori contribuisce in modo rilevante a determinare qualitativamente la miglior specifica ‘teorica’ della mola da impiegare nello specifico processo“.

Perché teorica? Perché una volta selezionata a tavolino la specifica ideale della mola, questa verrà impiegata in un processo complesso dove la mola è soltanto uno degli input del processo di rettifica, ma ce ne sono molti altri. Basti pensare, per esempio, ai parametri dell’operazione: sono bloccati o si possono modificare? Quanto è esperto l’operatore e che abilità possiede per migliorare l’efficacia della mola attraverso l’aggiustamento dei parametri macchina? E ancora: la macchina è in condizioni ottimali? I cuscinetti sono stati revisionati di recente? È dotata di un sistema CNC? Il ravvivatore è corretto per la mola scelta? È nuovo? Il fluido è stato selezionato in modo ideale? Ma soprattutto, l’ugello è ben posizionato e impostato con una corretta portata? Non solo, il pezzo da lavorare è di buona qualità o, per esempio, le precedenti operazioni (cromatura, tempra…) sono state effettuate in maniera poco accurata? “È la somma di tutti questi input, e non solo, che contribuisce, al pari della scelta della mola, al buon risultato dell’intero processo di rettifica, sia in termini di accuratezza del prodotto finito che di costo totale per pezzo prodotto“, conclude Chierchia.

L’importanza di fare sistema

“Nel mondo della rettifica è fondamentale scegliere la giusta interazione fra i vari componenti per raggiungere elevate qualità di lavorazione massimizzando la produttività degli impianti – afferma Gianfranco Brogi, business develop manager di Fiordelmondo Lubrificanti . Nell’ultimo anno abbiamo affrontato la ricerca del miglioramento, sia per aumentare la produttività, sia per risolvere problemi di gestione del fluido, sempre impegnandoci a rispondere alla richiesta di porre grande attenzione alla salubrità dell’ambiente di lavoro. È indispensabile non correre rischi di bruciature o micro cricche, che comprometterebbero la qualità della produzione, pertanto è fondamentale che il sistema mola-refrigerante sia ottimizzato al meglio. Ma un altro aspetto da considerare è la tolleranza geometrica dei pezzi, con criticità che potrebbero presentarsi qualora la macchina non supporti le velocità e gli avanzamenti impostati”.

La gestione del fluido e la salubrità, su cui non si può assolutamente glissare, va attentamente valutata nella rettifica con fluidi emulsionati base acqua, ponendo particolare attenzione a:
• mole con agglomerante organico;
• funzionamento degli impianti di filtrazione presenti sulle macchine;
• scelta di un lubrorefrigerante base acqua, utilizzabile nelle concentrazioni minime per garantire la stabilità del tempo, senza compromettere la funzionalità del sistema macchina-mola.

Per concludere, è necessario valutare con attenzione l’efficienza della filtrazione del fluido poiché, qualora il refrigerante pulito abbia un eccessivo quantitativo di sporco, si può andare incontro a seri problemi – riassume Brogi. Infatti, se lo sporco è dimensionalmente inferiore al grano della mola, si ha annerimento della mola. Le particelle solide, trascinate nel refrigerante pulito, sottoposto allo stress termico della lavorazione si salda nelle porosità della mola obbligando la ravvivatura della stessa. Nel caso invece di sporco con dimensionalità maggiori, si rischia l’interposizione del grano fra la mola e il pezzo con conseguente rigatura della superficie“.

Si ringraziano per il contributo Lucio Pighin, Ciro Chierchia e Gianfranco Brogi