Geometrie e trucioli nei processi di maschiatura

Capire quale tipologia di maschio utilizzare e come i vari materiali possono influire sulla formazione dei trucioli è fondamentale per ottenere i migliori risultati.

La scelta dell’utensile

La maschiatura è una delle lavorazioni meccaniche più complesse. Per portarla a termine in maniera ottimale è necessario, in primo luogo, capire quale utensile sia da preferire e in secondo luogo analizzare nel dettaglio le caratteristiche del materiale da lavorare e la sua truciolabilità.

La prima scelta da operare va fatta necessariamente sul tipo di maschiatura da fare. Se si tratta una maschiatura su un foro passante la scelta dovrà ricadere su un maschio con imbocco corretto. L’imbocco corretto ha come caratteristica quella di spingere il truciolo in avanti e le gole dritte non servono per evacuare il truciolo ma solo per l’adduzione del refrigerante. Nel caso si debba effettuare una maschiatura su foro cieco si dovrà operare con un maschio elicoidale che ha come caratteristica quella di estrarre il truciolo dal foro nella direzione opposta all’avanzamento.

Vale la pena di ricordare che i maschi con imbocco corretto sono più robusti dei maschi elicoidali che hanno delle gole che servono per “l’estrazione” del truciolo che li rendono più proni a eventuali rotture. Se si lavorano particolari che saranno poi soggetti a un assemblaggio industriale la scelta del maschio corretto evita che i trucioli rimangano nei fori e influiscano sul tempo del ciclo.

I tipi di truciolo e i materiali

Accanto alla scelta della tipologia di maschio è importante capire quali problematiche si possano incontrare a seconda del materiale lavorato. Durante la lavorazione si forma il truciolo a seguito del processo di deformazione plastica del materiale che viene successivamente rotto.

Diversi materiali infatti producono ceteris paribus trucioli di forma diversa. Genericamente potremmo dire che i trucioli possono essere di tre tipi distinti: 1) continuo o fluente 2) segmentato e 3) interrotto.

Il truciolo continuo, ad esempio, può essere quello di materiali quali l’alluminio o il rame. Materiali duri ma tenaci come gli acciai legati, ad esempio l’acciaio inossidabile, producono dei trucioli segmentati mentre la ghisa produce un truciolo corto e interrotto.

Di norma durante la lavorazione la dissipazione del calore segue il seguente schema: il 75% del calore si disperde attraverso il truciolo il 7% sul pezzo e il 18% attraverso l’utensile.

Gli acciai inossidabili sono caratterizzati da una bassa conduttività termica, quindi l’utensile deve sopportare più calore rispetto a un normale metallo. Oltre a questo, gli acciai inossidabili generano un elevato momento torcente e il materiale tende a incrudirsi superficialmente (quindi la durezza nell’area di taglio si presenta superiore a quella del materiale stesso). Tutte queste caratteristiche fanno sì che i maschi per acciaio inossidabile debbano essere scelti con cura. NUI Utensili Europa per queste lavorazioni consiglia i maschi delle serie 13700 e 13702 (Figura 1).

La serie 13700 per fori passati è caratterizzata dall’imbocco corretto mentre la serie 13702 per fori ciechi ha l’elica a 40° per una migliore evacuazione del truciolo e la rastremazione posteriore degli ultimi 2/3 filetti. Questo fa sì che si eviti lo strappo del filetto nella fase del ritorno elastico del materiale stesso. Entrambe le versioni sono vaporizzate in modo da trattenere più refrigerante riducendo al contempo l’attrito e l’incollaggio del materiale sull’utensile (il cosiddetto tagliente di riporto). L’angolo di spoglia anteriore, o angolo di taglio, di norma è tra gli 8° e i 10°.

Nel caso invece di materiali a truciolo interrotto, come ad esempio la ghisa, che è fortemente abrasiva, la scelta ottimale sia per i fori ciechi che passanti, sono i maschi NUI 13770 ad alto contenuto di cobalto e vanadio (Figura 2). Il truciolo corto permette di essere gestito con i tagli dritti che conferiscono rigidità all’utensile. Questi maschi caratterizzati da quattro taglienti hanno un nocciolo maggiorato rispetto al tradizionale profilo a tre taglienti e risultano pertanto estremamente robusti. Il basso angolo di taglio e la nitrurazione accoppiata alla vaporizzazione garantiscono sia l’ottima performance che la resistenza all’usura e la durata dell’utensile.

Figura 3 – Riga ottica con terminale, testina di lettura e maschera per la foratura.

La lavorazione dell’alluminio di Elbo Italy con le soluzioni di NUI Utensili

Nel caso si debbano lavorare materiali teneri come alluminio e rame con maschi ad asportazione è fondamentale la scelta dell’utensile adatto.

NUI Utensili Europa oltre a distribuire le proprie soluzioni tramite i rivenditori segue alcuni utilizzatori finali e questo le premette di affrontare le diverse problematiche produttive fornendo un supporto qualificato alla propria clientela.

Da anni è al fianco di Elbo Italy, casa bolognese specializzata nei visualizzatori di quote per le macchine utensili. Una delle fasi di lavorazione delle soluzioni Elbo prevede la foratura e la successiva maschiatura di una guida di alluminio anodizzato che accoglie il terminale della riga ottica visibile nella Figura 3.

La foratura viene fatta con una punta NUI 10102 a norma DIN 338 in M35 di diametro 1,6 per poi procedere con una maschiatura del particolare. La profondità di filettatura è di 10 mm con un M2. La lavorazione viene eseguita su una maschiatrice pneumatica visibile nella Figura 4. La difficoltà della lavorazione è dovuta alla tendenza dell’alluminio a formare matasse di trucioli e sui diametri molto piccoli in particolare si corre il rischio di una rottura del maschio. In questa lavorazione si è optato per l’utilizzo di un maschio NUI 13783 (Figura 5). I maschi di questa serie hanno geometrie ottimizzate per i materiali teneri. L’angolo di taglio molto positivo permette di rompere il truciolo fluente e l’elica a 45° lo evacua in modo molto efficiente. Il gambo rinforzato consente di gestire eventuali trucioli in eccesso evitando possibili rotture. La collaborazione tra Elbo e NUI ha aiutato a ottimizzare i tempi del ciclo di lavorazione, evitando problematiche in produzione.

Conclusione

La maschiatura è una delle lavorazioni meccaniche più problematiche anche in considerazione del fatto che è tipicamente l’ultima operazione che viene eseguita. Per questa ragione la selezione dell’utensile con le geometrie corrette è fondamentale così come è importante capire le caratteristiche del materiale da lavorare. La truciolabilità dei differenti materiali può infatti influire in maniera sostanziale sul risultato finale. NUI Utensili Europa è in grado di fornire ai suoi clienti un supporto efficace in officina per ottimizzare questo tipo di processi.

Display visualizzatori di quote in produzione.

Elbo Italy

Elbo Italy è una realtà bolognese nata nei primi anni 60 che si occupa della progettazione, della produzione e della commercializzazione di visualizzatori di quote per le macchine utensili. La società, nei suoi stabilimenti di Castello D’Argile. produce sistemi caratterizzati da semplicità di utilizzo e da grande precisione che permettono di incrementare la produttività in azienda riducendo il tempo ciclo ma al contempo limitando gli errori di lavorazione visto che l’acquisizione delle quote avviene direttamente sugli assi. Il mercato di riferimento di Elbo Italy sono tradizionalmente i produttori di macchine utensili,
ma anche i commercianti e chi fa revisione sulle stesse desiderando “retrofittarle
per renderle più efficienti. Abbiamo chiesto a Stefano Bassi, sales manager di Elbo, quali siano i principali punti di forza dell’offerta aziendale, lui ci ha risposto che, oltre all’ottima qualità delle soluzioni tecniche, Elbo è in grado di offrire sistemi di misura personalizzati alla propria clientela garantendo tempestività nell’assistenza tecnica. Questa, a suo parere, è oggi fondamentale e ha consentito all’azienda di diventare un punto di riferimento in Italia ed Europa su questo tipo di prodotti. Bassi ha inoltre puntualizzato che per le Pmi italiane, caratterizzate da un grande “saper fare”, è altresì importante mantenere la capacità di innovare. Elbo ha recentemente approntato una testina di lettura per righe fino a 50 metri di lunghezza con risoluzione di 0,1 micron caratterizzata da una velocità di 100 metri al minuto, un vero esempio di artigianalità creativa nazionale.

di Claudio Silvestri, direttore Italia NUI Utensili Europa