Taglio di precisione di microingranaggi

microingranaggi
La macchina dentatrice orizzontale a creatore Koepfer K 160 si caratterizza per la sua programmazione molto semplice e intuitiva anche per processi di dentatura complessi.

EMAG e MICROingranaggi rafforzano la loro collaborazione, mostrando i vantaggi di processi sempre più efficienti nella produzione e lavorazione di microingranaggi.

Mostrare tecniche e vantaggi nella lavorazione di microingranaggi, ingranaggi cilindrici a denti dritti ed elicoidali, così come viti senza fine e pulegge, che le moderne tecnologie permettono di produrre in modo sempre più preciso ed efficiente. Il tutto, dando la possibilità agli operatori di settore di interagire attraverso domande mirate e declinate alle proprie esigenze di produzione, legate al taglio di precisione.

Questo l’obiettivo del webinar di EMAG, che ha visto diverse macchine, fornite dalla storica azienda tedesca, provate sul campo presso lo stabilimento della MICROingranaggi Srl, con un’inedita e privilegiata visione della produzione di un’ampia gamma di pezzi.

Fabio Biasutti, area manager EMAG Milano, ha introdotto i lavori ricordando il “peso” internazionale dell’azienda tedesca, tra i leader nella fornitura di centri di tornitura verticali con oltre quattordicimila installazioni nel mondo, che negli ultimi venti anni ha intrapreso una scelta strategica volta ad allargare il proprio portfolio a tutto ciò che è complementare al settore, nell’ottica di fornire ai propri clienti un pacchetto completo, che comprenda soluzioni tecnologiche avanzate per la rettifica e per la lavorazione degli ingranaggi.

In particolare, per l’Italia il Gruppo, a partire dalla filiale di San Giuliano Milanese, conta sul lavoro di oltre cento collaboratori.

Eccellenza italiana nella micro componentistica

Il vero focus tecnico dell’incontro ha visto l’intervento congiunto del Direttore Tecnologie di EMAG Koepfer, Jörg Lohmann e del padrone di casa Stefano Garavaglia, CEO di MICROingranaggi Srl.

Dentatura a creatore a secco ad alta velocità di ruote dentate satelliti.

Quest’ultima si presenta come una dinamica realtà del settore, con mezzo secolo di storia alle spalle, nel quale dapprima si è imposta come azienda specializzata nella dentatura di ingranaggi per orologeria e strumentazione, fino ad arrivare col tempo ad abbracciare diversi campi applicativi, progettando e realizzando micro componentistica meccanica ed elettromeccanica di precisione, per servire svariati settori: automazione, robotica, packaging, domotica e, ancora, medicale, navale, tessile, aeronautico e militare.

Nello sito produttivo di Buccinasco (MI) MICROingranaggi ospita oltre 20 macchine a controllo numerico, un reparto assemblaggio, una sala metrologica a temperatura controllata per la verifica dimensionale di precisione e tre magazzini automatici, con una produzione annuale che tra pezzi singoli e componenti per motoriduttori si assesta attorno ai 4,5-5 milioni di pezzi.

«Grazie alla nostra consolidata esperienza nel campo della dentatura – ha detto Garavaglia – oggi siamo in grado di abbracciare numerosissimi settori merceologici, con un trend in crescita che anche negli ultimi mesi ci ha permesso di recuperare ampiamente i cali dovuti all’emergenza della pandemia. Nel nostro stabilimento siamo in grado di realizzare ingranaggi cilindrici o conici a denti dritti, viti senza fine e pulegge dentate, ma da diversi anni realizziamo progetti propri o per lavorazioni conto terzi anche per riduttori epicicloidali, attuatori lineari e moltiplicatori di giri, ponendoci non come una semplice officina di produzione quanto come un’azienda in grado di contare su efficienti reparti di ricerca, test e assemblaggio, soprattutto per i prodotti motion.»

Più velocità nella dentatura a creatore

Visitando i reparti di produzione, Jörg Lohmann si è soffermato innanzitutto sul lavoro di una macchina dentatrice orizzontale a creatore Koepfer K 160, presente in quattro esemplari nella fabbrica milanese.

«Si tratta – ha detto presentandola – di una dentatrice molto veloce, con azionamenti di ultima generazione e caratterizzata da un concetto di programmazione molto semplice e intuitivo anche per processi di dentatura complessi. Per un nostro cliente, importante player tedesco dell’automotive, ad esempio, è in grado di realizzare la dentatura di un ingranaggio planetario del diametro di 50 mm in meno di 10 secondi di tempo ciclo

microingranaggi
Se fino a 8-10 anni fa i tempi di lavorazione degli alberi rotore erano di circa 20 – 25 secondi, oggi la K 160, con gli attuali 8 – 10 secondi, occupa una posizione unica a livello mondiale.

Conferma Garavaglia: «Sono tempi veramente eccezionali, che mi confermano quanto questa macchina sia in grado di assicurare prestazioni eccellenti, consentendo di costruire pezzi con dettagli molto accurati».

La K 160 si presenta come la dentatrice a creatore più veloce oggi sul mercato, con tempi truciolo molto ridotti.

Gli 8-10 secondi raggiunti grazie al progresso tecnologico rappresentano, infatti, un valore quasi impensabile non più tardi di un decennio fa, quando i tempi di lavorazione si attestavano sui 20-25 secondi.

Inoltre, fattori come velocità di taglio, alimentazione del pezzo e facilità di attrezzamento diventano determinanti per i tempi di inattività e di processo, economicamente decisivi quando si tratti di produrre grandi lotti.

Inevitabile, con tempi ciclo così performanti, una riflessione sugli studi di processo, che devono essere necessariamente molto accurati.

«Prima di passare alla produzione – osserva Lohmann – è indispensabile fissare obiettivi precisi, anche e soprattutto per la qualità di dentatura del pezzo finito, che richiede processi di pre-dentatura, rettifica e infine, per motivi di rugosità, di lappatura

«Osservazioni valide a cui aggiungerei altri due aspetti – aggiunge Garavaglia – legati agli studi sulla geometria del pezzo, determinante per ottenere risultati importanti, così come la qualità del semilavorato. Il tornito con cui verrà successivamente realizzato l’ingranaggio e fondamentale.»

Estrema versatilità

L’esempio in diretta ha visto la Koepfer K 160 impegnata nella lavorazione particolarmente gravosa di una ruota con alto numero di denti.

Operazione che si avvale dell’ulteriore valore aggiunto rappresentato dal basamento rigido della macchina.

La HLC 150 H è una dentatrice universale versatile, performante e in grado di lavorare un’ampia gamma di pezzi.

«Lo skiving non è mai un’operazione banale e le vibrazioni ne costituiscono il principale nemico, soprattutto lavorando con acciaio duro. Per questo tipo di lavorazioni ci avvaliamo inoltre di due sensori standard presenti sull’utensile ausiliario, uno per i moduli da 0,4 a 0,7 e uno per dimensioni maggiori, che si dimostrano indispensabili anche quando non si effettuano attività di skiving. Il sistema di evacuazione trucioli aspira olio dal lato destro o sinistro attraverso una pompa centrifuga ed è presente un doppio sistema di filtro, magnetico per i residui metallici e di carta per altri materiali.»

A riprova dell’estrema versatilità, in produzione era presente una macchina gemella impegnata nella lavorazione di un pignone in plastica, offrendo una valida alternativa allo stampaggio a iniezione.

«Il motivo risiede nell’estrema precisione del pezzo richiesta dal committente. In questo caso realizziamo la dentatura partendo da un semilavorato, programmando la macchina per effettuare un taglio con doppia entrata del creatore che consente di eliminare le bave» ha precisato il CEO di MICROingranaggi.

Dentatura per moduli fino a 2,5 mm

La visita al sito produttivo di MICROingranaggi ha fatto poi tappa presso la postazione di lavoro della dentatrice HLC 150 H, utilizzata anche per viti senza fine.

microingranaggi
La dentatrice HLC 150 H è in grado di realizzare ingranaggi con diametro fino a 150 mm.

Una macchina molto versatile, in grado di realizzare ingranaggi con diametro fino a 150 mm.

Il concept è basato sull’asse di shifting virtuale, che permette alla testa porta creatore di ruotare oltre i 180°, rendendola ideale per chi produce pezzi per riduttori o per lavorazioni di qualsiasi particolare di dentatura.

«Con questa macchina raggiungiamo un angolo di elica molto ampio, che ci consente di effettuare fresature di viti senza fine e la dentatura di qualsiasi ingranaggio, la corona per viti senza fine in bronzo o la fresatura di viti senza fine che può avvenire fino a modulo 6.»

Conferma Garavaglia: «Anche in questo caso si ha una grande affidabilità: con un infinitesimale assorbimento di potenza del mandrino, riusciamo a realizzare moduli fino a 2,5 mm. Il processo di setup è molto comodo, la mancanza di tubi esterni o a vista permette una migliore rotazione della testa e una ridotta manutenzione. Inoltre, l’interfaccia touch per l’inserimento dati è molto pratico e il sistema carico e scarico con magazzino combinato la rendono una macchina ideale anche per contoterzisti».

Deviazioni sistematiche

Oggetto di dibattito anche il tema delle deviazioni sistematiche. Quelle del profilo, determinate principalmente dall’utensile e secondariamente tramite la determinazione della quantità di taglienti del creatore, oppure quelle dell’elica: ad esempio, un raddoppio dell’avanzamento assiale causa un incremento di fattore 4 nella profondità delle tracce di avanzamento.

microingranaggi
L’utilizzo della dentatrice HLC 150 H consente di sfruttare un angolo di elica molto ampio nella fresatura di viti senza fine.

«Le deviazioni sistematiche non avvengono per caso e possono essere definite con precisione in fase di sviluppo del processo, effettuando simulazioni che ad esempio prevedano la variazione di parametri come la quantità di principi del creatore o dell’avanzamento assiale. Su quest’ultimo aspetto, è interessante notare come si registri un aumento delle deviazioni che non è proporzionale, bensì al quadrato. Per questo è fondamentale conoscere il livello di stress cui il creatore può resistere che, sommato agli altri fattori, determina la qualità e il conseguente costo del pezzo finale» ha detto Lohmann.

di Andrea Selva