La dentatura delle cremagliere

La dentatura delle cremagliere è un’operazione che differisce in modo notevole dall’analogo processo per eseguire gli ingranaggi. Ecco alcune caratteristiche tipiche delle frese per il taglio dei denti di questi componenti.

Le cremagliere sono in sostanza degli ingranaggi con diametro infinito. Sono usate per trasformare un moto rotatorio in un moto rettilineo o viceversa.

Il dimensionamento dei denti segue le stesse norme degli ingranaggi; quindi si parla di profili finiti (I o II) e pre-rettifica (III o IV) secondo la tabella DIN 3972.

Il ciclo di lavorazione prevede una prima fase di dentatura che viene eseguita con frese multiple, molto simili a creatori, ma senza un filetto continuo lungo il diametro esterno.

Anche se la cremagliera può essere assimilata a un ingranaggio con un dimetro infinito, la cinematica dell’operazione di dentatura è completamente diversa da quella che si ha nella dentatura degli ingranaggi.

Non si ha un movimento di generazione, ma solamente un avanzamento in senso trasversale della fresa senza alcun movimento della cremagliera.

Il profilo generato sui denti ha i fianchi rettilinei è corrisponde al profilo dei denti della fresa. Tutto ciò influenza moltissimo il dimensionamento della fresa che, a differenza del creatore, deve essere progettato per consentire un taglio più “dolce” possibile e avere un diametro e lunghezza che consentano la massima produzione e nello stesso tempo la massima durata dell’utensile.

Per esempio, il diametro può essere molto più grande per consentire un più alto numero di denti e quindi una maggior durata della fresa. I limiti sono costituiti dall’interasse massimo consentito dalla fresatrice e dal fatto che maggiore è il diametro maggiore è la corsa trasversale perché aumenta il tratto di entrata e di uscita della fresa dal pezzo.

Nei creatori che tagliano gli ingranaggi invece il diametro dovrebbe essere il minore possibile per avere un maggior numero di giri al primo del pezzo e quindi un tempo minore di dentatura.

Nella Figura 1 è rappresentata una di queste frese che può tagliare 2 denti alla volta.

Le frese hanno quindi un diametro notevole, che può essere di 150 mm fino a oltre 200 mm ed una larghezza che dipende essenzialmente dalla capacità e della potenza della fresatrice e dal modulo della dentatura.

Una cremagliera per ogni settore

Poiché le cremagliere sono usate praticamente in ogni settore industriale, la gamma delle dimensioni e dei moduli è di fatto illimitata, così come ci sono molte differenze per quanto riguarda le precisioni richieste.

Parlando di moduli, possono arrivare anche oltre i 20 mm, con possibilità di trasmettere forze di centinaia di migliaia di Newton.

Un elenco dei campi di impiego, certamente non esaustivo, è il seguente:

• macchine utensili, specialmente su alcuni tipi di caricatori automatici;

• movimentazione dei cancelli automatici;

• apertura e chiusura di finestrature mobili delle serre;

• alcuni tipi di sterzi automobilistici;

• macchine agricole;

• ferrovie di grande pendenza (ferrovie a cremagliera);

• sistemi di movimentazioni di grandi dimensioni dove sono presenti forti sollecitazioni;

applicazioni dove sono richieste alte precisioni (ad esempio, apparecchi di misura, macchine a controllo numerico, apparecchi medicali);

• macchine del settore tessile e grafico.