La rasatura degli ingranaggi è sempre attuale?

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Molto spesso si è pensato a un inesorabile declino della rasatura a causa del diffondersi della finitura con altri metodi. Tuttavia, la rasatura è ancora una delle operazioni maggiormente in uso tra i costruttori di ingranaggi.

La rasatura si esegue prima del trattamento termico; e questo è il suo limite. La rettifica si effettua dopo il trattamento termico; e questo è il suo grande vantaggio. Il tecnico metodista che studia il ciclo di lavorazione di un ingranaggio si trova davanti questo dilemma: è preferibile la rasatura o sono da scegliere altri metodi per finire gli ingranaggi?

Nell’ultimo decennio si è assistito a uno sviluppo costante della tecnologia inerente a questi due processi fondamentali di finitura degli ingranaggi. La rettifica è l’operazione che ha avuto i maggiori vantaggi dall’affinamento della meccanica, dell’introduzione di una più sofisticata elettronica e dall’adozione di software estremamente complessi e raffinati. Sia la rettifica di forma che quella per generazione hanno fatto passi giganteschi abbattendo i tempi di lavorazione anche grazie all’impiego di nuovi abrasivi sia a base ceramica sia in CBN. Chi ha vissuto questi costanti progressi si è convinto che nel giro di pochi anni la rettifica avrebbe soppiantato quasi del tutto la rasatura, e in effetti molti ingranaggi che anni addietro erano rasati ora sono rettificati. Naturalmente per trasmissioni di qualità è necessaria una grande precisione, magari con qualche correzione di profilo e di elica; tuttavia non sempre a ingranaggi geometricamente perfetti corrisponde una riduzione della rumorosità.

La rumorosità è provocata da vibrazioni che possono essere innescate anche da imperfezioni del corpo dell’ingranaggio stesso o della scatola cambio. In ogni caso però, specie oggi che molti ingranaggi vengono usati nelle silenzione vetture a trazione elettrica la rettifica è d’obbligo.

Ma esiste una vasta gamma di ingranaggi che non necessitano di una precisione estrema e per loro è più che sufficiente una finitura con la rasatura che comunque può garantire una qualità classe DIN 5.

I vantaggi dell’operazione di rasatura sono molteplici. In primo luogo, il tempo di lavorazione può essere anche inferiore ai 10 secondi. Un altro vantaggio è il basso costo dell’utensile per ingranaggio prodotto e, infine, l’investimento per l’acquisto di una rasatrice è relativamente basso. L’unica limitazione è che si tratta di un’operazione da effettuare prima del trattamento termico, processo che in qualche modo peggiora la qualità.

Come lavora il rasatore

In tutti i procedimenti di rasatura il pezzo e l’utensile ruotano insieme come una coppia d’ingranaggi elicoidali ad assi incrociati. Il coltello rasatore riceve il moto dal motore e trascina il pezzo che è calettato su un albero che gira liberamente. L’accoppiamento quindi è libero ed è questo il motivo principale per cui sono difficilmente migliorabili gli errori di divisione. Il motivo per cui gli assi sono incrociati è quello di provocare un’azione di strisciamento relativo tra il fianco del dente del coltello e il fianco del dente del pezzo (Figura 2). Immaginiamo il coltello prolungato nel senso dell’asse così da formare un cilindro; se l’asse b fosse libero di muoversi, la ruota su esso calettata possederebbe un moto di traslazione intorno all’asse del coltello nella direzione V legata all’angolo di incrocio γ. La velocità V è la risultante di due componenti e precisamente della V1 e della Vs. La Vs è compensata dalla naturale rotazione del coltello, mentre la componente V1 sposterebbe il pezzo lungo l’asse del coltello. In effetti però la ruota b non può spostarsi in quella direzione perché è bloccata sul suo asse e l’asse, a sua volta, è fisso; è perciò evidente che per compensare questo mancato movimento si stabilirà uno strisciamento tra i due fianchi dei denti.

Sulle superfici dei denti del coltello rasatore sono ricavati dei solchi, chiamati normalmente canalini, che formano una serie di spigoli taglienti. Sono questi taglienti che per effetto dello strisciamento relativo tra fianco del dente dell’ingranaggio e fianco del dente del coltello asportano il materiale sotto forma di piccolissimi trucioli. L’angolo d’incrocio è la differenza tra l’angolo dell’elica del coltello e l’angolo dell’elica dell’ingranaggio. Alcuni dettagli su questo parametro verranno illustrati in seguito.

 

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