Rettifica meccanica: tutto ciò che si deve sapere

Rettifica meccanica

La rettifica meccanica: il procedimento in generale

Per rettifica si intendono le lavorazioni ottenute mediante l’abrasione esercitata da una mola. La velocità di rotazione della mola, costituita da materiale abrasivo, le permette di asportare una moderata quantità di materiale dalla superficie del particolare da lavorare con una notevole precisione. Proprio per queste caratteristiche la rettifica è un processo molto preciso ma anche costoso, il che ne fa una lavorazione adatta solo a particolari che richiedono una finitura superficiale elevata.

Tipologie di rettifica

Le tipologie di rettifica si differenziano tra di loro per la tipologia di macchina che le esegue, per le superfici lavorate e per la direzione lungo la quale si muove la mola rispetto al pezzo.

Rettifica in tondo/cilindrica

La rettifica in tondo avviene con l’asse di rotazione della mola parallelo a quello del pezzo da lavorare. Il moto relativo della mola è solamente longitudinale e latitudinale. Tramite questa tipologia di rettifica poiché il pezzo è anch’esso posto in rotazione è possibile lavorare solamente particolari cilindrici o conici, all’interno o all’esterno. Per interno si intende quando la mola lavora l’interno di un foro concentrico al pezzo stesso, allo stesso modo ci si riferisce all’esterno quando la lavorazione viene effettuata sulla superficie più lontana dal centro.

Rettifica a tuffo

La rettifica a tuffo come quella cilindrica avviene con l’asse della mola parallelo a quello del pezzo da lavorare, il movimento relativo della mola è però soltanto di avvicinamento radiale rispetto al pezzo. Anche in questo caso il pezzo è posto in rotazione quindi si lavorano generalmente superfici coniche o cilindriche e spallamenti, come ad esempio le sedi per i cuscinetti.

Rettifica in piano

La rettifica in piano lavora con l’asse di rotazione della mola perpendicolare rispetto al movimento della tavola di lavoro. Contrariamente alle tipologie di rettifica precedenti in questa il pezzo non è posto in rotazione, si ottengono quindi superfici piane con finiture superficiali (planarità e rugosità) elevate. La rettifica in piano può essere svolta con la mola in due posizioni differenti rispetto al pezzo: la rettifica tangenziale che prevede un contatto per l’appunto tangente fra la mola e il piano lavorato; la rettifica frontale che prevede una faccia della mola adagiata sul piano di lavoro, in questo caso l’asse della mola non è solamente perpendicolare al movimento della tavola ma anche al piano lavorato.

Rettifica senza centri

La rettifica senza centri permette di lavorare con precisione particolari di piccolo diametro e molto lunghi. Il posizionamento del pezzo è infatti ottenuto grazie all’opposizione di due mole, il pezzo tenuto con l’asse di rotazione parallelo a quello delle due mole è infatti posizionato fra le due e tenuto in quella posizione grazie alla leggera pressione di una lama. La rettifica senza centri permette elevate precisioni su particolari cilindrici di piccole dimensioni e su particolari di rivoluzione a geometria variabile.

Rettifica verticale

La rettifica verticale è una lavorazione molto simile a quella in piano ma il movimento della mola è verticale, questa caratteristica permette alla mola di seguire profili complessi come ad esempio quello di un ingranaggio, andandone a finire la superficie. Essendo una lavorazione molto costosa viene utilizzata solamente quando si necessitano estreme precisioni nell’accoppiamento di fori o profili.

Rettifica elettrochimica

La rettifica elettrochimica è una lavorazione molto particolare dove l’asportazione del materiale non avviene per abrasione della mola ma per effetto elettrolitico. L’utensile viene infatti collegato come anodo e il particolare come catodo ad una sorgente di corrente. Una soluzione elettrolitica effettua il “lavaggio”, ovvero la rimozione del materiale asportato fra l’utensile e il particolare. Questa tipologia di lavorazione si può eseguire su un’ampia gamma di materiali e elimina il rischio di deformazioni e di cricche dovuti alla sollecitazione termica provocata dalla lavorazione tradizionale.

Tipologie di superfici ottenibili

Mediante lavorazioni di rettifica si possono ottenere superfici cilindriche e coniche sia interne che esterne, piani, spallamenti, superfici di accoppiamentoscanalature e persino filetti. Le moderne rettifiche CNC permettono inoltre di ottenere profili di vario genere grazie alla possibilità di controllare perfettamente il movimento macchina e alla possibilità di profilare la mola seguendo un qualsiasi profilo base.

Macchine per la rettifica: la rettificatrice

Esistono diverse tipologie di macchine per la rettifica a seconda delle lavorazioni da effettuare. L’elemento comune è un mandrino dove è collocata la mola. I mandrini da rettifica non devono possedere coppia elevata come quelli da fresatura ma una rotazione molto precisa per evitare di generare superfici non conformi. Al contempo la rettificatrice non deve sopportare vibrazioni intense come nelle altre lavorazioni di asportazione truciolo ma la precisione di questa lavorazione richiede posizionamenti macchina molto più accurati.

Rettificatrice in tondo

Composta da un mandrino e una contropunta dove viene posizionato il particolare e messo in rotazione e almeno un mandrino. Sul mandrino possiamo trovare mole per le lavorazioni di interni o esterni, per questo motivo generalmente questa tipologia di macchina monta più mole contemporaneamente così da evitare nuovi setup per passare da interni a esterni o viceversa. Per ottenere precisioni più elevate si sostituisce quando necessario il mandrino con un’altra punta e si trasmette al pezzo il moto attraverso una brida. In questo modo si elimina l’effetto di eventuali imperfezioni nel rotolamento dei cuscinetti del mandrino.

Rettificatrice senza centri

La rettifica senza centri si presenta con due mole con assi di rotazione paralleli. Le due mole sono di dimensioni differenti: una di diametro maggiore che effettua la lavorazione e per questo motivo gira a velocità superiori; quella di dimensioni inferiori invece ha il compito di trascinare in particolare e premerlo verso la mola operatrice. Per evitare che il particolare perda l’attrito che permette alla mola di trascinamento di farlo ruotare si ricorre spesso a una lama che lo preme contro di essa. Il particolare se lungo è posizionato su alcuni rulli in modo da evitare disallineamenti.

Rettificatrice tangenziale

La rettificatrice tangenziale è quella più semplice e comune. Presenta un mandrino e una tavola di lavoro. Il mandrino possiede il movimento solamente sull’asse z, mentre il piano di lavoro quello in x. Il movimento del pezzo sotto al mandrino è dato dalla tavola che si muove in moto alternato lungo l’asse y. Il movimento lungo l’asse y viene impostato più ampio delle dimensioni del pezzo in modo da creare dei piani uniformi evitando i segni dell’inversione del moto.

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Utensili per la rettifica: le mole

Tipologie

La mola è un utensile privo di una geometria di taglio definita. Per questo si dividono in tipologie a seconda dei materiali dai quali sono costituite e dalla tipologia di lavorazione che andranno a effettuare. Troviamo infatti le mole per rettifica tangenziale, senza centri e in tondo di esterni che hanno la classica forma di disco. Mentre le mole per interni si presentano come dei cilindri uniti ad un alberino detto codolo che permette l’accoppiamento con il mandrino. Esistono poi le mole a tazza la cui forma è essenzialmente appunto quella di una tazza rovesciata, ovvero un cilindro con l’interno scavato e le mole a bisello, ovvero delle classiche mole a disco che però si presentano con due pareti inclinate a formare una V in luogo della faccia piatta delle mole a disco. Le mole a bisello si utilizzano principalmente per realizzare smussi e scanalature.

Materiali

Le mole sono composte da tre componenti: abrasivo, agglomerante e pori, ovvero spazio vuoto. La combinazione di questi tre elementi secondo modalità differenti permette la creazione di mole di innumerevoli tipologie. L’abrasivo è formato da grani di materiale molto duro che hanno il compito di tagliare il metallo e asportarne una parte. La dimensione dei grani di abrasivo permette di ottenere differenti livelli di finitura superficiale, ad un grano di dimensioni inferiori si associa di norma una finitura migliore. L’agglomerante non è altro che quella sostanza deputata a tenere i piccoli grani di abrasivo assieme e lasciarli emergere per permetterne il contatto col particolare. Esistono agglomeranti di diversa resistenza, i più tenaci permettono di lavorare con minore usura della mola. Bisogna però ricordare come la scelta dell’agglomerante può rendere il processo di ravvivatura molto complesso e costoso, come accade per gli agglomeranti resinoidi ad esempio.

Durezza

La durezza della mola contrariamente a quanto si pensa è riferita alla durezza dell’agglomerante, proprio per questo una mola più tenera può lavorare materiali più duri in quanto avrà una maggiore esposizione di abrasivo. Ovviamente questo aumenta il consumo della mola e la necessità di ravvivarla più frequentemente. Al crescere della durezza della mola crescerà dunque il volume asportato di particolare rispetto al volume perso di mola ma diminuirà la durezza del materiale lavorabile.

Struttura (porosità)

La porosità di una mola permette l’eliminazione del truciolo e il trasporto di lubro-refrigerante. Mole con una maggior dimensione dei pori permettono infatti una rettifica con minor creazione di calore e una conseguente asportazione più efficacie. Le mole con una dimensione dei pori inferiori invece presentano una maggior stabilità dimensionale ai bordi, caratteristica indispensabile ad esempio nella creazione di filetti.

Ravvivatura delle mole

Il progressivo consumo dell’agglomerante sulla superficie e dei grani dell’abrasivo rende la mola meno tagliente, è quindi necessario eliminare questo strato usurato. Il processo che prevede l’eliminazione di questo strato prede il nome di ravvivatura della mola e si effettua con l’ausilio di un materiale molto duro, spesso il diamante, per questo motivo questa operazione prende anche il nome di diamantatura. La ravvivatura di una mola è necessaria anche quando si impasta la mola, ovvero quando il truciolo va a riempire i pori della mola rendendola di conseguenza meno efficiente.

Utensili

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Parametri per la rettifica

Velocità di taglio

La velocità di taglio nella rettifica coincide con la velocità periferica della mola. Occorre di conseguenza tenersi al di sotto dei limiti di velocità angolare imposti dal costruttore della mola per evitare situazioni pericolose. La scelta è conseguenza del tipo di materiale e della tipologia di lavorazione. La velocità di taglio si ricava partendo dal numero di giri e dal diametro della mola e viene espressa in m/s.

Avanzamenti e profondità di passata

Avanzamenti e profondità di passata dipendono fortemente dalla tipologia di lavorazione che si sta effettuando, dalla mola che si sta utilizzando e dal materiale lavorato. Di norma si utilizzano avanzamenti longitudinali per rettifica di interni e esterni e avanzamento trasversale per la rettifica tangenziale non superiori ai 2/3 e non inferiori ai 2/10 dello spessore della mola utilizzata. La profondità di passata non superiore ai 0.2 mm e spesso di soli 0.001 mm ci ricorda come la rettifica sia una lavorazione molto precisa.

Applicazioni

La rettifica con la sua precisione si rende necessaria in moltissimi ambiti, tra applicazioni più comuni troviamo infatti la realizzazione di alberi motore, di particolari aereonautici, ingranaggi, cuscinetti, guide per macchine utensili, stampi, strumenti di misura e in ogni applicazione dove la precisione degli accoppiamenti è essenziale.

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