Di il 14 Mag 2020 in Punti di vista, Blog, Approfondimenti tecnici | nessun commento

Se e quando ha senso dentare un ingranaggio su un tornio CNC

Ho ricevuto diversi commenti al mio post sui tempi di dentatura a creatore e uno in particolare – quello di Silvio Novasconi che riportava una sua esperienza di dentatura su un tornio, precisando che il pezzo in questione era un ingranaggio “poco importante” – mi ha fatto venire in mente un argomento che mi piacerebbe approfondire con voi.
La dentatrice infatti non è l’unica macchina che permette di produrre ingranaggi; queste componenti si possono realizzare anche su tornio, a patto che la macchina sia a controllo numerico, nonché dotata di uno specifico software e di uno specifico portautensile su cui montare un creatore. Questi due macchinari presentano però delle differenze.

Come molti di voi sapranno bene, la dentatrice è una macchina da ripresa, il che significa che per produrre un pezzo finito deve necessariamente partire da un semilavorato precedentemente realizzato a tornio. La dentatrice inoltre è una macchina molto costosa e può essere utilizzata solo ed esclusivamente per la produzione di ingranaggi. Quindi potrebbe sorgere spontanea una domanda:

ma perché non sostituire la dentatrice con un tornio CNC così da produrre gli ingranaggi con un notevole risparmio economico?

La risposta a questa domanda potrebbe non essere così scontata e siccome, per varie ragioni, in MICROingranaggi ci siamo trovati ad approfondire nel concreto questo interrogativo – attrezzandoci nel corso degli anni per costruire ingranaggi sia su tornio che su macchina multitasking, oltre che su dentatrice – voglio condividere la nostra esperienza.

Un’azienda come la nostra, che costruisce ingranaggi ormai da quasi 50 anni, conosce molto bene le caratteristiche di questa componente meccanica: sa bene come funziona, quali sono le problematiche di produzione, cosa verificare in sede di controllo qualità e, soprattutto, è attrezzata per misurazioni e certificazioni. Inoltre, siccome ci occupiamo anche di progettare ingranaggi e riduttori (sia dal punto di vista delle geometrie che dei calcoli di resistenza), possiamo dire di conoscere bene anche i più piccoli e apparenti dettagli nei profili che possono fare la differenza a seconda delle applicazioni per le quali sono stati costruiti.

Bene, sulla base della nostra esperienza, abbiamo riscontrato che

gli errori più comuni rilevati dall’evolventimetro sulla dentatura di ingranaggi realizzati a tornio riguardano evolvente ed elica, e sono dovuti sostanzialmente a errori di posizionamento dell’utensile.

Questo perché i portautensili non sono mai rigidi come potrebbe essere il mandrino di una dentatrice, così come la potenza trasmessa sarà inferiore a quella impiegata da una dentatrice. Ciò significa che il modulo della dentatura realizzabile a tornio sarà limitato e, allo stesso modo, il materiale da tagliare non potrà essere molto duro. In caso contrario, infatti, i tempi di produzione non sarebbero più convenienti. Al tempo stesso, però, va anche detto che sulle lavorazioni di ingranaggi a tornio abbiamo riscontrato ottimi risultati in materia di divisione e di run out (concentricità).

La produzione di ingranaggi a tornio, inoltre, non è idonea alle grandi serie,

poiché i portautensili e la cinematica di questi macchinari sono più delicati e fragili di quelli di una dentatrice; pertanto se l’utilizzo è continuativo ci saranno usure decisamente precoci.
Senza una approfondita conoscenza dei creatori, infatti, è difficile capire quale deve essere l’esatto posizionamento in macchina, le condizioni di usura massima accettabile (le dentatrici hanno l’asse Y che sposta in automatico il creatore utilizzandolo su tutta la sua lunghezza), e questo potrebbe portare a produrre ingranaggi difettosi nel lotto, o costi elevati di riaffilatura o di durata utensile per pezzi prodotti.

Un altro argomento molto delicato è la manipolazione dell’ingranaggio.

Da un lato i sistemi di carico e scarico delle dentatrici sono stati studiati per evitare nel limite del possibile il rischio di possibili ammaccature, dall’altro queste macchine sono quasi sempre dotate di dispositivi di sbavatura che puliscono le bave di uscita dal creatore contestualmente alla loro formazione.

Nel dover scegliere tra una di queste due macchine la soluzione migliore, a parer mio, è quella di affidarsi a realtà davvero specializzate.

Questo perché saranno i professionisti di quell’azienda – con la loro professionalità, la loro esperienza in materia di ingranaggi e il corretto equipaggiamento per effettuare tutte le misurazioni necessarie – le figure che dovranno decidere se quella specifica componente è fattibile in determinate condizioni oppure no, e saranno sempre loro a sapere dove e cosa eventualmente correggere in macchina. Perché, e questo non va mai dimenticato,

i clienti apprezzano sì costi contenuti, ma esigono sempre il rispetto delle tolleranze a disegno e che il pezzo funzioni a dovere per come è stato progettato.

C’è infatti un altro importante aspetto da considerare. Quasi mai i clienti sono attrezzati per verificare la dentatura di un ingranaggio e non sempre un ingranaggio costruito male è rilevabile in fase di montaggio o collaudo. Spesso i problemi vengono fuori dopo mesi e proprio per questo serve molta prudenza prima: il rischio è infatti che la buona intenzione di acquisire ordini facendo risparmiare il cliente causi ingenti danni (e quindi costi) successivi ben più grandi.

Morale:

dal mio punto di vista la dentatrice è insostituibile sia per realizzare ingranaggi “seri” sia per le grandi produzioni.

Produrre ingranaggi è un mestiere complesso e io credo debba essere demandato quanto più possibile a chi è specializzato.


Fonte immagine: Fonte immagine