TECNOLOGIE 86 MECCANICHE. dicembre

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2 Basamento per macchina di estrusione La costruzione di macchine industriali, come per esempio gli estrusori, richiede a volte la realizzazione di pezzi molto complessi, che richiedono alle macchine utensili livelli prestazionali di assoluta eccellenza e un elevato controllo dei processi. di Marco Lombardi è un processo che prevede la compressione di L estrusione un materiale fino a valori ben superiori al carico di snervamento, per poi indirizzarlo a una matrice di estrusione che fa trafilare il materiale attraverso fori sagomati, per ottenere profilati delle più svariate forme, oppure in uno stampo. Questa elementare descrizione del principio dell estrusione, che non ha nessuna pretesa di rigore tecnico e scientifico, ci fa però intuire come una delle parti più importanti di una macchina per estrusione è proprio il corpo nel quale avanza il cilindro incaricato della compressione del materiale da estrudere. Nel pezzo che esaminiamo in questo articolo, il cilindro compressore, chiamato mazza, si muove di moto traslatorio attraverso un corpo realizzato in acciaio. Il moto della mazza avviene grazie a due alberi di trasmissione posizionati sui lati del basamento dell estrusore, che, impegnandosi in una coppia conica, imprimono al martello una forza assiale che gli permette di avanzare e di comprimere il materiale da estrudere. Il basamento viene lavorato per asportazione di truciolo a partire da un semilavorato costituito da un getto di fonderia in ghisa sferoidale, una volta posizionato sulla tavola della macchina, il pezzo subisce tutte le lavorazioni meccaniche di sgrossatura e di finitura, con un particolare riguardo al cassetto, cioè l alloggiamento della mazza. Proprio questa parte del basamento presenta alcune proprietà meccaniche e tecnologiche necessarie al funzionamento ottimale dell accoppiamento basamento-mazza, infatti la corretta traslazione della mazza all interno della sede ricavata nel basamento è possibile solo se vengono rispettate ristrette tolleranze di parallelismo e di perpendicolarità fra le superfici, nonché di concentricità e di planarità. La stessa cura per le tolleranze dimensionali e geometriche deve essere assicurata al foro passante do- MECCANICHE 87

3 In un basamento per estrusore, il cilindro compressore, chiamato mazza, si muove di moto traslatorio attraverso un corpo realizzato in acciaio. Il moto del martello avviene grazie a due alberi di trasmissione posizionati sui lati della cassa dell estrusore, che, impegnandosi in una coppia conica, imprimono al martello una forza assiale che gli permette di avanzare e di comprimere il materiale da estrudere. La cassa è realizzata in ghisa sferoidale, ha una massa di sei tonnellate e una lunghezza di circa mm. ve viene ospitata la coppia conica e ai fori di passaggio degli alberi di trasmissione, fori costituiti da una serie di orecchie formate da una parte solidale al corpo del basamento e da un altra parte, lavorata in precedenza, detta cappello che viene accoppiata in seguito e poi lavorata per alesatura. La macchina La macchina che è stata utilizzata per realizzare il basamento per estrusore è una Bragonzi 130 T, un centro orizzontale di fresatura e alesatura che garantisce la rigidità necessaria a portare a termine una lavorazione che, come abbiamo visto, impone il rispetto di tolleranze e di precisione assai elevate. Le strutture principali della 130 T in ghisa, prodotte dalle fonderie Bragonzi stesse, garantiscono queste proprietà. La forma e la geometria del pezzo da lavorare si prestano inoltre molto bene all uso di una alesatrice, infatti il basamento, una volta posizionato sulla tavola girevole della 130 T, deve essere lavorato in orizzontale, in posizione frontale, con la realizzazione di un grande numero di fori alesati, per il centraggio e il collocamento delle spine di posizionamento, richiede l esecuzione di numerose tasche nonché la già citata lavorazione della sede della mazza di estrusione e del foro di passaggio della coppia conica. Tutte queste operazioni devono essere effettuate da una macchina che possa lavorare anche con una notevole estensione del mandrino, anche in presenza di limitati spazi per l ingombro del mandrino stesso. La configurazione dell alesatrice orizzontale rende possibili proprio tutti questi requisiti. Uno dei punti di forza della 130 T è proprio il mandrino, interamente realizzato dalla Bragonzi per attrezzare le sue macchine, costruito in acciaio nitrurato con durezza 1000 Vickers e con una bussola cementata e calettata a caldo, per avere la massima rigidità e la totale assenza di giochi. La realizzazione di un pezzo complesso come un basamento di macchina per estrusione ha permesso ai tecnici Bragonzi di sfruttare al massimo un altra caratteristica dell alesatrice 130 T: il controllo numerico Heidenhain 530, che, con un opportuna programmazione, ha permesso di realizzare la gran parte delle IL CICLO DI LAVORO 1. Appoggiando il pezzo su pilette regolabili ed eseguendo il livellamento si effettua la spianatura della parte frontale necessaria ad effettuare l appoggio per la fase successiva 2. Fresatura della parte destinata al fissaggio a terra mediante fresa da 250 mm di diametro con finitura. 3. Fresatura del cassetto foratura maschiatura da M42 a M4 e spianatura del piano appoggio motore con mandrino a sbalzo di 750 mm. Finitura del cassetto con tolleranza centesimale e rispetto delle tolleranze di parallelismo perpendicolarità, rugosità superficiale. 4. Fresatura, foratura, maschiatura perimetrale delle quattro facce mediante la rotazione della tavola,che avviene mediante un doppio pignone con riduttore e recupero automatico del gioco. Alesatura degli assi. 88 MECCANICHE

4 tasche fresate presenti sul pezzo ricorrendo alle librerie presenti nel pacchetto del cnc. Il ciclo di lavoro Il ciclo inizia a partire dalla fonderia, infatti la fusione è realizzata dalla stessa Bragonzi, permettendo il totale controllo di processo sulla lavorazione del basamento. La produzione a partire dal getto permette infatti la messa a punto della fusione proprio in funzione delle esigenze della successiva lavorazione per asportazione di truciolo, per esempio garantendo l uniformità dei sovra metalli e la loro opportuna distribuzione in funzione della maggiore o minore delicatezza e complessità della zona da lavorare. Il grezzo in uscita dalla fonderia viene sottoposto a una prima fase di fresatura a spianare, per realizzare i due piani orizzontali sui quali sarà appoggiato il pezzo, una volta posizionato sulla tavola dell alesatrice. Successivamente si procede alla realizzazione della sede del cassetto, utilizzando fra gli altri utensili una fresa a riccio realizzata su disegno speciale dalla Walter. Di particolare importanza, in questa LA MACCHINA MANDRINO Diametro del mandrino per alesare mm 130 Cono per attaco utensile ISO /1 - DIN 69871, A50 Codolo di attacco utensili tipo A Diametro del mandrino per fresare mm 200 Diametro di attacco porta fresa mm 221,44 Forza serraggio utensili dan 2000 VELOCITÀ E AVANZAMENTI Gamme di velocità N 2 Coppia massima continuativa Gamma lenta da Nm 133 Gamma veloce da Nm 37 Velocità di rotazione mandrini (programmabile) g/ Avanzamenti di lavoro assi X-Y-W-Z (variazione continua) mm/min Avanzamenti rapidi per i movimenti assi X-Y-W-Z mm/min Spinta max sugli assi dan 2000 CORSE Trasversale della tavola asse X mm (opzione 4000) 3500 Verticale del mandrino asse Y mm (opzione 2500) 2000 Orizzontale del mandrino asse Z mm 900 Longitudinale del montante asse W mm (opzione 2000) 1500 TAVOLA GIREVOLE Dimensioni utili mm (opz. 1800x2000) 1500x2000 Carico ammesso ton 15 Coppia in lavorazione di contornatura da Nm 1500 Cave a T N 9 Cave mm 28-H7 Rotazione tavola rapidi g/1 0-3 Risoluzione di misura assi X-Y-W-Z mm 0,001 asse B gradi 0,001 POTENZA Motore c.a brushless rotazione mandrini (S1-100%) kw 37 Coppia motori c.a. brushless assi X-W-B Nm 45 Coppia motori c.a. brushless asse Y Nm 27 Coppia motori c.a. brushless asse Z Nm 32 Potenza toale installata kw 100 MAGAZZINO UTENSILI (opzionale) Numero utensili N Passo catena mm 130 Diametro max utensili mm 125 Diametro max utensile con posto adiacente libero mm 240 Lunghezza max escluso cono mm 400 Peso max ammesso dan 25 Attacco utensili CONO ISO /1- DIN A50 PESO INGOMBRO Peso netto approssimativo macchina ton 33 Dimensioni di ingombro (lung.-larg.-alt.) mm 8200x10000x4800 fase, oltre alle già citate doti di perpendicolarità e di parallelismo, la lavorazione di un piano inclinato presente all interno del cassetto, che, in mancanza di un asse basculante della tavola, è ottenuto con una normale fresa elicoidale azionata con il moto del mandrino su un asse inclinato. Successivamente sono effettuate le alesature sul foro che ospiterà la MECCANICHE 89

5 GLI UTENSILI È stato fatto un ampio uso di utensili speciali,come le frese a riccio speciali per la lavorazione del cassetto e il bareno di alesatura per la lavorazione dei fori per gli alberi di trasmissione. coppia conica per la trasmissione del moto alla mazza. L ultima fase riguarda le alesature dei fori passanti posti su delle orecchie sulla parte esterna della cassa, dove passeranno gli alberi di trasmissione. Queste orecchie sono formate da due parti, una solidale alla cassa e una, il cappello fissata con dei bulloni. I cappelli vengono preparati in precedenza effettuando la fresatura dei piani di accoppiamento, una volta assemblati, viene effettuata l alesatura finale per il totale rispetto dei rasamenti e delle tolleranze di accoppiamento fra i fori stessi e gli alberi di trasmissione. Questa alesatura finale avviene con una sola passata, con un bareno IL VALORE AGGIUNTO Quando la maggior parte delle lavorazioni avviene in posizione frontale, con il mandrino chiamato a lavorare quasi sempre a sbalzo,con elevati requisiti in termini di precisione del pezzo finito,diventa fondamentale contare sulla massima rigidezza e precisione della macchina, proprio uno dei cavalli di battaglia della Bragonzi, che con la 130 T offre una macchina stabile e rigida non solo per quanto concerne il basamento e più in generale le parti strutturali, ma anche le componenti maggiormente strategiche di una macchina utensile, come il mandrino. L altro grande vantaggio è dato dal servizio di fonderia, che è in grado di assicurare un controllo completo del processo, in modo da coprire tutta la value chain,dall entrata in fonderia del metallo grezzo fino alla fase di verniciatura del pezzo finito. speciale di alesatura estremamente lungo che lavora a sbalzo per tutta la lunghezza del basamento, con tutte le immaginabili problematiche di caduta, di mantenimento dello zero e anche di taglio interrotto, vista la particolare geometria dei fori. Il ciclo di lavoro così configurato richiede in totale l utilizzo di circa centoventi utensili. I vantaggi La realizzazione di un basamento per estrusore richiede di intervenire su un pezzo di notevole massa, intorno alle sei tonnellate, e di altrettanto notevoli ingombri, circa mm. La maggior parte delle lavorazioni avviene, come abbiamo visto, in posizione frontale, con il mandrino chiamato a lavorare quasi sempre a sbalzo, con una notevole estensione data dalla distanza fra l asse verticale dell alesatrice e il fondo delle tasche da lavorare, oppure dei fori da effettuare e da alesare; a queste condizioni già di per sé impegnative si aggiungono gli elevati requisiti in termini di precisione del pezzo finito. Davanti a una situazione simile diventa fondamentale contare sulla massima rigidezza e precisione della macchina, proprio uno dei cavalli di battaglia della Bragonzi, che con la 130 T offre una macchina stabile e rigida non solo per quanto concerne il basamento e più in generale le parti strutturali, ma anche le componenti maggiormente strategiche di una macchina utensile, come il mandrino. Proprio il mandrino, progettato e costruito dalla stessa Bragonzi, possiede delle caratteristiche di struttura e costruzione che lo rendono adatto a lavorare anche con sbalzi notevoli, senza risentirne in termini di precisione e di ripetibilità. L altro grande vantaggio non è dato solamente dall alesatrice 130 T, ma dalla stessa Bragonzi intesa come realtà industriale, che, potendo offrire anche un servizio di fonderia, è in grado di assicurare un controllo completo del processo, in modo da coprire tutta la value chain, dall entrata in fonderia del metallo grezzo fino alla fase di verniciatura del pezzo finito. 90 MECCANICHE