Lavorazioni di estremità a pezzo fermo

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1 Gianandrea Mazzola Lavorazioni di estremità a pezzo fermo Quando si devono trattare barre o tubi di considerevole dimensione (e peso), con geometrie non sempre regolari, garantire centraggio e presa perfetti non è cosa semplice. Know-how ed esperienza giocano quindi un ruolo fondamentale nel soddisfare le più diverse esigenze produttive 62

2 Punti di eccellenza 1. Qualità e precisione: la modalità di lavorazione a pezzo fermo consente anche lavorazioni di tornitura, eliminando al tempo stesso problemi di sbilanciamento e/o sostegno. 2. Flessibilità e personalizzazione: la macchina viene cucita su misura in base ai requisiti prestazionali e tecnologici richiesti dalle diverse specifiche esigenze. 3. Versatilità: a seconda delle specifiche esigenze può essere configurata per poter lavorare anche barre e/o tubi pieni aventi dimensioni e diametri molto diversi tra loro. 4. Sistema di carico-scarico: le operazioni di caricoscarico possono avvenire in vario modo, dal classico paranco come anche con sistemi a portale, robot antropomorfi oppure per mezzo di un sistema a passo pellegrino integrato. 5. Ultimo punto ma non meno importante è la possibilità di dotare le macchine di diversi sistemi di controllo CNC a seconda delle esigenze del cliente: dai sistemi a programmazione facilitata ai sistemi fully CNC delle due marche fra le più note nel mondo della macchina utensile, Fanuc e Siemens in semplice ordine alfabetico. 63

3 produzione di Caorle si articola essenzialmente in tre linee di centratrici-intestatrici a Cnc base, dalle quali si sviluppano poi diverse versioni e specializzazioni in modo da poter soddisfare le più svariate esigenze L attuale provenienti dal mercato. La serie CL comprende una gamma di macchine con unità di lavoro a un asse a Cnc, ovvero con movimentazione longitudinale, con operazioni di lavorazione che vengono eseguite nella fase assiale Z. Dopo un accostamento rapido al pezzo possono essere effettuate operazioni di intestatura per lamatura, smussatura, centratura, foratura, alesatura (sia interna che esterna) ecc., relativamente all utensileria montata. Nella serie CM convergono invece macchine con unità di lavoro a due assi a Cnc, ovvero con movimentazione longitudinale e trasversale, con operazioni che vengono eseguite nelle fasi assiali Z e X. Con questa gamma sono possibili, sempre dopo un accostamento rapido al pezzo, operazioni di intestatura per fresatura, smussatura, colletto, centratura, foratura, maschiatura, alesatura (sia interna che esterna) ecc., sempre in relazione all utensileria scelta. Tubo in fase di carico-scarico automatico; tale operazione può avvenire anche con il classico paranco come anche con sistemi a portale. Particolare di lavorazione combinata di barenatura esterna e di tornitura canalino. 64

4 CARTA D IDENTITÀ Nome Tipo Costruttore DATI TECNICI Corse CL U-Tronic Centratrice-intestarice Costruzioni Meccaniche Caorle S.p.A. Via Gorizia, Marano Vicentino (VI) Tel Fax Asse longitudinale mm Asse trasversale idraulico mm 350 Mandrino Rapporto d entrata 1:4 Velocità rotazione giri/min 500 max Predisposto per testa D Andrea Avanzamenti Velocità in rapido assi trasversali X1-X2 mm/min Velocità in rapido assi longitudinali Z1-Z2 mm/min Avanzamento in Jog assi mm/min Avanzamento in Jog asse U (testa D Andrea) mm/min 50 Avanzamento max asse U (testa D Andrea) mm/min 300 Avanzamento in lavoro asse longit. (max) mm/min Capacità Diametro minimo lavorabile mm 40 Diametro massimo lavorabile mm 250 Lunghezza minima lavorabile mm 300 Lunghezza massima lavorabile mm Potenza motore Motore mandrino kw 15 Motori assi Z1 e Z2 Nm 10,5+10,5 Motori assi U1 e U2 (testa D Andrea) Nm 0,75+0,75 Motore evacuatore trucioli SX-DX kw 0,75+0,75 Motore centralina idraulica kw 5,5 Motore pompa lubrificazione SX-DX kw 0,09+0,09 Motore pompa lavaggio bancale SX-DX kw 1,1+1,1 Motore pompa alta pressione SX-DX kw 3+3 Dimensioni Larghezza mm Profondità mm Altezza mm Massa (senza evacuatori trucioli) circa kg

5 SPECIALISTI NELLE LAVORAZIONI D ESTREMITÀ Nata come ditta individuale, Caorle è oggi una società per azioni con 45 addetti. La società entra nel mondo delle macchine utensili nel 1964, dall intuizione di Domenico Caorle, suo fondatore, uomo proveniente da una famiglia molto attiva già da due generazioni nel settore della subfornitura e delle lavorazioni meccaniche per conto terzi. Sin da subito l attività si concentra nel settore delle centratrici-intestratrici, macchine allora poco diffuse, ma per le quali si intravede un ruolo di sempre maggiore espansione. Dalle prime soluzioni per barre piene e tubi, a funzionamento prevalentemente idraulico, l azienda passa, nei primi anni 80, a sistemi governati dal controllo numerico. Grazie a questo potente e versatile strumento, l ufficio tecnico dell azienda, con sede a Marano Vicentino (VI), ha potuto completare una gamma di macchine capaci di eseguire qualunque lavorazione d estremità, proponendo al mercato dei veri e propri centri di lavoro, ma con la peculiarità delle macchine speciali, ovvero lavorazioni mirate, massima velocità d esecuzione ed elevata precisione. Nel tempo l azienda ha sviluppato anche un ulteriore ramo produttivo, quello del ricondizionamento dei componenti degli impianti frenanti, nonché dei volani motore degli autoveicoli (autovetture ed autocarri), confermando la propria vocazione nei confronti della tecnologia e dell innovazione. Particolare di tubo tornito: con la modalità di lavorazione a pezzo fermo, lo stesso risulta bloccato indipendentemente dalla concentricità del diametro esterno rispetto a quello interno, assicurando elevata qualità e precisione. La serie MC comprende macchine con unità di lavoro a tre assi a Cnc, quindi con movimentazione longitudinale, trasversale e verticale, sulle quali vengono effettuate le operazioni di lavorazione. Oltre alle normali operazioni di lavorazione sulle estremità indicate per la serie CM, sono possibili con queste macchine varie altre operazioni; ciò grazie all interpolazione dei tre assi a controllo (per esempio filettatura interna/esterna) oppure grazie all impiego del cambio utensile. Per tutte le serie le unità operatrici sono azionate da viti a ricircolo di sfere e motori brushless, e da inverter per la gestione dei giri mandrino. Grazie al software appositamente sviluppato e agli inverter digitali, sono inoltre presenti delle funzioni di sicurezza di sforzo assiale e di controllo del sovraccarico sui mandrini. Ciò per rendere minimi, se non eliminare, eventuali danni dovuti a false manovre ed eventuali urti accidentali. Profilatura esterna con riferimento interno La macchina del mese oggetto dell articolo è una centratriceintestatrice appartenente alla serie CL e, in particolare, si tratta del modello CL U-Tronic. Indicata per la lavorazione di tubi di grandi dimensioni, in questa particolare versione è in grado di poter effettuare operazioni su elementi sino a una lunghezza massima di mm. «Oltre alla configurazione qui proposta Alberto Caorle, amministratore delegato della società la macchina è disponibile anche con un campo di lavorazione quasi doppio, ovvero con capacità di poter operare su barre e tubi sino mm di lunghezza. Una interessante particolarità è la possibilità, oltre alla lavorazione riferita alla presa del diametro esterno, di profilatura esterna del tubo, ma con riferimento al diametro interno già pre-lavorato. Si tratta della classica applicazione richiesta per tubi destinati per esempio a divenire cilindri idraulici, tubi per il settore petrol-chimico, o ancora per lavorare tubi destinati al settore edilizio. Solitamente le nostre macchine eseguono infatti la prima operazione all interno di un processo in linea, lavorando ad esempio le estremità di alberi a camme, alberi per pompe o per motori elettrici, oltre che tubi, ecc. Se l operazione di centro-intestatura viene ben eseguita, le successive operazioni risulteranno molto più precise, apportando a tutto il ciclo produttivo maggiore accuratezza e qualità». Tale tipologia di lavorazione consente di poter effettuare delle operazioni di tornitura ma su pezzo completamente fermo. In questo modo si eliminano alla radice eventuali problemi di sbilanciamento, di sostegno, che possono talvolta sorgere quando si ha a che fare con un pezzo in rotazione, e soprattutto ancor più accentuate 66

6 quando i pezzi sono di dimensioni considerevoli. Da sottolineare anche che, rispetto a un tornio tradizionale, nello stesso tempo ciclo la lavorazione avviene su entrambe le estremità. Asse di centratura sempre costante La macchina è stata appositamente studiata in modo che il tubo venga inizialmente fissato attraverso due mandrini autocentranti alle estremità interne e che, in un secondo tempo, lo stesso venga bloccato dall esterno attraverso delle morse idrauliche flottanti, senza forzarne in alcun modo la posizione. Grazie a questa modalità il pezzo risulta bloccato indipendentemente dalla concentricità del diametro esterno rispetto a quello interno, e quindi l elemento in lavorazione resta fermo in macchina, mantenendo l asse di centratura costante, ricavato dai due mandrini autocentranti interni. «Una volta centrato il tubo continua Caorle i due mandrini autocentranti si disimpegnano dalla presa per far entrare in azione le due teste operatrici di lavoro che eseguiranno durante il processo le operazioni di tornitura sui due assi di lavoro: un asse Z e un asse U. Ovviamente tali operazioni saranno eseguite contemporaneamente su entrambe le estremità del tubo stesso». Nella configurazione proposta la CL U-Tronic presenta corse asse longitudinale e trasversale rispettivamente di mm e 350 mm, e si distingue per la velocità di rotazione del mandrino di 500 giri/min, per il diametro lavorabile standard da un minimo di 40 a 250 mm, e per una lunghezza lavorabile compresa tra 300 e mm. La dotazione standard prevede due teste radiali D Andrea, una per ogni estremità, modello U- Tronic 360-S, collegate all asse U del Cnc della macchina, cui sono demandate tutte le lavorazioni. «Un ulteriore punto di forza aggiunge Caorle risiede anche nella possibilità di poter abbinare direttamente la macchina in una linea di processo. Per esempio con sistemi di taglio, ottenendo in questo modo un isola di lavorazione completamente integrata che comprenda le lavorazioni di estremità senza dover effettuare passaggi intermedi». Massima libertà di carico-scarico A bordo della CL U le operazioni di carico-scarico possono avvenire in vario modo: con il classico paranco come anche con sistemi a portale, oppure per mezzo di un sistema opzionale integrato, appositamente progettato e realizzato da Caorle, che diventa standalone a corredo della macchine. La scelta dipende dalla tipologia di isola di lavoro dove la centratrice-intestatrice viene inserita. «Il nostro sistema passante con passo pellegrino specifica lo stesso Caorle proprio perché integrato, consente di contenere Particolare della testa mandrino principale, dotata di testa D Andrea U- Tronic 360S, dell unità laterale per il centraggio dall interno del tubo e del carro trasversale di posizionamento. Unità di governo Siemens 840D (in alternativa è possibile prevede anche unità di governo Fanuc serie 30i). 67

7 sensibilmente i tempi delegati a questa procedura. Qualora la movimentazione avvenga tramite per esempio robot antropomorfi, il carico e scarico deve comunque avvenire dall alto». Anche per ciò che concerne l utensileria l azienda è in grado di fornire sia un pacchetto completo chiavi in mano, oppure scegliere la migliore soluzione in collaborazione con il proprio cliente, adottando soluzioni ad hoc ottimizzate di volta in volta, con il preciso obiettivo di ottenere il processo produttivo più conveniente; in questo caso, in base al tipo di utensileria e dell acciaio da lavorare, la stessa macchina è attrezzata per poter lavorare sia secco che a umido. La flessibilità delle centratrici-intestatrici Caorle emerge anche nella scelta del controllo che può essere un unità Cnc, oppure un Pc industriale dotato di sistema operativo Windows-based per una configurazione facilitata, sia delle quote di lavoro, sia dei parametri di taglio. Flessibilità e libertà nella scelta del Cnc dove è possibile prevedere una configurazione con soluzioni Siemens 840D oppure, in alternativa, anche con controlli Fanuc nelle versioni 30i. Sistema di carico-scarico automatico integrato nella struttura della centratrice-intestratrice CL U-Tronic, progettato e realizzato da Caorle. Particolare della morsa di bloccaggio flottante. Qualità di prodotto e di servizio «Tra le opzioni disponibili prosegue Caorle è possibile implementare anche alcuni controlli di rottura utensile. Tuttavia, essendo il settore della centro-intestatura abbastanza di nicchia, le nostre macchine vengono cucite su misura su quelle che sono le specifiche esigenze del cliente, e adattando di volta in volta la particolare configurazione, portando così ad avere ogni impianto diverso dal precedente ma, al tempo stesso, altamente personalizzato. È per esempio possibile aggiungere in opzione anche un unità verticale di foratura sull estremità del cilindro, per il tipico foro di carico e scarico tipico nei cilindri idraulici». Di serie la centratrice-intestatrice CL U-Tronic è infine dotata anche di evacuatori trucioli. Le macchine della serie CL sono in grado di poter lavorare anche barre piene, ovviamente si tratta di configurazioni simili a quella proposte per tubi ma dotate di morse autocentranti anziché flottanti che, in sostanza, non cambiano la solidità e la qualità di lavorazione che de sempre contraddistinguono le macchine realizzate dall azienda vicentina. «Da sempre conclude lo stesso Alberto Caorle la nostra vision aziendale è rivolta e alla completa soddisfazione delle esigenze dei nostri clienti. Un valore trasmesso non solo attraverso la qualità di prodotto, che nel tempo ha consolidato la nostra posizione nel mercato, ma anche attraverso la qualità del servizio post-vendita che siamo in grado di fornire. Un valore aggiunto che si propone di assicurare lunga vita alle nostre macchine, mantenendo elevato il loro valore nel tempo». 68

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