Sistemi di serraggio Il sistema di serraggio ottimale per singoli impieghi - panoramica.

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1 05/2012 Sistemi di serraggio Il sistema di serraggio ottimale per singoli impieghi - panoramica. Di Thomas Oertli Il migliore sistema di serraggio in assoluto non esiste.tuttavia noi siamo in grado di offrire il sistema di serraggio ottimale e quindi migliore per ogni impiego, ogni utensile e ogni lavorazione. Per questo motivo non prendiamo in considerazione soltanto un unico tipo di sistema di serraggio, bensì vogliamo definire ogni volta, per ciascun singolo caso, il sistema di serraggio che possa garantire i migliori risultati per una determinata lavorazione. La scelta del sistema di serraggio ottimale per l'utensile deve tener conto di diversi aspetti: truciolatura, precisione dimensionale, qualità superficiale, tempi di lavorazione, usura dell'utensile e quindi, infine, la qualità del pezzo finito e i costi della sua produzione. Il sistema di serraggio, quindi, influisce in modo significativo sulla durata degli utensili e sulle sollecitazioni che subisce il mandrino della macchina. Mandrino a pinze L'impiego di mandrini a pinze è ampiamente diffuso nel settore della lavorazione del legno. Il vantaggio che essi presentano è dato dalla grande flessibilità d'impiego, poiché si possono utilizzare molti tipi di pinze diverse. L'ampia gamma delle loro applicazioni può essere poi ancora più estesa grazie al campo di serraggio variabile delle pinze. Serrando il dado di bloccaggio della pinza, il mandrino si blocca intorno agli utensili che restano quindi bloccati nel mandrino a pinza mediante accoppiamento di forza. Poiché nel serraggio il mandrino a pinza subisce una deformazione elastica è possibile serrare anche gambi con differenze di tolleranza maggiori. L'ampio campo di serraggio, che può giungere fino a 1 mm, provoca tuttavia una rotazione concentrica non proprio perfetta, con il risultato corrispondente di una bassa qualità del bilanciamento. Per questo motivo raccomandiamo di utilizzare il campo di serraggio possibile di un mandrino soltanto per la misura di 0,1 mm e in caso contrario di selezionare il mandrino adatto per il diametro di ciascun gambo. Figura 1+2: Mandrino a pinze Il mandrino a pinza è un buon mandrino per utensili semplici ai quali non si richiedono particolari prestazioni riguardo alla rotazione concentrica e alla capacità di truciolatura. Quando però il livello delle prestazioni e della precisione di lavorazione deve essere più elevato il principio di serraggio del mandrino a pinza mostra i suoi limiti a causa del sistema di serraggio meccanico. Riguardo alla forza di serraggio, l'utensile non viene bloccato in modo ottimale, ne' tantomeno con grande precisione. Per questo motivo, durante la lavorazione l'utensile e il man- CNC-Info_052012_Sistemi di serraggio_i.doc 1

2 drino subiscono l'azione di alcune forze. L'utensile non ruota in modo preciso e questo comporta non solo un'alta sollecitazione - e quindi un'elevata usura del mandrino e dell'utensile - ma anche una minore qualità del risultato del processo di lavorazione. Mandrino a espansione: SINO e idromeccanico Eccellenti caratteristiche di smorzamento Le vibrazioni prodotte dal processo di lavorazione influiscono sulla durata dell'utensile e del mandrino della macchina. La particolare struttura dei mandrini SINO e idromeccanico consente di ridurre queste oscillazioni. Lo smorzamento delle vibrazioni non solo riduce le microscheggiature sul tagliente dell'utensile ma al contempo aumenta la silenziosità di funzionamento della macchina. Il risultato sono una maggiore durata dell'utensile, un minore logoramento del mandrino della macchina e, aspetto più evidente, una migliore qualità superficiale del pezzo. Precisione di rotazione concentrica L'eccellente precisione di rotazione concentrica e di ripetizione nel mandrino idromeccanico e SINO si attesta a < mm. Mandrino SINO e idromeccanico a confronto I mandrini SINO e idromeccanico forniscono prestazioni di alto livello molto simili e si collocano in una stessa fascia di prezzo. Essi si differenziano, tuttavia, per struttura tecnica e facilità d'uso. Il mandrino SINO necessità di un dispositivo di montaggio per montare le frese sul mandrino, mentre per montare il mandrino idromeccanico è sufficiente una semplice chiave a T. Mandrino SINO Il mandrino SINO è composto da un'interfaccia lato macchina, di norma HSK 63F, e da una bussola di espansione integrata nel mandrino. La camera della bussola è riempita di un materiale elastico che funge da mezzo di pressione. Per il montaggio gli utensili devono essere bloccati in un blocco di serraggio, il sistema di serraggio viene poi allentato con una chiave a dente e si inseriscono gli utensili. Stringendo la ghiera in senso assiale si esercita la pressione necessaria sulla bussola a espansione e si blocca l'utensile. Nella fase di serraggio la ghiera viene stretta fino alla battuta e così si ottiene una copertura liscia. La copertura liscia della ghiera conferisce ancora più rigidità all'intero sistema e quindi anche la stabilità del sistema aumenta, con il risultato di un'elevata forza di serraggio e di un'eccellente precisione di rotazione concentrica. Sezione del mandrino SINO Il mandrino SINO è adatto al serraggio diretto di utensili a gambo con gambi cilindrici dal diametro di 12, 16, 20 e 25 mm. Per misure intermedie (diametro del gambo da 3 fino a 20 mm) è CNC-Info_052012_Sistemi di serraggio_i.doc 2

3 possibile inserire delle bussole intermedie. Queste bussole intermedie, però, influiscono sulla qualità del serraggio e riducono l'alta precisione del mandrino. Mandrino idromeccanico Il mandrino idromeccanico è un mandrino universale per il serraggio di precisione di utensili con gambo cilindrico. Al suo interno si trova un olio idraulico racchiuso in un'intercapedine circolare intorno al foro. Utilizzando una chiave esagonale a impugnatura trasversale l'olio idraulico viene compresso da un sistema di bloccaggio idraulico (vite di pressione, perno di pressione, guarnizione). La pressione così esercitata crea una deformazione uniforme della bussola a espansione, grazie alla quale gli utensili vengono bloccati per una rotazione concentrica ad alta precisione. Grazie alla struttura chiusa la bussola idraulica non necessita di manutenzione e può essere utilizzata immediatamente senza l'impiego di strumenti o di apparecchi per il montaggio dell'utensile. Ruotando la chiave a T fino ad una battuta fissa, la valvola esercita una pressione e gli utensili vengono serrati e centrati in pochi secondi. Per smontare l'utensile ruotare la vite in senso inverso per alcuni giri. Così facendo la pressione diminuisce e l'utensile può essere rimosso. Sezione mandrino idromeccanico Il mandrino idromeccanico è adatto al serraggio diretto e di precisione di utensili a gambo, con gambi cilindrici del diametro di 12, 16, 20 e 25 mm. Per misure intermedie (diametro del gambo da 3 fino a 20 mm) è possibile inserire le bussole intermedie del mandrino SINO. Queste bussole intermedie, però, influiscono sulla qualità del serraggio e riducono l'alta precisione del mandrino idromeccanico e pertanto non sono raccomandabili. Per serrare ed estrarre l'utensile basta una semplice chiave a T e non occorre esercitare una grande forza, quindi non è necessario alcun dispositivo di montaggio. In questo modo si può sostituire l'utensile in pochi secondi e con molta facilità. Calettamento I mandrini a calettamento sono particolarmente sottili e non presentano parti meccaniche o mobili di nessun tipo. Utilizzando prolunghe e riduttori è possibile assemblare in modo modulare diversi profili del mandrino che consentono di realizzare così le rispettive fresature nei punti di un utensile difficilmente accessibili. CNC-Info_052012_Sistemi di serraggio_i.doc 3

4 Mandrino a calettamento termico Il mandrino a calettamento termico spicca per l'elevata precisione di rotazione concentrica, un ottimale accoppiamento di forza tra utensile e aggancio, il peso ridotto al minimo e la sua forma sottile. Nell'apparecchio a calettamento termico il mandrino viene riscaldato. grazie alla dilatazione radiale l'utensile può essere inserito. Il successivo processo di raffreddamento del mandrino e la conseguente contrazione radiale fino a tornare allo stato normale consentono di serrare saldamente l'utensile. Poiché durante la contrazione il materiale subisce una deformazione esclusivamente elastica e quindi ritorna ogni volta alla sua forma originale, il processo di calettamento può essere ripetuto infinite volte. Mandrino a calettamento termico Il mandrino a calettamento termico è adatto per il serraggio di alta precisione di utensili con gambo cilindrico. Per i casi in cui si richiedono massima precisione e prestazioni elevate oppure se è necessario l'impiego modulare di prolunghe e riduttori e c'è la disponibilità di eseguire il processo di calettatura con un proprio apparecchio o presso il proprio fornitore di strumentazione OERTLI possiede nella sua sede di Höri le attrezzature più all'avanguardia e se necessario si fa carico della sostituzione dell'utensile. Calettamento forzato Il sistema di serraggio TRIBOS si basa sul principio del calettamento forzato. Esso possiede i requisiti giusti per lavori di truciolatura all'interno o su zone dell'utensile difficilmente accessibili, per le quali non possono essere più utilizzati i tradizionali sistemi di serraggio. La tecnica di serraggio TRIBOS sfrutta la tensione interna dell'acciaio. Il foro di aggancio di forma poligonale viene opportunamente deformato e assume una forma cilindrica. A questo punto è possibile inserire gli utensili. Riducendo la pressione, l'utensile viene bloccato tramite accoppiamento di forza mediante la tensione interna dell'acciaio. Per il montaggio è necessario un dispositivo di serraggio particolare. Sezione del sistema di serraggio TRIBOS CNC-Info_052012_Sistemi di serraggio_i.doc 4

5 Il sistema di serraggio TRIBOS è proposto da OERTLI solo dietro richiesta specifica del cliente. Le sue prestazioni sono di livello inferiore rispetto a quelle del mandrino SINO e idromeccanico e a confronto con essi il sistema offre solo pochissimi vantaggi. Profondità minima di serraggio Su tutti gli utensili CNC della OERTL la profondità minima di serraggio è indicata in etichetta con il simbolo K. Attenzione! La profondità minima di serraggio indicata sul gambo è conforme alle indicazioni europee sulla sicurezza e non indica la profondità di serraggio ottimale, bensì quella minima! La procedura corretta prevede di inserire il gambo in profondità nel mandrino, per quanto possibile, e di verificare che l'utensile fuoriesca dal mandrino il meno possibile. Figura 1 Figura 2 Figura 1: secondo norma (non ottimale) Figura 2: serraggio ottimale (ottimale!) Figura 3: serraggio troppo profondo (non ottimale) Figura 3 CNC-Info_052012_Sistemi di serraggio_i.doc 5