38068 ROVERETO (TN) Italy LA CINEMATICA PER UN APPROCCIO DELL UTENSILE LUNGOVENA
LA PREMESSA Storicamente l utensile a fissaggio meccanico è stato sviluppato con caratteristiche di angoli taglio e scarichi truciolo adeguati a condizioni cinematiche di taglio aventi avanzamenti contrari alla velocità di taglio. Parallelamente tutta una generazione di macchine utensili, tipicamente per serramento, hanno implementato processi in cui lavorare gli elementi in legno prima di testa e poi lungovena o sistemi antischeggia delle più svariate tecnologie ed architetture. Negli ultimi anni tuttavia, grazie alle nuove tecnologie di progettazione e produzione, è stato possibile preparare utensili adeguati a cinematiche concordi ai versi di taglio, che se portano intrinsecamente handicap nella evacuazione del truciolo, maggiori temperature di taglio ed usura precoce dei taglienti, aprono orizzonti molto interessanti nella finitura dovuta alla minore scheggiatura del legno. Una cinematica di taglio divenuta consolidata in alcuni cicli di lavoro CNC è l approccio raccordato sulla bisettrice dell angolo di ingresso dell utensile, con risultati in alcuni casi sorprendenti. Intuitivamente è possibile suffragare il vantaggio che si è riscontrato, ma la presente analisi cinematica ha lo scopo di caratterizzare i vantaggi e quantificarli.
(A) TENONATURA AD APPROCCIO TRADIZIONALE CON AVANZAMENTO A FAVORE DEL TAGLIO E prevalente la componente normale alla fibra del legno, con derivata molto alta (crescita molto rapida)
(B) TENONATURA AD APPROCCIO TANGENZIALE CON AVANZAMENTO A FAVORE DEL TAGLIO E prevalente la componente tangenziale alla fibra del legno, con derivata bassa (crescita moderata)
Meccanicamente si può affrontare la questione caratterizzando le componenti normali e tangenziali del moto del singolo tagliente all interno dell elemento da lavorare. Le principali ipotesi di lavoro: n = 4.500 rpm Ø = 280 mm v f = 3 m/min in approccio ovvero = 2 60 = 2 60 = 471 / = 66 /
# Zuani S.r.l. = = cos = sin = sin " = sin = cos = cos " # +, '( % ) = * sin " " & % $ -, +, ( 5) = * cos " " -, =. cos "0 +, -, = 1cos 2) cos 3) 4 =. sin "0 +, -, = 1sin 3) sin 2) 4 ; 9 +:, 6 7 = 8 * sin 9 -:, )<2 ; 9 +:, 6 7 ; = 8 * cos 9 -:, )<2 ; 9 +>, 6 = = 8 * sin 9 ->, )<2 ; 9 +>, 6 = ; = 8 * cos 9 ->, )<2 Discretizzando il calcolo in intervalli di spostamento del centro utensile della stessa lunghezza di ascissa curvilinea Δσ=8 mm della traiettoria, l andamento delle componenti di spostamento tangenziali (lungovena) è riassunto dal seguente grafico:
100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 Sx_TRAD Sx_NEW 30,00 20,00 10,00 0,00 0 50 100 150 200 250 300 mentre l andamento delle componenti di spostamento normali (controvena) è riassunto dal successivo: 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 Sy_TRAD Sy_NEW 30,00 20,00 10,00 0,00 0 50 100 150 200 250 300
Il calcolo numerico effettuato porta alla misurazione di quanto percepito graficamente: l approccio tangenziale porta ad un inferiore impatto normale dell elemento lavorato e dunque la cinematica dell approccio dell utensile rispetta maggiormente l anisotropia del materiale lavorato, il legno. In entrambi i casi l avanzamento a favore della rotazione coinvolge maggiormente che nella tradizionale cinematica del taglio il dorso del tagliente, tendendo a far aumentare la temperatura di taglio a scapito di finitura e durata dell inserto. Combinando tuttavia: o Nuova architettura dell utensile (frazionamento del taglio con sgrossatura / finitura) o Coating NADIA a base di C sp 2, che abbatte il coefficiente di attrito nel taglio HSC (High Speed Cosnstruction) a secco Si consolidano i risultati in termini di finitura e durata.