VISITA ALLA VI.BE.MAC.

 

 

 

 

 

 

A cura di Fabrizio Interlandi

Thomas Bortolamedi

 

 

Si ringraziano i signori CARLO ed ENRICO GUERRESCHI

 

 

LA VI.BE.MAC.

 

 

Il centro di lavoro.

Macchina ad elettro-erosione.

Lavorazione con il laser.

Lavorazione con gli ultrasuoni.

Vibrofinitura.

Tabelle estratte dal manuale "Kendu-Latz".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VISITA ALLA VI.BE.MAC.

 

IL CENTRO DI LAVORO

Alla VI.BE.MAC. la maggior parte delle lavorazioni per asportazione di truciolo viene eseguita in centri di lavorazione meccanica a controllo numerico.

Ci è stato descritto il funzionamento di un centro di lavoro a tre assi, con piastra portapezzi orizzontale , impiegante frese "Kendu - Latz".

Il centro ha un software nel quale sono descritte le sequenze di operazioni da svolgere per ottenere l'oggetto desiderato. Ogni sequenza corrisponde ad un'operazione elementare , che può essere l'esecuzione di un foro, lo spostamento del moto-mandrino, il cambio dell'utensile, etc.

La posizione dell'utensile è rigorosamente controllata dal sistema di "controllo numerico" che impone al mandrino una posizione spaziale predefinita dal programmatore del software e controllata tramite sensori di posizione. Nell'immediato futuro sarà necessario ricorrere ad un controllo della posizione di tipo "ridondante" per adeguarsi agli standard di sicurezza imposti dalle normative.

Prima di serrare il blocco di metallo da lavorare nelle apposite morse, l'operaio deve spianare accuratamente una faccia del blocco, in modo da usare tale faccia come origine del sistema di riferimento. In seguito il centro di lavoro esegue tutte le operazioni autonomamente.

Il centro è in grado di portare oltre 30 utensili, ma le frese che esso monta sono riconducibili, secondo la classificazione della ditta "Kendu- Latz" a sole quattro famiglie, a seconda del materiale con cui è realizzato l'utensile.

Le sigle di tali famiglie sono: HSS, Tin, superKen, TiCN. Le prime sono in acciaio duro , Le Tin sono usate per la finitura. Le TiCN sono invece rivestite da uno strato a base di titanio che conferisce loro una elevatissima durezza; sono anche molto costose.

La maggior parte delle frese impiegate realizzate "di pezzo" sono a tre taglienti, in quanto sono quelle che consentono la più ampia gamma di lavorazioni mantenendo una buona finitura superficiale.

Per l'impiego di tali utensili è necessario fare riferimento all'apposito manuale, di cui sono allegate le pagine da 73 a 79 , nel quale i materiali da lavorare sono divisi in 14 categorie. In base alla categoria di appartenenza e al tipo di fresatura da eseguire, le tabelle forniscono immediatamente i valori di velocità di taglio ( Vc ) e avanzamento per ogni dente ( Sz ) utilizzabili. Noti tali valori e il tipo di fresa da impiegare si calcolano l'avanzamento ( S ) e i giri al minuto ( N ) con le formule allegate. Una volta che il programmatore conosce tutti questi parametri può progettare il software per la realizzazione dei pezzi. Esso però dovrà tenere conto di alcuni accorgimenti molto importanti:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nella visita all' azienda VI. BE. MAC. di San Giovanni Lupatoto-VR- abbiamo avuto la possibilità di vedere in funzione alcune macchine per la lavorazione di pezzi meccanici.

Ci sono state descritte nella loro funzione e nel loro funzionamento una macchina per la elettro-erosione, per la lavorazione con il laser, per la lavorazione con gli ultra suoni e per la vibrofinitura; vediamone il loro funzionamento e utilizzo.

Macchine ad elettro-erosione.

Il procedimento di elettro-erosione trova largo impiego nella lavorazione interna di pezzi in metallo duro, soprattutto quando si tratta di eseguire profili complicati con tolleranze ristrette. Tale è il caso della costruzione di stampi per la metallurgia delle polveri, filiere, iniettori, utensili, matrici per lo stampaggio a freddo e a caldo.

Il principio su cui si basa la lavorazione per elettro-erosione può venir illustrato con una analogia meccanica.

Applicando a un blocco di marmo una pressione uniformemente ripartita su una sua faccia e facendo crescere questa pressione gradatamente, si otterà a un certo punto la frantumazione di tutto il blocco. Lavorando invece il marmo con uno scalpello e con leggeri colpi di martello, uno scultore può dare al blocco una forma complessa a piacere, senza ledere la massa interna del pezzo.

Analogamente, facendo attraversare un metallo da una corrente continua di intensità crescente, si otterrà un progressivo riscaldamento del materiale e , ad un certo punto, la sua fusione. Se invece il materiale viene sottoposto a impulsi di corrente brevi e concentrati, si otterrà una distruzione localizzata del materiale: è ciò che si compie con la elettro-erosione.

La generazione degli impulsi di corrente si ottiene, nel caso di impiego pratico più frequente, tramite la produzione di scariche elettriche istantanee (scintillamento) fra due elettrodi.

L' elettrodo negativo (catodo) opera sul pezzo in modo che ogni scintilla asporti, come se fosse un minutissimo tagliente, un microscopico truciolo di forma sferica. L' insieme di questi tagli elementari riproduce i rilievi e gli avvallamenti dell' elettrodo operatore e genera quindi sul pezzo la forma in negativo dell' elettrodo.

Il ciclo elementare di elettro-erosione è il seguente: un condensatore viene alimentato attraverso una resistenza alimentata a corrente continua; la tensione fra gli elettrodi (positivo costituito dal pezzo e negativo dall' elettrodo-utensile) aumenta fino a che si verifica la scarica che asporta il materiale. Il ciclo poi si ripete e si forma un regime stazionario che presenta analogia con l' arco elettrico, con la differenza che la densità di corrente è molto minore (la densità di corrente dell' arco elettrico è dell' ordine di grandezza di un milione di A/cm² mentre nell' elettro-erosione non si supera i 2800 A/cm²).

Inoltre la densità di corrente in corrispondenza del pezzo è circa 10 volte superiore a quella in corrispondenza dell' elettrodo-utensile; di conseguenza la scarica assume una forma lievemente tronco-conica.

La durata di una scarica è di circa un milionesimo di secondo; la temperatura degli elettrodi raggiunge i 4000 °C; la profondità di penetrazione è di circa 1 mm/ora.

Se la scintillazione avvenisse nell' aria l' effetto erosivo sarebbe blando e disordinato. Per ottenere una fortissima concentrazione delle scariche, evitando dannose ramificazioni nelle scintille, occorre immergere gli elettrodi in un mezzo dielettrico liquido.

La concentrazione delle scariche è allora così intensa da produrre un cratere sugli elettrodi (uno dei quali è costituito dal pezzo).

Si usa petrolio lampante oppure olio da trasformatori. (classificazione)

 

 

Lavorazione con il laser.

A differenza del taglio con elettro-erosione quella con il laser è meno precisa e sicuramente più economica. Il laser è un raggio di luce costituita da un forte fascio di fotoni emesso da una sorgente stimolata (rubino, neodimio) posta fra due specchi.

Caratteristica del laser è il piccolo diametro del fascio luminoso, tant' è che si può mettere a fuoco un raggio laser fino a ottenere una macchia (spot) del diametro di qualche m.

Su questa piccolissima superficie può essere concentrata una grandissima quantità di energia.

Nel campo delle macchine utensili il laser è usato soprattutto per l' esecuzione di fori di piccolo diametro. In una laser-macchina per forare l' emissione di laser avviene ad impulsi; ogni impulso provoca un piccolo avanzamento nel foro in esecuzione.

Un microscopio binoculare consente di seguire l' andamento dell' operazione; uno specchio rotante permette di distogliere dall' operatore l' immagine del lavoro nel momento in cui parte l' impulso laser, per evitare danneggiamenti alla vista.

Il processo di foratura col laser si realizza nel modo seguente: sotto l' azione del laser il metallo raggiunge in tempi brevissimi (frazioni di secondo) temperature altissime, superiori a quella di fusione ed a quella di vaporizzazione del metallo.

Il materiale vaporizzato si accumula nel foro e forma un getto di vapore che rimuove il metallo fuso dalle pareti del foro; si ha quindi un' erosione del foro ad opera del vapore metallico surriscaldato.

Nelle pareti del foro avvengono riflessioni multiple di luce che la incanalano ulteriormente; è così possibile ottenere grandissimi valori del rapporto fra la profondità del foro ed il suo diametro. . (classificazione)

.Lavorazione con gli ultrasuoni.

Ricordiamo che gli ultrasuoni sono vibrazioni acustiche aventi frequenze superiore a quella udibile.

Nelle lavorazioni con gli ultrasuoni si impiegano vibrazioni aventi frequenza dell' ordine di 60000 cicli al secondo.

Nelle lavorazioni con gli ultrasuoni l' asportazione del metallo viene compiuta dunque ad opera di un abrasivo in sospensione in un liquido che viene fatto scorrere fra un utensile vibrante a frequenza ultrasonica ed il pezzo.

La generazione delle vibrazioni ultrasoniche si ottiene sfruttando il fenomeno della magnetostrizione, per il quale un pacco di sottili lamierini di nickel, sottoposto ad un campo magnetico, varia rapidamente di lunghezza.

La lavorazione con ultrasuoni consente l' esecuzione di fori calibrati, filiere, matrici, fori quadrati, etc. sui materiali più svariati: metalli e leghe tradizionali (acciai, leghe leggere, titanio), solidi non conduttori di elettricità, per i quali non è applicabile il procedimento di elettro-erosione (ceramica,vetro, quarzo).

La velocità di asportazione del materiale è di circa 0,5 mm/sec; le tolleranze di lavorazione realizzabili sono di +/- 3mm. . (classificazione)

. Vibrofinitura.

Il pezzo da trattare viene immerso in una serie di corpi abrasivi di forma particolare a legante ceramico o plastico con diversi gradi di abrasività; questi corpi sono messi in vibrazione in modo da percorrere una traiettoria spiraleggiante da macchina a vibrazione.

Questi corpi vanno ad urtare il pezzo ed a svolgere una erosione superficiale; il materiale che si stacca sia dal pezzo che dall' abrasivo viene asportato mediante un liquido contenuto nella vasca che contiene tutte queste piccole mole.

Il processo di vibrofinitura è funzione di una serie di elementi quali:

lo stato e le caratteristiche del pezzo da trattare;

la macchina che esercita una azione meccanica sul pezzo;

l' abrasivo utilizzato;

il prodotto chimico che interviene superficialmente sul pezzo;

Con i trattamenti di vibrofinitura si può ottenere una sbavatura, sgrassaggio, brillantatura;

noi abbiamo potuto osservare una smussatura di un pezzo di alluminio in anticorodal a

seguito della lavorazione meccanica.

Questo tipo di rifinitura si applica su posate, chiavi, casse di orologi, piastre di ferri da stiro, cerchi di ruota etc.

 

 

 

 

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