gennaio 30, 2024
Cos’è la profilaturaPer iniziare, è utile capire bene cos’è la profilatura.
Questa lavorazione meccanica rientra nelle operazioni di fresatura.
Precisamente include la fresatura multiasse di forme:
· Concave e convesse.
· Bidimensionali e tridimensionali.
Il processo di profilatura può essere suddiviso in almeno 3 operazioni:
1. Sgrossatura o semi-sgrossatura.
2. Semi-finitura.
3. Finitura.
Talvolta a queste 3 può aggiungersi la super-finitura, quando necessario.
Gli utensili necessari ed adeguati ad ogni fase sono diversi:
· Per la sgrossatura e la semi-sgrossatura viene utilizzata la fresa con inserti rotondi e raggiati.
· Per la finitura e la super-finitura viene impiegata la fresa a candela con testa sferica.
L’impiego di utensili da taglio e macchine utensili specifiche per ogni operazione aiuta a raggiungere una migliore precisione e qualità.
Per selezionare gli utensili e il metodo di lavorazione più adatto è importante studiare il profilo del componente.
In particolar modo bisogna:
· Valutare la quantità di materiale che va rimosso.
· Definire la profondità massima e i raggi minimi della cavità.
· Prestare attenzione alla configurazione dell’utensile e al bloccaggio del pezzo. È infatti importante cercare di ridurre le vibrazioni.
· Impiegare macchine utensili specifiche per le varie operazioni, così da ottenere una buona precisione geometrica sul profilo e minimizzare la necessità di lucidatura manuale per la finitura e la super-finitura.
· Per la sgrossatura e la semi-finitura di componenti meccanici di grandi dimensioni, è più efficace utilizzare utensili e metodi tradizionali.
Fa eccezione l’alluminio, per cui le velocità di taglio sono più elevate anche per la sgrossatura.
· Per ottenere la miglior finitura è utile usare frese a candela in metallo duro integrale ad alte velocità.
Il processo di profilatura è idoneo alla lavorazione dei più diversi materiali, metalli ferrosi e non:
· Acciaio.
· Alluminio.
· Acciaio inox.
· Acciaio zincato, preverniciato e verniciato.
· Rame.
· Titanio e così via.
L’unico limite è la formabilità della lamiera: bisogna tenere conto del ritorno elastico di ogni tipo di materiale e del raggio minimo di curvatura.
Come avviene il processo di profilatura
Ora che si ha un’idea su cos’è la profilatura, è utile sapere come avviene il processo.
Un buon processo di profilatura parte da un’adeguata progettazione del profilo e dei rulli.
Affinché essi abbiano un design ideale, il progettista deve definire i passaggi necessari per ottenere la sezione trasversale desiderata.
In ciascuno dei gradini, che vanno poi sovrapposti, la fascia metallica raggiunge progressivamente la forma della sezione finale.
Vengono quindi progettati i singoli rulli per tutte le fasi di profilatura, compresi i rulli motorizzati e periferici che possono essere richiesti per forme o materiali complessi.
I rulli vengono poi assemblati sulla macchina profilatrice, e alimentati da uno o più motori, a seconda del tipo di macchina.
Il nastro metallico viene introdotto nelle prime fasi e progressivamente piegato attraverso la macchina: alla fine il profilo viene tagliato mediante un utensile da taglio.
La tecnologia dipende dalla sezione che si vuole creare e dalla funzione del profilo finale.
Il processo di profilatura può essere integrato con diverse tecnologie come:
· La punzonatura.
· Il taglio laser.
· La piegatura.
Ottimizzare la profilatura: ridurre vibrazioni
Ridurre le vibrazioni, e quindi ottimizzare la profilatura, è molto importante: queste sono un grande ostacolo alla fresatura di profili profondi.
Per minimizzare la problematica delle vibrazioni, il consiglio principale e più comune è quello di ridurre la profondità del taglio, la velocità o l'avanzamento.
Altri suggerimenti applicativi:
· Impiegare utensili modulari rigidi con buona precisione in termini di run-out.
Gli utensili modulari consentono una maggior flessibilità e un più alto numero di combinazioni.
· Quando la lunghezza complessiva dell’utensile è maggiore di 4/5 volte il diametro, è utile utilizzare utensili antivibranti o barre di estensione.
· Se la rigidità alla flessione dev’essere aumentata considerevolmente, è consigliabile usare estensioni in metallo pesante.
· Per velocità del mandrino superiori a 20,000 giri/minuto, usare utensili da taglio e portautensili bilanciati.
· Selezionare il massimo diametro possibile sulle estensioni e sugli adattatori rispetto al diametro della fresa.
Altri consigli per ottimizzare profilatura
Vi sono anche altri consigli per ottimizzare la profilatura: infatti, la generazione di vibrazioni non è l’unica eventualità in cui sono utili suggerimenti applicativi.
Vediamone alcuni:
· Nel caso in cui si impieghi una fresa a candela con testa sferica, bisogna tener conto che l'area più critica del tagliente è il centro dell'utensile.
Infatti lì la velocità di taglio è vicina a zero: condizione sfavorevole per il processo di taglio.
L'evacuazione truciolo al centro dell'utensile è di importanza critica, visto lo spazio ridotto nel tagliente trasversale.
Pertanto, si consiglia di inclinare il mandrino o il pezzo di 10-15 gradi, in modo che l'area di taglio sia allontanata dal centro dell'utensile.
Ciò aiuta ad avere: una velocità minima maggiore, una migliore formazione di truciolo, una più lunga durata utensile e una migliore finitura superficiale.
· Un requisito fondamentale è quello di generare un sovrametallo uniformemente distribuito, che sia costante.
In tal modo si hanno meno cambiamenti nel carico e direzione di lavoro per ogni utensile usato.
Ciò consente alcuni vantaggi.
Ad esempio, la necessaria presenza dell’operatore diventa quindi parziale e l'impatto su guide della macchina utensile, viti a ricircolo di sfere e cuscinetti del mandrino sarà meno negativo.
Bisogna tenere in considerazione che frese a candela/per spallamenti e spianatura o le frese per contornatura lasciano un sovrametallo a gradini che deve essere rimosso.
Ciò conduce ad un sovrametallo irregolare per la finitura.
Invece frese con inserti rotondi generano raccordi lisci tra le passate e lasciano meno sovrametallo in quantità più uniformi per l'operazione di profilatura.
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