Rettifica di alberi per mandrini CNC ad alta velocità

Il pezzo

Si tratta dell’albero di un mandrino per fresa CNC stampistica, destinato a lavorare stampi da fusione a velocità altissime: 30.000-40.000 giri al minuto. A queste velocità si eseguono poche passate e poca asportazione, ma servono per lisciare perfettamente la superficie dello stampo.

Il cliente è un costruttore di macchine per la realizzazione di stampi.

La lavorazione

Il pezzo arriva in più fasi, con passaggi intermedi dal cliente:

1. Rotore centrale. Il cliente invia l’albero, già completo di avvolgimento in rame, in acciaio. Si rettificano interno, esterno e spallamenti, ciascuno con una propria tolleranza, asportando più materiale grezzo possibile per arrivare il più vicino possibile alle tolleranze richieste.
2. Anelli equilibratori. Piccoli componenti laterali con fori filettati radiali, rettificati due volte: prima internamente, poi inviati al cliente e, dopo il montaggio, rettificati completamente secondo le tolleranze richieste dal cliente. Serviranno per la bilanciatura dinamica.
3. Tutti i pezzi tornano al cliente, che li affida a una ditta specializzata per l’accoppiamento per interferenza.
4. Rettifica finale. L’insieme assemblato torna a Ceva Rettifiche, che rettifica di nuovo l’intero albero, sedi cuscinetti comprese, montato tra le punte.

La sfida tecnica

A 40.000 giri al minuto, anche una minima ovalizzazione genera vibrazioni: i cuscinetti durano meno e la finitura peggiora. Per questo, nella prima fase, si rettifica il più possibile per arrivare il più vicino possibile alla tolleranza richiesta come da progetto inviato dal cliente, prima ancora dell’assemblaggio.

Le sedi dei cuscinetti, essendo cuscinetti di precisione per alta velocità, richiedono tolleranze strettissime: da 2 a 5 millesimi di millimetro, con 5 già considerato un valore alto. Di norma si lavora tra 2 e 3 millesimi. Il resto dell’albero segue le tolleranze indicate a disegno dal cliente (H7, H8, J…), a seconda della funzione di ogni quota.

Un dettaglio di ingegneria

Quando più pezzi lavorati separatamente vengono assemblati per interferenza, i piccoli errori di ciascuno si sommano: un millesimo più un millesimo, anche partendo da componenti quasi perfetti. Gli anelli equilibratori esistono proprio per questo: dopo l’assemblaggio e la rettifica finale, nei loro fori filettati si inseriscono dei pesi di bilanciatura per compensare lo squilibrio residuo. È in questa fase, sul banco di equilibratura dinamica, che si vede se il lavoro di rettifica a monte è stato fatto bene.