I pezzi meccanici rivoluzionari con forme aggiuntive svolgono un ruolo cruciale in vari settori industriali, dall'automotive all'aerospaziale. Questi pezzi complessi, che incorporano una varietà di geometrie, richiedono una padronanza avanzata dei processi di produzione e progettazione. Questo articolo esplora le tecniche e le sfide associate alla produzione di questi componenti, evidenziando le recenti innovazioni e le migliori pratiche per garantirne la qualità e le prestazioni ottimali.
Definizioni
A parte meccanica è essenzialmente rappresentato geometricamente da superfici piane e cilindriche (elicoidali, coniche, sferiche, ecc.), indipendentemente dalle loro posizioni e orientamenti relativi:
- Un piano è definito geometricamente da una posizione, un orientamento e nessuna dimensione intrinseca.
- Un cilindro è definito dalla posizione e dall'orientamento del suo asse e da una dimensione intrinseca, il suo diametro.
A parte della rivoluzione è costituito essenzialmente da cilindri, coni e sfere coassiali, con facce perpendicolari all'asse di rivoluzione del pezzo.
A parte di rivoluzione con forme aggiuntiveè costituito da cilindri, coni, coassiali con facce perpendicolari e fori, facce e scanalature con assi sfalsati.
Quale metodologia per la lavorazione di quale parte?
I pezzi meccanici noti come pezzi di rivoluzione (60%) stanno diventando sempre più complessi con l'aumento del numero di superfici e caratteristiche da produrre. Per lavorare queste diverse morfologie di pezzi, utilizziamo macchine utensili di tipo tornio con un numero di assi digitalizzati sufficiente a generare tutte le superfici da produrre in un unico set-up (posizionamento geometrico del pezzo nel suo ambiente di lavoro). Queste macchine hanno 2 assi digitali, X e Z.
Tutti questi torni sono disponibili nelle versioni monomandrino e bimandrino, e nelle versioni monotorretta, bi-torretta e tri-torretta per le macchine bimandrino. L'aumento del numero di torrette o mandrini consente di lavorare più superfici in parallelo.
L'obiettivo delle aziende è quello di aumentare la produttività e di avere un elevato livello di autonomia della postazione di lavoro, in modo da liberare l'operatore per svolgere altri compiti in tempo nascosto, come preparare il lancio di un nuovo pezzo, controllare la produzione, preparare un nuovo programma NC, ecc. .... Per ottenere questo risultato, la macchina deve offrire un numero potenziale sempre maggiore di utensili, e quindi di lavorazioni, in modo da poter eseguire il massimo numero di operazioni senza l'intervento dell'operatore. Il tempo di produzione, ottimizzato in termini di condizioni di taglio, produce il massimo numero di superfici in un unico set-up. Un altro vantaggio dell'utilizzo di un'unica attrezzatura è la possibilità di ottenere una maggiore precisione geometrica, poiché la differenza di spostamento dell'utensile rispetto al pezzo dipende esclusivamente dalla capacità della macchina.
Quali sono le difficoltà legate alla lavorazione di parti meccaniche?
Il problema del controllo di qualità nella produzione di pezzi deriva essenzialmente da due fattori:
- Dispersione nel posizionamento dei pezzi sul portapezzi da parte dell'operatore (scarsa ripetibilità) durante la seconda o l'ennesima fase di lavorazione.
- Controllo della posizione della superficie di taglio degli utensili rispetto al pezzo. La correzione delle posizioni e degli orientamenti dei vari utensili fisici è gestita da uno o più correttori di utensili, che possono essere utilizzati per modificare la traiettoria dell'utensile.
- La misurazione del pezzo che, se non perfettamente controllata, porterà a una variabilità nell'impostazione della macchina.
Soluzioni
Per risolvere questi problemi, è indubbiamente necessario affrontare il problema del posizionamento isostatico del pezzo, in modo che l'uomo intervenga il meno possibile nel posizionamento.
Una volta risolto il problema del posizionamento, la misura del pezzo deve essere il più possibile accurata, fedele e ripetibile. Per ottenere questo risultato, l'intervento umano (fonte di variabilità significativa) deve essere ridotto al minimo. Le macchine di misura tridimensionali come lo Zeiss Duramax offre una soluzione molto interessante, in quanto completa ed efficace.
Il controllo numerico aziona gli utensili in base alle coordinate geometriche nel quadro di riferimento della programmazione (pezzo), ma anche in base ai parametri di posizione e orientamento della macchina, del portapezzo e dei portautensili. Se le caratteristiche del pezzo non sono corrette, i parametri legati ai vari utensili devono essere corretti (calibri o correttori dinamici, offset, ecc.) per una posizione dedicata.
Conclusione
Il controllo della macchina sta diventando sempre più complesso per l'allestitore, soprattutto se l'obiettivo è quello di riuscire a controllare tutte le caratteristiche mantenendole sotto controllo (SPC). Controllo di processo automatizzato offre la possibilità di farlo ottimizzando le correzioni senza rischi. La combinazione di una macchina di misura tridimensionale e di un software di controllo automatico del processo può migliorare la produzione di pezzi complessi.
