05/2012
Sistemi di serraggio
Il sistema di serraggio ottimale per singoli impieghi - panoramica.
Di Thomas Oertli
Il migliore sistema di serraggio in assoluto non esiste.Tuttavia noi siamo in grado di offrire il
sistema di serraggio ottimale e quindi migliore per ogni impiego, ogni utensile e ogni lavorazione. Per questo motivo non prendiamo in considerazione soltanto un unico tipo di sistema di
serraggio, bensì vogliamo definire ogni volta, per ciascun singolo caso, il sistema di serraggio
che possa garantire i migliori risultati per una determinata lavorazione.
La scelta del sistema di serraggio ottimale per l'utensile deve tener conto di diversi aspetti:
truciolatura, precisione dimensionale, qualità superficiale, tempi di lavorazione, usura dell'utensile e quindi, infine, la qualità del pezzo finito e i costi della sua produzione. Il sistema di
serraggio, quindi, influisce in modo significativo sulla durata degli utensili e sulle sollecitazioni
che subisce il mandrino della macchina.
Mandrino a pinze
L'impiego di mandrini a pinze è ampiamente diffuso nel settore della lavorazione del legno. Il
vantaggio che essi presentano è dato dalla grande flessibilità d'impiego, poiché si possono
utilizzare molti tipi di pinze diverse. L'ampia gamma delle loro applicazioni può essere poi ancora più estesa grazie al campo di serraggio variabile delle pinze.
Funzionamento e facilità d'uso
Serrando il dado di bloccaggio della pinza, il mandrino si blocca intorno agli utensili che restano quindi bloccati nel mandrino a pinza mediante accoppiamento di forza. Poiché nel serraggio il mandrino a pinza subisce una deformazione elastica è possibile serrare anche gambi
con differenze di tolleranza maggiori. L'ampio campo di serraggio, che può giungere fino a 1
mm, provoca tuttavia una rotazione concentrica non proprio perfetta, con il risultato corrispondente di una bassa qualità del bilanciamento. Per questo motivo raccomandiamo di utilizzare il
campo di serraggio possibile di un mandrino soltanto per la misura di 0,1 mm e in caso contrario di selezionare il mandrino adatto per il diametro di ciascun gambo.
Figura 1+2: Mandrino a pinze
In sintesi:
Il mandrino a pinza è un buon mandrino per utensili semplici ai quali non si richiedono particolari prestazioni riguardo alla rotazione concentrica e alla capacità di truciolatura. Quando però
il livello delle prestazioni e della precisione di lavorazione deve essere più elevato il principio
di serraggio del mandrino a pinza mostra i suoi limiti a causa del sistema di serraggio meccanico. Riguardo alla forza di serraggio, l'utensile non viene bloccato in modo ottimale, ne' tantomeno con grande precisione. Per questo motivo, durante la lavorazione l'utensile e il manCNC-Info_052012_Sistemi di serraggio_I.doc
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drino subiscono l'azione di alcune forze. L'utensile non ruota in modo preciso e questo comporta non solo un'alta sollecitazione - e quindi un'elevata usura del mandrino e dell'utensile ma anche una minore qualità del risultato del processo di lavorazione.
Facilità d'uso:
Prestazione:
Investimento:
Mandrino a espansione: SINO e idromeccanico
Eccellenti caratteristiche di smorzamento
Le vibrazioni prodotte dal processo di lavorazione influiscono sulla durata dell'utensile e del
mandrino della macchina. La particolare struttura dei mandrini SINO e idromeccanico consente di ridurre queste oscillazioni. Lo smorzamento delle vibrazioni non solo riduce le microscheggiature sul tagliente dell'utensile ma al contempo aumenta la silenziosità di funzionamento della macchina. Il risultato sono una maggiore durata dell'utensile, un minore logoramento del mandrino della macchina e, aspetto più evidente, una migliore qualità superficiale
del pezzo.
Precisione di rotazione concentrica
L'eccellente precisione di rotazione concentrica e di ripetizione nel mandrino idromeccanico e
SINO si attesta a < 0.005 mm.
Mandrino SINO e idromeccanico a confronto
I mandrini SINO e idromeccanico forniscono prestazioni di alto livello molto simili e si collocano in una stessa fascia di prezzo. Essi si differenziano, tuttavia, per struttura tecnica e facilità
d'uso. Il mandrino SINO necessità di un dispositivo di montaggio per montare le frese sul
mandrino, mentre per montare il mandrino idromeccanico è sufficiente una semplice chiave a
T.
Mandrino SINO
Il mandrino SINO è composto da un'interfaccia lato macchina, di norma HSK 63F, e da una
bussola di espansione integrata nel mandrino. La camera della bussola è riempita di un materiale elastico che funge da mezzo di pressione.
Funzionamento e facilità d'uso
Per il montaggio gli utensili devono essere bloccati in un blocco di serraggio, il sistema di serraggio viene poi allentato con una chiave a dente e si inseriscono gli utensili. Stringendo la
ghiera in senso assiale si esercita la pressione necessaria sulla bussola a espansione e si
blocca l'utensile. Nella fase di serraggio la ghiera viene
stretta fino alla battuta e così si ottiene una copertura
liscia. La copertura liscia della ghiera conferisce ancora
più rigidità all'intero sistema e quindi anche la stabilità
del sistema aumenta, con il risultato di un'elevata forza di
serraggio e di un'eccellente precisione di rotazione concentrica.
Sezione del mandrino SINO
In sintesi:
Il mandrino SINO è adatto al serraggio diretto di utensili a gambo con gambi cilindrici dal diametro di 12, 16, 20 e 25 mm. Per misure intermedie (diametro del gambo da 3 fino a 20 mm) è
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possibile inserire delle bussole intermedie. Queste bussole intermedie, però, influiscono sulla
qualità del serraggio e riducono l'alta precisione del mandrino.
Facilità d'uso:
Prestazione:
Investimento:
Mandrino idromeccanico
Il mandrino idromeccanico è un mandrino universale per il serraggio di precisione di utensili
con gambo cilindrico. Al suo interno si trova un olio idraulico racchiuso in un'intercapedine
circolare intorno al foro.
Funzionamento e facilità d'uso
Utilizzando una chiave esagonale a impugnatura trasversale l'olio idraulico viene compresso
da un sistema di bloccaggio idraulico (vite di pressione, perno di pressione, guarnizione). La
pressione così esercitata crea una deformazione uniforme della bussola a espansione, grazie
alla quale gli utensili vengono bloccati per una rotazione
concentrica ad alta precisione.
Grazie alla struttura chiusa la bussola idraulica non necessita di manutenzione e può essere utilizzata immediatamente
senza l'impiego di strumenti o di apparecchi per il montaggio
dell'utensile. Ruotando la chiave a T fino ad una battuta fissa, la valvola esercita una pressione e gli utensili vengono
serrati e centrati in pochi secondi. Per smontare l'utensile
ruotare la vite in senso inverso per alcuni giri. Così facendo Sezione mandrino idromeccanico
la pressione diminuisce e l'utensile può essere rimosso.
In sintesi:
Il mandrino idromeccanico è adatto al serraggio diretto e di precisione di utensili a gambo,
con gambi cilindrici del diametro di 12, 16, 20 e 25 mm. Per misure intermedie (diametro del
gambo da 3 fino a 20 mm) è possibile inserire le bussole intermedie del mandrino SINO. Queste bussole intermedie, però, influiscono sulla qualità del serraggio e riducono l'alta precisione
del mandrino idromeccanico e pertanto non sono raccomandabili .
Per serrare ed estrarre l'utensile basta una semplice chiave a T e non occorre esercitare una
grande forza, quindi non è necessario alcun dispositivo di montaggio. In questo modo si può
sostituire l'utensile in pochi secondi e con molta facilità.
Facilità d'uso:
Prestazione:
Investimento:
Calettamento
I mandrini a calettamento sono particolarmente sottili e non presentano parti meccaniche o
mobili di nessun tipo. Utilizzando prolunghe e riduttori è possibile assemblare in modo modulare diversi profili del mandrino che consentono di realizzare così le rispettive fresature nei
punti di un utensile difficilmente accessibili.
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Mandrino a calettamento termico
Il mandrino a calettamento termico spicca per l'elevata precisione di rotazione concentrica, un ottimale accoppiamento di forza tra utensile e aggancio, il peso ridotto al minimo e la sua forma sottile.
Funzionamento e facilità d'uso
Nell'apparecchio a calettamento termico il mandrino viene riscaldato.
grazie alla dilatazione radiale l'utensile può essere inserito. Il successivo
processo di raffreddamento del mandrino e la conseguente contrazione
radiale fino a tornare allo stato normale consentono di serrare saldamente l'utensile. Poiché durante la contrazione il materiale subisce una deformazione esclusivamente elastica e quindi ritorna ogni volta alla sua
forma originale, il processo di calettamento può essere ripetuto infinite
volte.
Mandrino a calettamento termico
In sintesi:
Il mandrino a calettamento termico è adatto per il serraggio di alta precisione di utensili con
gambo cilindrico. Per i casi in cui si richiedono massima precisione e prestazioni elevate oppure se è necessario l'impiego modulare di prolunghe e riduttori e c'è la disponibilità di eseguire
il processo di calettatura con un proprio apparecchio o presso il proprio fornitore di strumentazione OERTLI possiede nella sua sede di Höri le attrezzature più all'avanguardia e se necessario si fa carico della sostituzione dell'utensile.
Facilità d'uso:
Prestazione:
Investimento:
Calettamento forzato
Il sistema di serraggio TRIBOS si basa sul principio del calettamento forzato. Esso possiede i
requisiti giusti per lavori di truciolatura all'interno o su zone dell'utensile difficilmente accessibili, per le quali non possono essere più utilizzati i tradizionali sistemi di serraggio.
Funzionamento e facilità d'uso
La tecnica di serraggio TRIBOS sfrutta la tensione interna dell'acciaio. Il foro di aggancio di
forma poligonale viene opportunamente deformato e assume una forma cilindrica. A questo
punto è possibile inserire gli utensili. Riducendo la pressione, l'utensile viene bloccato tramite
accoppiamento di forza mediante la tensione interna dell'acciaio. Per il montaggio è necessario un dispositivo di serraggio particolare.
Sezione del sistema di serraggio TRIBOS
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In sintesi:
Il sistema di serraggio TRIBOS è proposto da OERTLI solo dietro richiesta specifica del cliente. Le sue prestazioni sono di livello inferiore rispetto a quelle del mandrino SINO e idromeccanico e a confronto con essi il sistema offre solo pochissimi vantaggi.
Facilità d'uso:
Prestazione:
Investimento:
Profondità minima di serraggio
Figura 1
Su tutti gli utensili CNC della OERTL la profondità minima
di serraggio è indicata in etichetta con il simbolo K. Attenzione! La profondità minima di serraggio indicata sul gambo è conforme alle indicazioni europee sulla sicurezza e
non indica la profondità di serraggio ottimale, bensì quella
minima! La procedura corretta prevede di inserire
il gambo in profondità nel mandrino, per quanto possibile,
e di verificare che l'utensile fuoriesca dal mandrino il meno
possibile.
Figura 2
Figura 1: secondo norma (non ottimale)
Figura 2: serraggio ottimale (ottimale!)
Figura 3: serraggio troppo profondo (non ottimale)
Figura 3
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