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novembre/dicembre 2017
teriali da lavorare. Per sfruttare positivamente que-
sti potenziali si richiede un processo produttivo
ottimizzato fin nel minimo dettaglio. L’obiettivo è
di minimizzare le imprecisioni e di compensare gli
scostamenti residui. La combinazione del centro di
lavoro Alzmetall GS1400/5FDT con il controllo nu-
merico Heidenhain TNC 640 (vedi foto d’apertura)
dotato di opzione LAC (load adaptive control) pone
le basi per soddisfare con sicurezza i massimi requi-
siti in materia di accuratezza e tolleranze, dicono i
tecnici aziendali.
Rafael Bieker e il suo team non considerano la la-
vorazione a 5 assi di ingranaggi cilindrici e conici in
concorrenza con le procedure di produzione conven-
zionali, ma desiderano ‘spingersi oltre i limiti’. Ne
è un esempio la produzione di dentature oblique
doppie o a cuspide molto compatte e temprate, rea-
lizzate, come accennato, su di un centro di lavoro a
5 assi universale Alzmetall.
La fresatura a 5 assi di ingranaggi in un processo
ottimizzato in ogni suo aspetto consente anche la
lavorazione dei materiali duri dei profili degli in-
granaggi, rendendo superflue finiture successive
come la rettifica. Per la rettifica di tipo tradizionale
di ingranaggi è necessario impiegare un processo di
ottimizzazione a più fasi, fino a raggiungere la qua-
lità di dentatura e il profilo richiesto: rettifica, mi-
surazione e ripresa. GIF invece ottiene l’accuratezza
richiesta con una lavorazione a 5 assi in una passata
e già dal primo pezzo.
Requisiti massimi di qualità.
In certe condizioni i
processi di lavorazione attuali alla GIF registrano sul
fianco del dente scostamenti inferiori a 10 µm. Sono
così soddisfatti anche i requisiti massimi di qualità
della tecnologia di dentatura.
Per ottenere tali risultati con sicurezza di processo,
si è lavorato sodo: “Con l’ottimizzazione del pro-
cesso per la massima qualità, le prime misure hanno
consentito di compiere grandi passi in avanti nell’in-
cremento dell’accuratezza - afferma Bieker - le suc-
cessive fasi di perfezionamento rappresentano le
maggiori sfide e comportano soltanto lievi migliora-
menti, che sono tuttavia imprescindibili”.
Il compito di realizzare dentature altamente precise
con sicurezza di processo ha portato a un progetto
di cooperazione con il laboratorio delle macchine
utensili WZL di Rwth Aachen, promosso nell’ambito
del programma ZIM del BMWi (ministero federale
per gli Affari Economici e l’Energia). L’obiettivo era
di mettere a punto un sistema di produzione per la
fresatura a 5 assi di ingranaggi conici molti precisi.
I risultati delle analisi dei processi e dei modelli di
compensazione di nuovo sviluppo sono stati imple-
mentati da GIF in modo mirato nel processo pro-
duttivo.
In linea generale si puntava a ottimizzare in primo
luogo tutte le fasi del processo di lavorazione per
una produzione accurata, ad esempio mediante la
scelta di strategie di lavorazione e idonei parametri
di processo. Soltanto una volta sfruttate queste pos-
sibilità, si passa alle funzioni di compensazione del
controllo numerico.
Accuratezza dinamica.
Per il team della GIF era
importante che la nuova macchina per la lavora-
zione di ingranaggi potesse disporre di elevata
accuratezza, di un basamento stabile e soddisfare
appieno i requisiti specifici di accuratezza dinamica.
Si è optato quindi, come abbiamo visto, per il cen-
tro di fresatura e tornitura Alzmetall GS1400/5FDT,
equipaggiato con Heidenhain TNC 640 e opzione
LAC per l’adattamento dei parametri di regolazione
in funzione del carico.
I motori diretti negli assi rotativi C e A sono alta-
mente dinamici, ma reagiscono in misura sensibile
alle differenti masse e momenti di inerzia, con con-
seguenti problemi in termini di dinamica e accu-
ratezza del profilo. LAC di Heidenhain ottimizza
i parametri di regolazione della macchina in fun-
zione del carico. La regolazione adattativa influisce
positivamente sulla dinamica e - fattore determi-
Rafael Bieker (a destra) e il suo team sono pionieri nella lavorazione a
5 assi di ingranaggi.