COME SELEZIONARE IL GIUSTO UTENSILE DI RULLATURA

Trova l’utensile giusto in 3 passaggi

Come responsabile di produzione sai bene quali utensili da taglio puoi acquistare, ma probabilmente non hai la stessa esperienza quando si parla di utensili di rullatura. Qual è l’utensile giusto per la tua applicazione? Qual è la soluzione più conveniente?

Questi 3 passaggi ti aiuteranno a individuare l’utensile di rullatura o di rullatura profonda più adatto, risparmiando tempo e costi nella fase di selezione.

La rullatura, classificata in lucidatura con rullo (roller burnishing) o rullatura profonda (deep rolling), è un processo di finitura superficiale che deforma plasticamente la superficie del pezzo tramite un rullo. Tale rullo viene premuto sulla superficie del componente con una forza definita e, grazie al movimento relativo tra utensile e pezzo, scorre su tutta la superficie.

Le elevate pressioni di contatto tra utensile e pezzo consentono:

• una forte riduzione della rugosità (fino al 95%)

• l’indurimento dello strato superficiale/subsuperficiale

Utensili di rullatura per lucidatura con rullo e rullatura profonda

Possiamo distinguere due famiglie principali:

Utensili meccanici

• Il rullo viene premuto sulla superficie tramite forza meccanica;

• Può essere autoportante oppure supportato da un elemento di sostegno.

Utensili idrostatici

• Una sfera viene premuta sulla superficie tramite fluido idraulico ad alta pressione;

• La sfera è supportata idrostaticamente dal fluido;

• Sono molto resistenti all’usura e compensano automaticamente le imprecisioni grazie alla corsa della sfera.

Ma come scegliere l’utensile giusto per una specifica applicazione?

3 passaggi per trovare l’utensile giusto

La selezione dipende da tre fattori fondamentali:

• macchina (tornio, centro di lavoro a 5 assi, …);

• geometria del componente (foro, albero, gola, raccordo, …) e sua durezza iniziale;

• processo (manuale, automatico).

Una volta definito il principio di funzionamento di base dell’utensile, questo può essere adattato facilmente alla situazione specifica.

Step 1: Definire l’obiettivo – lucidare, indurire o creare fori di precisione

Prima domanda: qual è lo scopo del processo, per poter scegliere in modo la tecnologia da usare?

1. Lucidare le superfici → Lucidatura con rullo

Riduzione della rugosità dopo tornitura, fresatura o foratura. Può essere effettuata più volte, fino ad arrivare al risultato desiderato.

2. Indurire lo strato superficiale → Rullatura profonda

Serve per:

• aumentare la resistenza a fatica;

• ottenere una durezza superficiale mirata (introduce tensioni residue di compressione e incrudimento a freddo);

• richiede un processo certificato affinchè sia ripetibile su più particolari.

3. Migliorare i fori → Skive-burnishing

Utensili specifici per pelatura e lucidatura permettono di:

• ottenere fori con rugosità minima;

• produrre fori lunghi precisi e tubi di elevata lunghezza.

Perché è importante questa distinzione?

I due processi sono simili, ma:

• nella lucidatura con rullo i risultati sono facilmente misurabili a posteriori;

• nella rullatura profonda (introduzione tensioni residue) i risultati non sono misurabili in modo non distruttivo, quindi la certificazione del processo è più onerosa.

Di conseguenza, il processo di rullatura profonda richiede un monitoraggio molto più rigoroso per garantire ripetibilità e costanza nel tempo.

Step 2: Verificare la durezza del materiale – perché 45 HRC è il limite

La durezza del materiale da lucidare è la proprietà più importante nella scelta dell’utensile.

Nei materiali temprati (>45 HRC):

• i carichi sui corpi rullanti aumentano significativamente;

• serve una forza molto maggiore per ottenere la deformazione plastica

Esistono quindi utensili specifici per materiali duri fino a 65 HRC, ovvero gli utensili idrostatici.

Step 3: Analizzare la geometria – quale utensile scegliere?

La geometria del pezzo è il terzo fattore decisivo.

A seconda di:

• geometria del rullo;

• disposizione dei corpi rullanti;

• direzione di rullatura (quindi spinta o trazione).

alcuni utensili sono adatti solo a determinate geometrie. La geometria del pezzo vincola drasticamente l’elenco degli utensili utilizzabili su di esso.

Successivamente si seleziona:

• dimensione dell’utensile;

• forza di rullatura;

• compatibilità con la macchina e condizioni operative.

Ad esempio, per geometrie cilindriche esistono diversi utensili simili, adatti però a componenti e macchine di dimensioni differenti.

La scelta finale dipende sempre da:

• principio di applicazione della forza (meccanico o idrostatico);

• orientamento dell’elemento rullante;

• sistema di attacco utensile (VDI, Capto, barra di serraggio, ecc.)

Questi dettagli vengono definiti insieme al fornitore dell’utensile e ovviamente in base alla macchina impiegata.