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Macchine per il taglio di ingranaggi e la produzione di ruote dentate

Gli ingranaggi sono disponibili in diversi tipi di ingranaggi: ingranaggi cilindrici ed elicoidali o coppie coniche, ingranaggi a vite senza fine e ingranaggi cilindrici interni sono solo una piccola selezione di forme di base utilizzate in molte applicazioni. L'ampia scelta di forme consente di ottenere una gamma altrettanto ampia di processi, macchine e utensili necessari per la produzione di ingranaggi. A questo scopo è stata sviluppata una gamma di macchine per il taglio di ingranaggi a supporto della produzione di ingranaggi.

Tipi base di macchine ad ingranaggi

Le macchine da taglio per ingranaggi sono generalmente macchine utensili da taglio che vengono utilizzate per la produzione di ruote dentate. Come per altre macchine utensili, ci sono macchine convenzionali, che vengono azionate manualmente a mano, e macchine programmabili. Qui una produzione semplificata e più precisa delle ruote dentate può essere garantita da un controllo CNC programmato.

Fondamentalmente, le macchine ad ingranaggi possono essere classificate in diverse categorie a seconda del processo produttivo utilizzato. Una suddivisione approssimativa per la creazione degli ingranaggi è da un lato il processo di laminazione e dall'altro il processo di modellatura.

Processo di produzione degli ingranaggi

Nel processo di laminazione, la ruota dentata o la dentatura del pezzo viene creata da un movimento tra il pezzo e l'utensile. Questo movimento di rotolamento viene eseguito dalla macchina per il taglio degli ingranaggi.

Il movimento di dentatura dell'utensile genera il profilo del dente da generare nel pezzo come in una dentatrice a creatore. I movimenti di dentatura rotante e traslatorio sono accoppiati nella macchina utensile in modo che la maggior parte dei processi di dentatura funzionino continuamente. Questo accoppiamento deve essere eseguito con elevata precisione per garantire una buona qualità degli ingranaggi. Di norma, ciò si ottiene con macchine per il taglio di ingranaggi a controllo numerico tramite un modulo elettronico. Nel caso di macchine utensili a comando manuale, il modulo di trasmissione deve essere controllato manualmente anche per l'accoppiamento, un compito impegnativo e che richiede molta pratica.

Un grande vantaggio del processo di laminazione è che l'utensile può essere utilizzato per tutti i numeri di denti del pezzo da generare con lo stesso modulo ruota dentata.

Durante la formatura vengono utilizzati utensili di profilo che corrispondono all'immagine del contatore dell'ingranaggio desiderato. Ciò significa che la dentatrice raggiunge la distanza tra i denti da produrre nel pezzo da lavorare attraverso l'utensile utilizzato. Per un diverso numero di denti devono essere utilizzate forme diverse dell'utensile richiesto, poiché queste influiscono sulla ruota dentata prodotta. A differenza del processo di laminazione, l'utensile non può quindi essere utilizzato universalmente.

Il procedimento di una macchina formatrice di ingranaggi

La forma dell'ingranaggio può essere confrontata con la modalità d'azione generale di una coppia di ingranaggi. L'utensile, la cosiddetta mola da taglio, utilizza denti con forma a evolvente, che possono tagliare il pezzo in lavorazione con un movimento d'urto. Questo crea lo spazio tra i denti della ruota dentata. La rotella di taglio deve essere quindi sollevata dall'ingranaggio da produrre e riportata nella sua posizione iniziale con una corsa di ritorno. Questa corsa di ritorno non è un movimento a valore aggiunto ed è quindi improduttivo.

Sia il pezzo in lavorazione che l'utensile hanno un movimento rotatorio per generare il profilo richiesto nel pezzo in lavorazione mediante la cosiddetta laminazione. La ruota dentata prodotta costituisce così la controparte della ruota da taglio utilizzata.

Di norma, le macchine per la profilatura di ingranaggi convenzionali sono adatte per gli ingranaggi cilindrici. La conversione al cambio ad ingranaggi elicoidali è possibile solo con un grande sforzo e costi elevati. La situazione è diversa per le macchine programmabili: il controllo CNC apporta un miglioramento significativo, poiché con l'aiuto del controllo computerizzato è possibile produrre anche pezzi elicoidali senza necessità di riattrezzaggio.

Le dentatrici a creatore e i loro vantaggi

A differenza della dentatura a creatore, la dentatura a creatore è un processo di dentatura a creatore continuo. La velocità di taglio continuo è generata dalla fresa rotante, che può essere regolata in modo flessibile. Ciò significa che le dentatrici a creatore non limitano i profili e gli angoli dell'elica che possono essere prodotti. Sia gli ingranaggi dentati diritti che elicoidali possono essere prodotti con un semplice cambio formato.

Inoltre, ogni movimento nella dentatura a creatore è un movimento a valore aggiunto. Non c'è una corsa di ritorno improduttiva, che si traduce in un aumento della produttività rispetto ad altri processi di dentatura a creatore, come la dentatura a creatore. A causa del movimento di taglio, i denti della fresa si consumano, ma la fresa può essere spostata per prima, in modo che un'area precedentemente inutilizzata esegua il movimento di taglio. Solo quando la testa di taglio è usurata per tutta la sua lunghezza è necessario sostituire l'utensile.