Alberi di precisione Eurobalt: come la rettifica definisce il pezzo finito
Rettifica cilindrica, senza centri e di profilo di alberi in acciai al carbonio, legati e inossidabili. Tolleranza di accoppiamento h6/g6, Ra inferiore a 0,4 μm, oscillazione misurata su CMM Mitutoyo.
L’albero è uno dei componenti più esigenti che vengono affidati a un’officina di lavorazione conto terzi. Trasmette coppia, sopporta carichi radiali, ruota dentro cuscinetti e tenute e trasmette il moto attraverso ingranaggi o giunti che richiedono una concentricità rigorosa. La differenza tra un albero che lavora silenzioso per dieci anni e uno che distrugge un cuscinetto in sei mesi non dipende quasi mai dall’operazione di tornitura: la determina la rettifica che segue il trattamento termico. In Eurobalt è proprio la rettifica a fissare la geometria finale, la tolleranza della sede del cuscinetto e la finitura superficiale che il disegno dell’OEM richiede realmente.
Perché la rettifica conta per gli alberi
Dopo il trattamento termico un albero temprato è fuori tolleranza sia dimensionalmente sia geometricamente: si è dilatato, ha subito deformazioni e ha sviluppato una pelle dura che gli utensili da tornio non possono finire in modo economico fino alla tolleranza richiesta. La rettifica cilindrica risolve questo problema. Elimina le deformazioni del trattamento termico, riporta il perno entro il campo di tolleranza h6 o g6, abbassa la rugosità superficiale nella fascia Ra 0,2-0,8 μm e produce una sede del cuscinetto che si monta in modo pulito, senza micro-fretting.
La rettifica è anche l’unica via realistica per ottenere tolleranze rigorose di circolarità e cilindricità su acciai temprati. I nostri alberi escono regolarmente dall’officina con circolarità entro pochi micron, oscillazione radiale dello stesso ordine e concentricità tra i perni controllata dai centri su cui ruotano. Questi valori non sono raggiungibili con la sola tornitura una volta che il pezzo è a 55+ HRC.
Il ciclo completo, dall’inizio alla fine
Eurobalt porta l’albero attraverso sei fasi controllate. Ognuna viene ispezionata prima che il pezzo passi alla successiva.
- Preparazione del grezzo. Partiamo da una barra fucinata o laminata a caldo in CK45, E355, 20MnV6, 42CrMo4, 16CrMo4, 21CrMoV5, oppure inossidabile 1.4410, a seconda del ciclo di lavoro, dell’ambiente corrosivo e della resistenza del cuore richiesta. Il grezzo viene tagliato a misura con un generoso sovrametallo di lavorazione e i fori di centro vengono forati e smussati secondo la geometria che la rettificatrice userà poi come riferimenti.
- Tornitura di sgrossatura. Su una delle nostre 16 unità di tornitura CNC l’albero viene portato vicino alla forma finita, lasciando sovrametallo su ogni diametro che andrà rettificato. Sedi per chiavetta, filettature ed elementi passanti non influenzati dal trattamento termico vengono di norma lavorati in questa fase.
- Trattamento termico. Tempra a cuore, tempra a induzione dei perni oppure nitrurazione: la scelta dipende dalla metallurgia e dal regime di usura dell’applicazione. È la fase che garantisce all’albero la sua durata in servizio ed è anche la fase che introduce la deformazione che la rettifica andrà a eliminare.
- Tornitura di finitura. Dopo il trattamento termico ristabiliamo i riferimenti e ripuliamo le superfici non rettificate. I fori di centro vengono rilappati se necessario; tutto ciò che la rettificatrice toccherà viene lasciato con un sovrametallo controllato e uniforme.
- Rettifica. Rettifica cilindrica tra le punte per perni, sedi dei cuscinetti e sedi di tenuta. Rettifica senza centri per diametri lunghi, sottili o di serie. Rettifica di profilo per spallamenti, raggi e gole di tenuta dove la forma deve essere mantenuta. Descritta in dettaglio qui sotto.
- Controllo finale. Geometria su CMM Mitutoyo, rugosità superficiale al rugosimetro, verifica di durezza, ispezione visiva di ogni superficie rettificata. L’albero non lascia l’officina senza un rapporto di controllo.
I metodi di rettifica che impieghiamo
Rettifica cilindrica tra le punte. L’operazione di riferimento per alberi medi e grandi. Bloccare il pezzo sui suoi centri temprati ci permette di controllare la concentricità tra i perni lungo tutta la lunghezza, che è esattamente ciò di cui hanno bisogno gli alberi di ingresso e di uscita dei riduttori, i rotori delle pompe e gli alberi dei motori elettrici. Dove la geometria del pezzo lo consente teniamo i diametri entro 0,001 mm e finiamo regolarmente le sedi dei cuscinetti a Ra 0,4 μm o meglio.
Rettifica senza centri. Per alberi lunghi e sottili e per diametri che vanno rettificati senza i vincoli di accesso dei centri: perni, aste di spinta, steli di cilindri idraulici. La rettifica senza centri è anche dove otteniamo la produttività necessaria quando lo stesso diametro deve essere rettificato su una lunga estensione assiale con tolleranza rigorosa. Il nostro lavoro senza centri si abbina naturalmente con i grandi alberi metallici che lavoriamo per trasmissioni gravose.
Rettifica di profilo (di forma). Impiegata per gli elementi di forma degli alberi che contano quanto il diametro stesso: raggi nei raccordi degli spallamenti, gole di tenuta, gole per anelli elastici (seeger) e sedi coniche. Un raggio di spallamento ottenuto al tornio raramente è sufficiente per un’applicazione di fatica ad alto numero di cicli; i raggi rettificati lo sono.
Rettifica di facce e spallamenti. Dove un riferimento assiale deve essere perpendicolare all’asse dell’albero entro pochi micron, tipico degli alberi dei riduttori che montano ingranaggi di precisione, rettifichiamo la faccia dello spallamento nello stesso piazzamento con cui abbiamo rettificato il perno. Stesso riferimento, stesso serraggio, perpendicolarità garantita.
Materiali e finiture dopo la rettifica
La scelta del materiale determina il percorso di trattamento termico, e il trattamento termico determina la rettifica. CK45 ed E355 coprono gli alberi di uso generale. 42CrMo4 e 21CrMoV5 sopportano il carico nelle applicazioni di riduttori e pompe, dove la tempra a cuore e il rinvenimento danno il giusto equilibrio tra tenacità del cuore e durezza superficiale. 16CrMo4 e 20MnV6 sono comuni quando si preferisce la cementazione. Il super duplex EN 1.4410 copre il servizio in acqua di mare, chimico e offshore.
Dopo la rettifica possiamo applicare cromatura dura, nitrurazione, brunitura o rullatura per prestazioni aggiuntive di usura o corrosione. La fase di rettifica stabilisce la qualità del substrato di cui questi rivestimenti hanno bisogno.
Ispezione e controllo qualità
Ogni albero rettificato viene verificato rispetto al disegno. Il pacchetto di controllo standard comprende:
- Misurazione dei diametri con micrometri calibrati e CMM Mitutoyo
- Circolarità, cilindricità e oscillazione secondo ISO 1101
- Rugosità superficiale Ra/Rz secondo ISO 4287
- Verifica della durezza dopo il trattamento termico
- Controllo visivo e dimensionale di tutti i raccordi e le gole rettificati
- Rapporti di controllo completi collegati all’ordine di produzione, nell’ambito del nostro sistema ISO 9001
Applicazioni tipiche
- Alberi di ingresso, di uscita e intermedi dei riduttori
- Rotori di pompe e alberi delle giranti
- Steli di cilindri idraulici e aste dei pistoni
- Alberi di motori elettrici e generatori
- Alberi di trasmissione di trasportatori e rulli
- Mandrini e alberi di avanzamento di macchine utensili
- Alberi di trasmissione di mezzi ferroviari e veicoli pesanti
Una panoramica più ampia delle lavorazioni che stanno dietro questi pezzi è disponibile sulla nostra pagina del servizio di lavorazione CNC, con esempi concreti nella raccolta di casi studio di lavorazione CNC.
Riferimenti normativi
| Ambito | Norma |
|---|---|
| Accoppiamenti ISO (h6, g6, k6, m6) | ISO 286 |
| Tolleranze geometriche (circolarità, cilindricità, oscillazione) | ISO 1101 |
| Tessitura superficiale (Ra, Rz) | ISO 4287 |
| Sistema di gestione della qualità | ISO 9001 |
