Smorzamento delle vibrazioni nelle macchine utensili

Il mercato delle macchine utensili cresce, con riflessi positivi sul segmento dei componenti. Le scelte progettuali relative allo smorzamento delle vibrazioni sono fondamentali per garantire qualità delle finiture e durata di macchina e utensile.

Nel 2018 la produzione di macchine utensili è salita del 13,4% e le esportazioni del 7,2%, anche grazie al Piano Industria 4.0. Le agevolazioni previste della Legge di Bilancio 2018 per le imprese volte a favorire l’acquisto di macchine utensili tradizionali e in ottica 4.0 (in particolare super e iperammortamento), hanno dato una spinta decisiva al mercato di riferimento che lo scorso anno ha registrato una crescita record.

Il segmento domestico continua a essere affamato di tecnologie, a condizione che si tratti di soluzioni d’eccellenza garantite da marchi di comprovata affidabilità.

L’ostacolo vibrazioni

Nel caso delle lavorazioni per asportazione di truciolo, le vibrazioni determinano la possibilità che l’utensile si avvicini e si allontani dal pezzo in lavorazione in maniera rilevante, il che determina l’insorgenza di ondulosità della superficie lavorata con conseguenti eccessive variazioni della forza di taglio, limitando così sia la durata dell’utensile stesso che della macchina.

Vibrazioni forzate e autoindotte

Le vibrazioni sono associate con i carichi periodici parassiti che risultano dallo squilibrio degli alberi rotanti, dagli errori sull’accuratezza di alcuni componenti o, semplicemente, dell’ingaggio ad intermittenza del pezzo in lavorazione con gli utensili a tagliente multiplo.

Figura 1 – Tipici pattern superficiali causati dal chatter.

Tali forze periodiche forniscono l’energia meccanica per le vibrazioni forzate, determinando una superficie lavorata ondulata. Inoltre, se qualcuna delle componenti armoniche di tali forze è in risonanza con uno dei modi propri della struttura della macchina, la vibrazione può essere intensa. Risulta quindi fondamentale la ricerca di soluzioni volte a limitare le vibrazioni forzate, unitamente ad una scelta degli accoppiamenti cinematici finalizzata alla riduzione dei giochi e dei disallineamenti.

Le vibrazioni autoindotte insorgono con l’aumento della velocità di rimozione del materiale; sono quindi alimentate dal processo stesso di lavorazione. Questa tipologia di vibrazioni viene chiamata chatter e determina finiture di qualità non accettabile (Figura 1).

 

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Source: Stampi
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