Domande frequenti
Cos'è la lucidatura a rullo?
La lucidatura a rullo è un processo di levigatura e compressione per superfici metalliche che non crea trucioli, tramite elementi di rullatura.
Vengono generati trucioli durante la lucidatura a rullo?
No. La lucidatura a rullo è un processo di microfinitura che modella plasticamente gli strati di interfaccia del componente. La lucidatura a rullo è l'unico processo di microfinitura che non produce trucioli.
I termini levigatura, lucidatura, lucidatura a rullo e levigatura a rullo sono identici?
Sì. Durante la lucidatura viene prodotta una certa rugosità della superficie del pezzo. L'obiettivo è una qualità della superficie elevata per proprietà di scorrimento, tenuta e giunzione ottimali. I rulli in carburo o acciaio vengono guidati sul pezzo sotto pressione e spostano i picchi di superficie nello strato di interfaccia.
La "compressione a rullo" è un metodo differente dalla "lucidatura a rullo"?
No. Durante la compressione a rullo pesante viene eseguita la stessa cinematica della lucidatura. I rulli rinforzati vengono guidati sul pezzo sotto pressione e spostano i picchi di superficie nello strato di interfaccia. Il volume di materiale spostato nelle valli del profilo, sollevandole. Quindi dai picchi della superficie si ottengono dei plateau e questi formano l'elevato rapporto di area di contatto delle superfici lucidate a rullo.
L'obiettivo della compressione a rullo è migliorare le proprietà di resistenza. La forza di rullatura produce una fatica interna nella micro-struttura, che aumenta la resistenza dinamica del materiale. Lo stato del materiale è formato fino a una profondità da 0,5 a 0,7 µm.
L'aumento di resistenza dipende dalla forza di rullatura, dalla geometria del rullo e del pezzo, dalle proprietà del materiale e dal numero di volte per cui il materiale viene sottoposto a rullatura.
Quale qualità di superficie viene prodotta durante la lucidatura a rullo?
Questo porta alla formazione di superfici levigate come specchi, con una bassa rugosità di superficie (< 1 µm) e coefficienti di attrito di scorrimento ridotti.
Le variabili di misurazione Rugosità di superficie media Rz e rapporto dell'area di contatto del materiale Mr sono utilizzate come misura della qualità di una superficie.
La lucidatura a rullo comprime la superficie del pezzo nella zona pertinente, migliorando la resistenza all'usura e alla corrosione e il limite di fatica dei materiali.
Poiché non si verifica alcun cambiamento di volume, circa metà della rugosità di superficie viene appiattita e lo stesso volume viene sollevato.
La rugosità di superficie finale ottenibile è direttamente proporzionale alla rugosità della superficie pre-lavorata.
Esistono delle definizioni di qualità della superficie?
Sì. I termini rugosità, area di contatto del materiale, profilo di rugosità, distanza di misurazione e profondità di taglio sono illustrati nei grafici di profilo e nelle curve dell'area di contatto del materiale e descrivono la qualità della superficie.
Il pezzo deve ruotare durante la lucidatura a rullo?
Un utensile condotto deve ruotare in senso orario?
Sì. Durante la lucidatura a rullo, l'utensile agisce sul pezzo in senso orario a causa del suo design; la rotazione antioraria impedisce il processo di lucidatura a rullo.
Tutti i materiali possono essere lucidati a rullo?
Tutti i metalli deformabili plasticamente possono essere lucidati a rullo. La durezza del materiale deve essere inferiore a 45 HRC (durezza Rockwell) quando si utilizzano utensili di lucidatura a rullo convenzionali. Gli utensili di finitura a diamante consentono la lavorazione di pezzi notevolmente più duri (< 60 HRC).
La rullabilità del materiale è determinata dallo snervamento duttile; se è superiore al 5%, in genere la rullabilità è presunta. Tanto maggiore è lo snervamento duttile, tanto meglio possono essere formati plasticamente i materiali.
In genere, anche le plastiche possono essere lucidate a rullo, tuttavia mostrano una chiara tendenza a ritornare alla loro forma originaria, pertanto gli effetti della levigatura tendono a essere lievi.
Durante la lucidatura a rullo sono necessari il raffreddamento e la lubrificazione?
Una piccola quantità di lubrificazione con olio a bassa viscosità, in genere, è sufficiente durante la lucidatura a rullo, ad es. spruzzando il pezzo prima della lavorazione.
A velocità o pressioni di lucidatura a rullo elevate, è consigliabile utilizzare un raffreddamento/lubrificazione continui con un'emulsione o olio.
Un'emulsione di raffreddamento/lubrificazione, inoltre, asporta le particelle di sporco e, pertanto, deve essere sufficientemente filtrata per evitare l'usura dell'utensile a causa di effetti abrasivi. Raccomandazione per la filtrazione: < 40 µm.
Quali velocità e velocità di alimentazione possono essere utilizzate per la lucidatura a rullo?
La velocità di lucidatura a rullo può raggiungere 200 m/min, tuttavia si consigliano valori di 100-150 m/min. La velocità di alimentazione dipende dal principio di utensile utilizzato e dal diametro dell'utensile. I valori comuni per utensili a rullo singolo sono: da 0,05 mm/rotazione a 0,3 mm/rotazione, mentre per gli utensili a più rulli sono: da 0,20 mm/rotazione a 3,0 mm/rotazione.
Quali geometrie possono essere lucidate a rullo?
La lucidatura a rullo può essere impiegata su superfici interne ed esterne di praticamente tutti i pezzi a rotazione simmetrica.
La decisione relativa all'idoneità di sezioni interrotte o profili asimmetrici per la lucidatura a rullo deve essere presa in congiunzione con l'utensile di lucidatura a rullo.
Esempi di profili possibili: cilindrico, conico, sferico, diversi diametri con o senza spalla, spalle graduali, pendii, fori passanti, fori graduali, fori ciechi, filettature, profili interni, profili esterni, superfici piane, profili svasati, gole, sottosquadri, incassi, raggi, profili sfalsati, scanalature, superfici a forma libera, ecc.
Il diametro di lucidatura a rullo deve essere pre-lavorato con un sovradimensionamento?
Sì. La lucidatura a rullo è un processo che impiega la lavorazione a freddo. Per determinare la pre-lavorazione richiesta è necessario prendere in considerazione l'elasticità e la robustezza del materiale da lavorare.
Deve essere osservato quanto segue: Le rugosità di superficie di pre-lavorazione e la rugosità di superficie desiderata in seguito alla lucidatura a rullo, il sovradimensionamento prima della lucidatura a rullo e il tipo di pre-lavorazione.
La pre-lavorazione ideale è un profilo di rugosità uniforme (profilo di tornitura). Superfici con notevoli oscillazioni di rugosità (ad es. superfici alesate con gole di ritrazione).
Una rugosità di superficie da Rz 6 -15 µm costituisce una buona pre-lavorazione di superficie.
Per i materiali con basso snervamento duttile, come la ghisa grigia, il magnesio e acciai altamente temprati e bonificati, la rugosità di superficie Rz della superficie preparata deve essere inferiore a Rz 6 -15 µm.
Le tolleranze di produzione devono corrispondere alla qualità della parte finita o alla qualità IT 7 per utensili a più rulli.
Come viene determinato il sovradimensionamento di pre-lavorazione per la lucidatura a rullo?
Il sovradimensionamento richiesto dipende dai fattori che influiscono su di esso: tipo di preparazione, rugosità di superficie della preparazione e materiale.
La determinazione più affidabile per specificare il sovradimensionamento è un test preliminare, cioè un pezzo viene pre-lavorato per la lucidatura a rullo, il diametro prodotto viene misurato e quindi viene lucidato a rullo.
A seguito della lucidatura a rullo, il diametro finito viene confrontato al diametro pre-lavorato. La differenza è il sovradimensionamento richiesto.
Per le superfici tornite, il sovradimensionamento può essere determinato come segue: il sovradimensionamento nel diametro corrisponde al valore Rz della superficie tornita.
Per le superfici molate, il sovradimensionamento può essere determinato come segue: Il sovradimensionamento del diametro è equivalente al valore Rz della superficie molata meno il 25-50%, poiché il rapporto dell'area di contatto per la molatura è maggiore a causa del processo utilizzato.
L'ingresso o il pre-bloccaggio dell'utensile deve essere determinato sul pezzo caso per caso.
I pezzi possono essere tagliati o levigati con un singolo utensile?
Sì. L'utensile di lucidatura a diamante combinato Baublies consente il taglio e la levigatura di profili interni in un singolo ciclo: per prima cosa il bordo di taglio produce la geometria, quindi la superficie viene lucidata dal diamante. Questo utensile rotante, in genere, viene utilizzato in congiunzione con un asse U.
Quali vantaggi sono caratteristici della lucidatura a rullo?
Le superfici lucidate a rullo sono caratterizzate da una bassa rugosità di superficie, fino a Rz < 1 µm, da un elevato rapporto dell'area di contatto grazie a una favorevole formazione di plateau e dal fatto che non rimangono picchi di materiale sporgenti. Di conseguenza, l'abrasività è estremamente ridotta. La profondità della rugosità di superficie Rz molto ridotta produce un rapporto dell'area di contatto molto elevato.
La chiara compressione del materiale e l'aumento della durezza della superficie producono una maggiore resistenza all'usura, una ridotta tendenza alla fessurazione e una bassa suscettibilità alla corrosione. Le superfici sono idonee per l'utilizzo come superfici di scorrimento, tenuta e giunzione.
Le tolleranze delle superfici pre-lavorate cambiano?
Normalmente, le tolleranze dimensionali della pre-lavorazione sono mantenute tramite la lucidatura a rullo, cioè non migliorano né peggiorano, poiché la lucidatura a rullo è un processo di formazione e non di taglio. Pertanto, la tolleranza dimensionale richiesta deve essere già soddisfatta dalla pre-lavorazione. Le tolleranze di forma e posizione, come la concentricità e la cilindricità di fori e perni, in genere, non sono migliorate dalla lucidatura a rullo.
Durante la pre-lavorazione, le oscillazioni dimensionali superiori a IT 7 (per utensili a più rulli) e a IT 9 (per utensili a rullo singolo su molla) devono essere evitate. Un sovradimensionamento eccessivo produce forze di rullatura estremamente elevate e, pertanto, riduce la durata dell'utensile.
Quali vantaggi offre la lucidatura a rullo rispetto ad altri processi?
Grazie alla lavorazione e finitura con un singolo bloccaggio non sono richieste macchine speciali, la manipolazione della produzione è estremamente semplice e i costi di trasporto, magazzinaggio e impostazione sono ridotti.
Il processo è estremamente robusto e affidabile e non produce alcun rumore.
Rispetto ai processi di taglio, si ottiene un miglioramento notevole nelle caratteristiche del materiale, come rugosità, durezza e resistenza all'usura.
I processi di lucidatura a rullo sono caratterizzati da un'elevata economia, una produzione non costosa e tempi di lavorazione molto brevi con qualità elevata e costante.
Non viene rimosso alcun materiale durante la lucidatura a rullo, non si hanno polvere o residui di molatura e, pertanto, non vi sono costi di smaltimento per questi prodotti di scarto.