Lavorazioni meccaniche: importanza delle vibrazioni
Nelle lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo, le vibrazioni rappresentano un problema determinante quando si devono lavorare superfici con particolari geometrie e spessori. La fresatura in particolare, essendo una lavorazione meccanica a “taglio continuamente interrotto” (al contrario della tornitura), dove carichi e profondità di taglio variano continuamente, produce vibrazioni forzate e auto-generate. Queste ultime sono spesso causa di problemi che si riscontrano con facilità, quali superfici molto rugose e rovinate, problemi dimensionali, rottura o usura precoce utensili e forti sollecitazioni al centro. Tale aspetto diventa particolarmente critico quando si devono realizzare nuovi e pochi particolari come per la prototipazione reale rapida. Per prevenire questi effetti, le officine utilizzano dispositivi anti-vibrazione in unione con interventi ai parametri di taglio. Le tecniche di prevenzione sono diverse: vanno dall’utilizzo di idonei metodi di fissaggio del pezzo fino all’adozione di mandrini anti-vibranti, passando all’utilizzo di particolari utensili atti a garantire qualità del risultato finale, anche a scapito dell’efficienza produttiva, ma fondamentale quando si realizzano prototipi o si opera nel campo della prototipazione reale rapida.
Le lavorazioni meccaniche e come influiscono le vibrazioni
Come è noto, la presenza di vibrazioni è una delle più frequenti cause di inefficienza produttiva nelle lavorazioni meccaniche, dato che portano ad una superficie poco rifinita, scarsa precisione, minore durata dei taglienti ed intense sollecitazioni delle parti critiche della macchina. Cercando di prevenire questi effetti negativi, le officine tendono ad utilizzare costosi dispositivi anti-vibrazione e, in molti casi, a ridurre i parametri di taglio, aumentando i costi di produzione e riducendo l’efficienza della lavorazione meccanica.
Nelle lavorazioni meccaniche con asportazione di truciolo, eliminare le vibrazioni è un fattore molto importante per migliorare i risultati. In quest’ottica, diverse sono le tecniche utilizzate, che vanno dalla modifica dei metodi di fissaggio del pezzo, con serraggi più rigidi, fino all’ adozione di mandrini anti-vibranti, passando per una corretta selezione dei sistemi di utensileria e delle strategie di taglio. Comunque sia, se vengono rilevate vibrazioni durante il processo di taglio, la reazione è immediata e, molto spesso, il primo rimedio considerato è la riduzione dei parametri di taglio, sebbene questo approccio non affronti le cause della vibrazione, ma semplicemente tenda a mitigarne l’effetto, pur con una ricaduta negativa dell’output di produzione. E’ evidente l’importanza di assicurare un taglio stabile in un’ampia gamma di applicazioni, senza una considerevole perdita di produttività.
Nel caso della fresatura, il problema “vibrazioni” emerge ancora più chiaramente. Infatti, la fresatura può essere vista come una lavorazione a taglio “continuamente interrotto“, dove carichi e profondità di taglio sono modificati di continuo, dunque fonte di vibrazioni forzate e auto-generate. In casi estremi, le vibrazioni autoindotte possono generare il fenomeno della risonanza armonica del sistema macchina-utensile-pezzo, fenomeno estremamente pericoloso ed insidioso. Da qui, è evidente la particolare importanza rivestita della prevenzione delle vibrazioni in fresatura.
