Rettificatrici per utensili: le affilatrici

L’affilatura è un’operazione che consiste nel realizzare o ripristinare i taglienti degli utensili per lavorazione ad asportazione di truciolo. Questa operazione viene eseguita su una rettificatrice speciale, chiamata affilatrice. Come è fatta una affilatrice e come funziona? Analizziamo in questo articolo le peculiarità di questa particolare rettificatrice.

Caratteristiche principali delle affilatrici

Le affilatrici sono rettificatrici per utensili destinate alle operazioni di affilatura; hanno il compito di fornire il moto di lavoro alla mola e quello di avanzamento e di alimentazione all’utensile da affilare; inoltre, permettono gli spostamenti, gli orientamenti e i posizionamenti relativi tra la mola e l’utensile. È, così, possibile realizzare e riaffilare i taglienti e i piani secondo gli angoli e gli spigoli desiderati. Normalmente, le affilatrici hanno l’asse della mola orizzontale. Queste macchine utensili possono essere dotate di una o più mole in modo che, inizialmente, si usi una mola a grana più grossa per sgrossare, e, successivamente, si rifinisca l’utensile sulla mola di finitura e/o superfinitura. Si noti che è importante curare la finitura dell’utensile poiché verrà impressa sul pezzo finito come rugosità superficiale.

Le affilatrici, con l’avvento degli utensili con inserti intercambiabili, hanno avuto un declino, in quanto i vecchi utensili in HS, HSS e Widia sono stati rimpiazzati da utensili a placchetta molto più performanti, i quali, ovviamente, solitamente non necessitano di affilatura. Nonostante ciò, anche al giorno d’oggi le affilatrici sono macchine indispensabili, poiché sono fonte di risparmio per le officine: per utensili molto costosi l’affilatura è conveniente per allungarne la vita, piuttosto che l’acquisto di un nuovo articolo.

Possiamo distinguere due famiglie di affilatrici: le affilatrici universali, usate per affilare tutti i tipi di utensili (grazie al numero di assi controllabili dall’operatore, che le rende molto versatili), e le affilatrici speciali che sono specializzate nel lavorare solo un certo tipo di utensili.

Durante la ravvivatura del tagliente, l’utensile si può scaldare. Per evitare che l’eccessiva temperatura dell’utensile vada a intaccare il trattamento termico del materiale, spesso si esegue la cosiddetta affilatura a umido. In questi casi, l’affilatura avviene sotto un costante getto d’acqua o di emulsione acqua/olio, così da raffreddare costantemente l’utensile. Eventuali additivi possono essere aggiunti all’acqua per ridurre anche l’ossidazione dell’utensile stesso e prevenire la proliferazione batterica nel liquido. Quando il metallo del tagliente raggiunge una temperatura di circa 500 °C, prende una colorazione bluastra, il che significa che ha inavvertitamente subito il processo di rinvenimento. In questi casi, l’intero utensile è irrimediabilmente compromesso, in quanto le caratteristiche meccaniche si sono drasticamente degradate.

Gli angoli ottenuti dalle affilatrici sono sempre precisi e regolari, grazie alle scale graduate e al nonio presente sui vari assi della tavola e della mola. Non è possibile ottenere questo livello di precisione nel caso dell’affilatura manuale eseguita su semplici mole da banco, in quanto il pezzo è affilato a occhio dall’operatore grazie alla sua manualità ed esperienza. Una pratica molto importante per preservare la qualità della mola è quella di continuare a muovere l’utensile lateralmente, in modo che la mola non si usuri sempre nello stesso punto. In ogni caso, saltuariamente è utile ravvivare la mola in modo da ripristinare la sua circolarità e cilindricità grazie all’operazione di diamantatura.

Queste macchine sono azionate in vari modi: manuale, semi-automatico e a controllo numerico. Nel caso di affilatura di utensili piccoli, può essere previsto un apposito sistema ottico di ingrandimento della zona di taglio.

Come è fatta una rettificatrice per utensili

Nelle rettificatrici per utensili o affilatrici, possiamo trovare i seguenti elementi:

Bancale – Il bancale è la struttura portante di questa macchina utensile e, nella parte inferiore, è presente la vasca dell’acqua con la relativa pompa. Frontalmente, vi è la pulsantiera di accessione dei motori della mola.

Mola – La mola è fissata a un albero mandrino e questo ruota con precisione grazie a un motore elettrico. La mola può essere aggiustata rispetto a svariati assi e angoli. Nel caso di affilatura di utensili multi-taglienti (ad esempio le frese a disco), è utile che ogni singolo tagliente venga lavorato al pari degli altri. In questi casi, sarebbe sprecato l’uso di un divisore. Quindi, è pratica comune usare un fermo su cui viene appoggiato il dente all’altezza desiderata per poi eseguire l’affilatura. L’affilatura degli utensili viene eseguita dalla parte piana della mola e non su quella circolare, altrimenti gli angoli dell’utensile copierebbero la curvatura della mola senza così ottenere la geometria desiderata.

Tavola portapezzo – La tavola è collegata al bancale su guide con viti trapezoidali. Per agevolare la continua oscillazione laterale sulla mola, la tavola portapezzo può essere sospesa su delle lame flessibili (cedevoli in direzione laterale e rigide negli altri assi), che permettono una corsa di qualche millimetro. Queste strutture flessibili sono delle lamiere di acciaio armonico e sono anche dette “flexure”.

Per la stesura di questo articolo sono state consultate le seguenti fonti:
Drozda T., “Tool and manufacturing Engineers Handbook. Volume 1 – Machining”, 4th edition, Society of Manufacturing Engineers
Joshi P., “Machine Tools Handbook – Design and Operation”, Mc Graw-Hill, 2007
Kibbe R. et. al, “Machine tool practices, tenth edition”, Pearson, 2014