Rettificatrici senza centri

Questa particolare macchina utensile è una versione speciale delle rettificatrici in tondo per esterni, dove però il pezzo non è sostenuto tra le punte, bensì da contatti con una ruota conduttrice e una lama inclinata. Una mola contrapposta alla ruota conduttrice esegue la lavorazione. Vediamo più in dettaglio come funzionano e come sono fatte le rettificatrici senza centri.

Caratteristiche principali delle rettificatrici senza centri

Queste macchine vengono utilizzate principalmente per la lavorazione dei diametri esterni di parti cilindriche, ma con un adattamento del processo si possono lavorare anche i diametri interni delle parti tubolari.

Come suggerisce il nome, il pezzo in lavorazione non è tenuto tra i centri come avviene generalmente per la rettificatrice in tondo per esterni. Tra i centri, i pezzi lunghi e snelli rischierebbero di flettersi; con la rettificatrice senza centri, invece, il problema non si pone. Il pezzo viene portato in lenta rotazione da una ruota conduttrice, in modo che l’intera superficie cilindrica esterna sia lavorata. La mola conduttrice ha anche il compito di frenare il pezzo che, invece, tende ad accelerare assumendo la medesima velocità periferica della mola. La mola esegue la lavorazione ruotando a velocità di taglio simili a quelle della rettificatrice in tondo per esterni. Il pezzo viene sostenuto dal basso da una lama su una superficie inclinata di circa 30°.

Grazie a questa inclinazione, il pezzo viene spinto contro la ruota conduttrice, che lo mantiene sempre in rotazione.
Le lavorazioni eseguibili sono quelle a tuffo o quelle in passata. La rettifica senza centri a tuffo è ottenuta tramite il solo avanzamento radiale della mola contro il pezzo. Contrariamente, la rettifica in passata consiste nell’inclinare l’asse della ruota conduttrice con un piccolo angolo rispetto all’asse della mola e del pezzo (assi sghembi). Questo introduce una componente di velocità assiale nel pezzo oltre alla normale rotazione su sé stesso (movimento elicoidale). In questo modo, il pezzo attraversa l’intera macchina utensile e, durante l’attraversamento, viene eseguita la rettifica. Ciò è particolarmente utile per la lavorazione continua di corte parti cilindriche in grandi lotti. In questi casi, le componenti da lavorare possono essere introdotte nella zona di lavorazione da una pista di alimentazione gravitazionale e, quindi, uscire dall’altro lato della macchina utensile.

Rulli per cuscinetti, perni, pistoni o valvole per motori sono esempi di pezzi lavorati con questo processo. Le rettificatrici senza centri possono anche essere allineate in tandem, per consentire la sgrossatura e la finitura delle parti in un processo continuo in modo che un gran numero di pezzi possa essere rapidamente e accuratamente portato in tolleranza. A volte la lavorazione di rettifica senza centri è seguita da un processo di lappatura senza centro che utilizza lo stesso principio, ma usa una dimensione della grana abrasiva molto più piccola. Per monitorare e correggere il processo in real-time, può essere previsto un controllo dimensionale delle tolleranze tramite laser o altri sistemi ottici.

Come detto, la rettificatrice senza centri può essere utilizzata anche per la rettifica interna. In questo caso, il pezzo è supportato da due rulli (di supporto e di pressione), dalla ruota conduttrice, che è in contatto con il diametro esterno del pezzo, e da una piccola mola che lavora il diametro interno. Per questa versione particolare di rettificatrice senza centri per interni non è possibile eseguire lavorazioni facendo avanzare il pezzo assialmente a causa della necessità di sostenere il pezzo in lavorazione. Tuttavia, il vantaggio principale di questa macchina è la stretta concentricità raggiunta tra le superfici interne ed esterne; questo è particolarmente utile per alcune parti tubolari come gli anelli dei cuscinetti a rulli. La cilindricità del foro rettificato dipende dalla cilindricità della superficie esterna, che deve essere precedentemente rettificata a sua volta.

Come è fatta una rettificatrice senza centri

Vediamo, qui di seguito, le componenti principali delle rettificatrici senza centri.

Lama – La lama è una piastra regolabile in altezza tramite dei cunei. L’altezza della lama è un parametro fondamentale per ottenere un risultato ottimale. Il centro del pezzo è, usualmente, sollevato del 12%-25% rispetto ai centri di mola e ruota conduttrice, anche se, in casi speciali, si può lavorare anche con il pezzo sotto i centri delle due ruote. La superficie di contatto con il pezzo è inclinata di 20°-30° e indurita con riporti di Widia. In funzione del diametro del pezzo da lavorare, lo spessore della lama deve essere scelto in modo da non collidere con la mola.

Mola – La mola è collegata all’albero e può essere sia cilindrica che conica o sagomata. Per queste applicazioni è importante che l’albero della mola sia il più rigido possibile. Per ravvivare la mola, è presente anche un sistema di ravvivatura con un diamante sintetico.

Ruota conduttrice – La ruota conduttrice può essere inclinata di un piccolo angolo (tipicamente da 1° a 3°) che permette la lavorazione in passata. Se, invece, la ruota è parallela, viene eseguita una lavorazione a tuffo. La ruota conduttrice è montata su una slitta che scorre orizzontalmente avvicinandosi al pezzo.

Per la stesura di questo articolo sono state consultate le seguenti fonti:
Boothryod G. Knight W., “Foundamentals of machining and machine tools”, Taylor & Francis, 2006
Joshi P., “Machine Tools Handbook – Design and Operation”, Mc Graw-Hill, 2007
Calligaris L., Fava S., Tomasello C., “Manuale di meccanica”, Hoepli, 2016
Kibbe R. et. al, “Machine tool practices, tenth edition”, Pearson, 2014
Rowe B., “Principles of Modern Grinding Technology”, second edition, Elsevier