Principio di lavorazione fondamentale

1. Movimento generativo: Viene mantenuto un rigoroso rapporto di velocità tra il pezzo e l'utensile, determinato dal loro numero di denti (ωw/ωc = Zutensile/Zpezzo), garantendo la formazione di profili corretti dei denti.
2. Movimento di taglio: Rotazione ad alta velocità dell'utensile stesso, che funge da principale fonte di alimentazione per la rimozione del metallo.
3. Movimento di avanzamento assiale: L'utensile si muove lungo l'asse del pezzo per lavorare l'intera larghezza del dente.
4. Movimento di avanzamento radiale: Utilizzato per controllare la profondità di taglio, rimuovendo tipicamente la sovrametratura dalla sgrossatura alla finitura in un unico serraggio.
5. Angolo dell'albero Σ: L'angolo tra l'asse dell'utensile e l'asse del pezzo, un parametro critico calcolato come Σ = β₁ ± β₂ (β₁ = angolo dell'elica dell'utensile, β₂ = angolo dell'elica del pezzo). Per la lavorazione di ingranaggi esterni, utilizzare "+" se le direzioni dell'elica sono le stesse e "-" se opposte; la regola del segno è invertita per la lavorazione di ingranaggi interni.

Caratteristiche dell'utensile

• Requisiti di precisione: L'alta precisione è obbligatoria, con una precisione del profilo del dente fino a 2μm per DIN 1829 Classe AA e persino 1,6μm per lo standard industriale DIN AAA (non definito in DIN 1829).
• Materiali: L'acciaio super rapido (HSS) è la scelta principale, offrendo eccellente tenacità, resistenza all'usura, riaffilabilità ed economicità. Il carburo cementato viene utilizzato per la lavorazione ad alta velocità e ad alta efficienza (ad esempio, ghisa, materiali di metallurgia delle polveri o skiving di ingranaggi duri) grazie alla sua maggiore durata dell'utensile, sebbene comporti costi più elevati e complessità di produzione.
• Rivestimenti: Tipicamente rivestiti con rivestimenti PVD resistenti all'usura e alle alte temperature come TiAlN e AlCrN per prolungare significativamente la durata dell'utensile e la velocità di taglio.
• Struttura: Gli utensili solidi sono comuni per dimensioni da piccole a medie, fornendo elevata rigidità e precisione.

Attrezzature di lavorazione

1. Elevata sincronizzazione: Sincronizzazione elettronica estremamente precisa tra tutti gli assi della macchina (mandrino del pezzo asse C, mandrino dell'utensile asse B, assi di avanzamento X/Y/Z) per garantire un movimento generativo accurato.
2. Elevata rigidità: La struttura della macchina deve possedere un'eccezionale rigidità per sopprimere le vibrazioni causate dal taglio continuo e dai rapidi cambiamenti della forza di taglio, garantendo la precisione di lavorazione e la qualità della superficie.
3. Elevata velocità del mandrino: Gli utensili per lo skiving richiedono elevate velocità di taglio (di solito da diverse centinaia a diverse migliaia di metri al minuto), richiedendo capacità ad alta velocità dal mandrino dell'utensile.

Vantaggi e sfide del processo

Vantaggi

• Efficienza eccezionale: Il taglio continuo consente velocità di asportazione del materiale molto più elevate rispetto alla sagomatura e alla dentatura a creatore.
• Alta precisione: Raggiunge costantemente una precisione di grado GB/T 10095 5-6 o superiore, con un'eccellente precisione del profilo del dente e del passo.
• Flessibilità: Adattamento rapido a diverse specifiche di ingranaggi cambiando utensili e regolando i programmi NC, ideale per la produzione multi-varietà e in piccoli lotti.
• Integrazione multi-processo: Sulle macchine multi-tasking, processi come la tornitura (diametro esterno, faccia terminale), la foratura e lo skiving possono essere completati in un unico serraggio, riducendo i tempi di setup e migliorando la precisione di posizionamento e l'efficienza complessiva.
• Qualità della superficie superiore: Il taglio a raschiatura continua offre una migliore rugosità superficiale.
• Specializzato per ingranaggi complessi: Particolarmente adatto per la lavorazione di ingranaggi multistadio, ingranaggi a gradini e ingranaggi interni. In scenari in cui gli utensili per la sagomatura incontrano interferenze spaziali, gli utensili per lo skiving eccellono grazie alla loro struttura compatta.

Sfide

• Elevato investimento in attrezzature: Le macchine CNC specializzate per lo skiving a potenza sono costose.
• Costi elevati degli utensili e design complesso: Gli utensili per lo skiving comportano processi di progettazione e produzione complessi, con conseguenti costi più elevati rispetto alle frese e agli utensili per la sagomatura standard.
• Debug del processo complesso: Richiede il calcolo e l'impostazione precisi di numerosi parametri (ad esempio, angolo dell'albero, rapporto di velocità, velocità di avanzamento), richiedendo programmatori e operatori qualificati.
• Rigidi requisiti di stabilità della macchina: Minime vibrazioni o errori di sincronizzazione influiscono direttamente sulla precisione del profilo del dente e sulla durata dell'utensile.

Scenari applicativi

• Ingranaggi di trasmissione: Le applicazioni classiche includono gli ingranaggi ad anello nei sistemi di ingranaggi epicicloidali.
• Ingranaggi riduttori per veicoli a nuova energia: Come processo preferito per ingranaggi interni e ingranaggi multistadio nei riduttori, soddisfacendo i requisiti di alta efficienza e leggerezza.
• Ingranaggi multistadio e a gradini: L'unica (o ottimale) soluzione ad alta efficienza quando lo spazio assiale tra gli ingranaggi è estremamente limitato, impedendo l'accesso da parte di altri utensili.
• Ingranaggi interni ad alta precisione: Sostituzione graduale della sagomatura e della brocciatura in applicazioni di ingranaggi interni ad alta precisione e alta qualità superficiale come pompe idrauliche di fascia alta e sistemi di trasmissione aerospaziali.