È ora di prendere sul serio il bilanciamento degli strumenti

Aug 20, 2023

Scommetto che equilibrerai le gomme. E probabilmente anche la maggior parte dei tuoi amici lo fa. Allora perché così tante officine avviano la produzione senza bilanciare gli utensili da taglio e le mole?

Il ragionamento non dovrebbe essere perché stanno correndo a bassa velocità. Dopotutto, quando percorri l'autostrada, le gomme della tua auto girano solo a 700-900 giri al minuto. Più probabilmente, è perché troppi professionisti del settore manifatturiero sottovalutano i potenziali vantaggi derivanti dal bilanciamento dei propri strumenti. E, in alcuni casi, i miglioramenti rendono il bilanciamento un gioco da ragazzi.

Allora perché bilanciare? E come?

Tutti i tipi di lavorazione traggono vantaggio da utensili bilanciati perché è l'unico modo per ottimizzare la finitura superficiale e la durata del mandrino, secondo Brendt Holden, presidente di Haimer USA, a Villa Park, Illinois. Al contrario, ha osservato, gli operatori spesso rallentano una macchina per risolvere un problema di finitura superficiale o di precisione, quando la vera difficoltà è uno strumento sbilanciato.

In effetti, Holden ha affermato che alcuni dei maggiori successi di Haimer si ottengono con i negozi che utilizzano teste di perforazione a velocità relativamente basse. Ha ricordato uno di questi esempi in cui il cliente ha rallentato fino a 300 giri al minuto, perché altrimenti il ​​movimento nella testa di alesatura avrebbe prodotto fori sovradimensionati. Bilanciando semplicemente l'utensile, l'azienda è riuscita a ottenere la precisione richiesta e a "far funzionare l'utensile a 1.200 giri al minuto con una velocità di avanzamento quattro volte superiore", ha aggiunto Holden.

Sebbene i casi dipendano dall'applicazione, ci sono situazioni e fattori che richiedono un equilibrio, ha osservato Dieter Marx, fondatore e amministratore delegato di MPM Micro Präzision Marx GmbH, Erlangen, Germania. Ad esempio, ha affermato, assolutamente ogni utensile che funziona a più di 4.000 giri al minuto deve essere bilanciato, così come ogni utensile con diamante policristallino (PCD). Gli strumenti a flauto singolo e a punta singola (comprese molte teste di foratura), nel frattempo, sono intrinsecamente sbilanciati, quindi sono quasi sempre anch'essi un "must", secondo Marx.

Anche utensili complessi e utensili con inserti multipli ad angoli dispari sono ovvi candidati per il bilanciamento.

Anche gli utensili asimmetrici richiedono il bilanciamento, almeno per funzionare a velocità più elevate, ha aggiunto Simon Manns, vicepresidente della divisione rettifica utensili della United Grinding North America, Miamisburg, Ohio. Ciò include strumenti con eliche variabili e indicizzazione disuguale (caratteristiche che a loro volta sono state aggiunte per combattere le armoniche che si verificano quando si corre a velocità più elevate).

Manns ha sottolineato che gli strumenti con un numero dispari di scanalature non sono simmetrici, anche se equamente indicizzati. "È lo squarcio. Se è uno strumento a tre taglienti, in genere avresti un dente lungo e due corti. Lo squarcio è più pesante sul dente lungo che su quelli corti. E questo crea squilibrio all'estremità dello strumento."

Le dimensioni e la velocità contano, ha continuato Manns. "Quando arrivi a uno strumento da mezzo pollice, cinque ottavi e tre quarti di pollice, c'è un bel po' di differenza nel materiale che hai rimosso all'estremità per lo squarcio."

Curiosamente, Holden ha affermato di essersi imbattuto in casi di frese in metallo duro integrale, apparentemente simmetriche, di grande diametro, a due taglienti, che erano significativamente sbilanciate. Lo attribuì al produttore di utensili che si concentrava sul raggiungimento di un tagliente perfetto trascurando di rettificare scanalature identiche.

Il bilanciamento può anche essere la soluzione a un problema apparentemente non correlato. Holden ha raccontato il caso di un'azienda automobilistica che ha acquistato gruppi portautensili rigorosamente prebilanciati per la produzione di motori. "La loro impronta diceva che l'assemblaggio dell'utensile doveva arrivare a loro bilanciato con un grado di qualità di G2.5 a 15.000 giri al minuto. Ma non avevano modo di controllare."

L'azienda non disponeva di macchine che funzionassero a più di 8.000 giri al minuto, ma il tasso di cambio utensile non pianificato era del 57% durante la produzione.

La casa automobilistica ha quindi acquistato un bilanciatore Haimer per controllare gli strumenti in entrata e ha rifiutato qualsiasi gruppo di strumenti che non soddisfacesse le specifiche. Di conseguenza, i tempi di cambio utensile non pianificati sono scesi ad appena il 7%, ha affermato Holden, sottolineando che l'azienda ha risparmiato 250.000 dollari durante un periodo di prova di sei mesi.

"Hanno acquistato il bilanciatore come indicatore passa/non passa per responsabilizzare i fornitori di utensili da taglio e ha risolto problemi interni che non si rendevano conto di avere", ha aggiunto.