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9 Utilizzo di due frese distanziate
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Nel caso si adotti l'accorgimento di montare due frese identiche
distanziate tra loro di un passo normale di base
(fig.12A)
(fig.13U)
,
si otterra' la generazione contemporanea di due porzioni di superficie
appartenenti a due fianchi consecutivi, riferite a raggi di curvatura
differenti e distanti tra loro (in direzione normale) del passo normale
di base, e generanti coppie di raggi di curvatura distanti tra loro
della proiezione del passo normale di base sul piano trasversale:
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[12] delta r = pbn * COS(beta0)
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Per quanto riguarda le conseguenze dell'impiego della seconda fresa
sia nel caso di rotolamento continuo che nel caso di sfaccettature discrete,
e' essenziale definire dapprima il rapporto Krc tra
la frazione di segmento di CONDOTTA di competenza della fresa posteriore
[drc2] e l'intero segmento di condotta [Ltot]:
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[13] Krc = ( Lctot - delta r) / Lctot
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il quale indica praticamente la misura del ricoprimento di condotta
operato dalla fresa posteriore e risulta complemento a 1 del rapporto
tra la proiezione del passo normale di base e la lunghezza di condotta.
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9.1 Modo continuo
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Nel caso di modo di rotolamento continuo, la corsa attiva dell'
utensile anteriore, che raggiunge il piede dente, puo' iniziare in
posizione intermedia del profilo in quanto il tratto iniziale verso
testa puo' essere stato lavorato in precedenza dall' utensile
posteriore.
In questo caso risulta consigliabile operare la lavorazione dell'intero
sviluppo assiale di ciascun dente, in modo da operare la lavorazione
a profilo parziale dell'intero dente adiacente; ovviamente il profilo del
primo dente in lavorazione deve essere percorso interamente.
Nel caso di dentatura elicoidale puo' risultare opportuno definire i livelli
assiali di lavorazione con riferimento al dislivello assiale presente
sulla fresa posteriore, ad esempio maggiorando virtualmente la lunghezza della
fascia dentata di una quantita' pari alla proiezione assiale della distanza
tra le frese.
In questo modo viene a essere ridotto lo sviluppo attivo da percorrere
e quindi, in base alle caratteristiche della dentatura, e' possibile
limitare del 40-50% la lunghezza della singola corsa attiva, nel caso di rotolamento
continuo.
Il punto di inizio lavorazione dopo il primo dente puo' essere reggiunto direttamente
in rapido da un punto di disimpegno, oppure percorrendo con
avanzamento maggiorato il tratto teorico gia' lavorato.
- Per valori di Krc fino al 50%
(fig.27A)
avviene che il percorso di condotta da
eseguire in lavoro e' comandato dalla fresa anteriore, e corrisponde
esattamente alla proiezione sul piano trasversale del passo normale
di base:
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[14] per Krc minore del 50% si ha : Lcw = delta r
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Il contatto con il pezzo avviene inizialmente
da parte della fresa anteriore e inoltre il percorso risulta invariante rispetto
a variazioni ( entro valori che non comportino il superamento del limite
del valore kr al 50%) della lunghezza del segmento di condotta, ovvero del raggio
di curvatura al piede dente in quanto il raggio di curvatura in testa e'
rigidamente definito.
Da quando la fresa anteriore inizia ad asportare fino a quando entra in
azione la fresa posteriore, l'avanzamento puo' fare riferimento alla
curvatura generata dalla fresa anteriore;quando la fresa posteriore
inizia ad operare, l'avanzamento deve essere riferito alla curvatura
generata dalla fresa posteriore al fine di evitare un eccesso di
avnzamento relativo della stessa.
-Per valori di Krc superiori al 50%
(fig.28A)
avviene che il percorso di condotta
da eseguire in lavoro e' comandato dalla fresa posteriore, e corrisponde
alla lunghezza del segmento di condotta diminuita della proiezione del
passo normale di base:
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[15] per Krc maggiore 50% si ha : Lcw = Lctot - delta r
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Il contatto con il pezzo avviene inizialmente da parte della fresa
posteriore e il percorso risente delle variazioni della lunghezza del
segmento di condotta.
L'avanzamento deve essere riferito per tutto il percorso alla curvatura
generata dalla fresa posteriore, e questo puo' apparire leggermente
penalizzante nella lavorazione dei pignoni, che richiederebbero forti
variazioni del fattore di adeguamento dell'avanzamento
(fig.25A)
.
La corretta scelta della posizione di inizio lavorazione, al fine di
evitare la collisione prematura di una delle due frese, puo' essere
operata automaticamente a mezzo di un semplice algoritmo matematico
che faccia riferimento al valore della curvatura di arrivo al piede
dente effettivamente impostata.
Le considerazioni svolte riguardo al risparmio sul valore della corsa
attiva sulla linea di condotta possono essere direttamente trasferibili
in termini di tempi di lavorazione sia nel caso che l'avanzamento lineare delle
frese dovesse risultare costante e quindi non venisse continuamente
modificato in modo da avere un uniforme avanzamento relativo sul profilo,
sia nel caso si potesse adeguare l'avanzamento lineare;in questo ultimo caso
e' pero' necessario valutare non i valori tra raggi di curvatura sulla linea
di condotta, bensi' i valori tra percorsi sul profilo a partire ad esempio
dal diametro di testa.
Inoltre va considerato come l'avanzamento debba essere riferito alla
posizione della fresa anteriore fino a quando questa sola sta operando,
ma deve essere diminuito e riferito alla posizione della fresa
posteriore appena questa entra in azione, altrimenti si avrebbe un
eccesso di avanzamento relativo sulla fresa posteriore.
Operando una simulazione sugli esempi limite di cui agli allegati,
possiamo esaminare gli effetti combinati della presenza del secondo
utensile e dell'adeguamento dell'avanzamento, in termini di
durata del percorso in minuti per Feed relativa (massima non adeguata
oppure garantita dall'adeguamento) di 100 mm/min (valori T100P e T100C
in tabella di
(fig.25A)
(fig.26A)
).
: senza adeguam. con adeguam.
: PIGNONE:
: con 1 fresa : 0,901 0,609
: con 2 frese : 0,522 0,424
:
: RUOTA:
: con 1 fresa : 0,649 0,581
: con 2 frese : 0,380 0,357
Si evidenzia quindi come l'adeguamento in continuo dell'avanzamento
sia particolarmente necessario e conveniente nel caso di pignoni, mentre la
presenza del secondo utensile risulta sempre ulteriormente conveniente
ma in misura leggermente meno significativa se associata all'adeguamento dell'
avanzamento, data la necessita' di riferire quest'ultimo alla fresa
posteriore.
Risulta comunque evidente una forte diminuzione del tempo di percorso
con l'adozione della seconda fresa (quasi 50% senza adeguamento dell'
avanzamento e 35-40% con adeguamento).
La situazione di minimo tempo di lavorazione si ha quando
siano praticabili sia un fattore di ricoprimento prossimo al 50%, sia
l'adeguamento in continuo dell'avanzamento macchina.
Operando con due frese il verso della scansione assiale dipende forzatamente
dal fianco in lavorazione, in quanto il fianco sul quale opera la fresa
anteriore deve essere gia' stato lavorato da quella posteriore.
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