Il nuovo attacco mandrino KM4X™ di Kennametal assicura prestazioni massime

(LATROBE, Pennsylvania, USA) – Quando si lavorano materiali difficili come il titanio sono necessari attacchi mandrino che utilizzino al meglio la potenza disponibile. Gli operatori si trovano a dover aumentare al massimo il volume di truciolo asportato per aumentare la produttività, trovandosi al contempo in condizioni di basse velocità di taglio ed elevate forze di esercizio. Di conseguenza, negli anni i costruttori di macchine utensili hanno migliorato la rigidità e lo smorzamento dei mandrini e le strutture delle macchine per ridurre al minimo le indesiderate vibrazioni che influiscono negativamente sulla qualità dei pezzi e sulla durata dell'utensile. Nonostante tutti questi progressi aumentino la produttività, spesso il punto debole è proprio l'attacco del mandrino.

La risposta di Kennametal a questo tipico punto debole è stato il collaudato sistema a cambio rapido KM™, riconosciuto dall'organizzazione internazionale per la normalizzazione (ISO) come standard ISO 26622. Ora Kennametal presenta il suo attacco mandrino di ultima generazione: KM4X™.

Alcuni sistemi possono essere in grado di trasmettere una notevole coppia, tuttavia le forze di taglio generano anche un momento flettente che supera i limiti dell'interfaccia prima che i limiti di coppia vengono superati. La combinazione tra l'elevata forza di bloccaggio, i livelli di interferenza appropriati, l'elevata rigidità e l'alta resistenza al momento flettente nel sistema KM4X™ assicura alte prestazioni per la lavorazione del titanio.  

La progettazione di KM4X™ permette una capacità di resistenza al momento flettente tre volte superiore rispetto agli altri sistemi di utensili. Questo significa che le officine possono utilizzare i loro centri di lavorazione ad alte prestazioni per aumentare le velocità e gli avanzamenti nelle lavorazioni più complesse, ricavando il massimo dal potenziale della macchina.

Con KM4X™ é inoltre possibile ammodernare una macchina utensile esistente, offrendo il vantaggio di aumentarne le prestazioni senza dover investire in ulteriori apparecchiature.

Panoramica degli attacchi mandrino esistenti
L'interfaccia utensile-mandrino deve resistere a carichi elevati mantenendo la sua rigidità. Nella maggior parte dei casi determina la quantità di materiale che può essere rimosso per una certa operazione prima che la deformazione dell'utensile diventi troppo alta o prima che inizi la vibrazione dell'utensile.

Negli ultimi decenni sono stati sviluppati e ottimizzati diversi tipi di attacchi per mandrini. Grazie al suo buon rapporto qualità/prezzo il cono 7/24 ISO è diventato uno dei sistemi più popolari del mercato. Utilizzato con successo in molte applicazioni, le sue limitazioni di precisione e velocità gli impediscono ulteriori sviluppi.

L'avvento del contatto cono-faccia è stato un grande passo in avanti rispetto al cono 7/24 standard. La combinazione del contatto cono-faccia con il cono 7/24 permette una maggiore precisione sull'asse Z ma presenta anche alcuni svantaggi, vale a dire la perdita di rigidità ad alte velocità o ad elevati carichi laterali. La maggior parte di questi utensili disponibili sul mercato sono rigidi e i loro mandrini hanno una forza di bloccaggio relativamente bassa. La rigidità dell'attacco è limitata, poiché l'interferenza radiale deve essere tenuta a un livello minimo. Le tolleranze necessarie per ottenere un contatto cono-faccia uniforme sono invece molto strette e comportano quindi elevati costi di produzione.

Nei primi anni ottanta Kennametal ha introdotto il sistema KV™ che era una versione più corta di utensile CV con un meccanismo a tre sfere che agisce su una superficie conica di un foro. Le versioni successive erano progettate e vendute con il contatto cono-faccia. Nel 1985 Kennametal e Krupp WIDIA iniziarono un programma di collaborazione per sviluppare un sistema a cambio rapido universale, attualmente noto come KM™ e recentemente standardizzato come ISO 26622. L'attacco cono-faccia poligonale noto come PSC, ora standardizzato anche come ISO 26623, e il sistema HSK nei primi anni novanta cominciarono ad essere impiegati sui macchinari in Europa e successivamente divennero standard DIN 69893, e quindi ISO 121.

Perché è importante limitare la capacità di flessione
Quando si lavorano materiali difficili come il titanio, le velocità di taglio sono relativamente basse a causa degli effetti termici sugli utensili. Di conseguenza, negli anni i costruttori di macchine utensili hanno migliorato la rigidità, lo smorzamento dei mandrini e le strutture delle macchine. I mandrini sono stati progettati con una coppia abbondante a velocità di rotazione basse.

L'attacco mandrino deve fornire coppia e una limitata capacità di flessione, compatibilmente alle specifiche delle macchine utensili e ai requisiti necessari per una maggiore produttività. Questo diventa evidente nelle operazioni di fresatura a candela, dove la lunghezza delle sporgenze sono generalmente maggiori e il fattore di limitazione è la capacità di flessione dell'interfaccia del mandrino. Ad esempio, un utensile da taglio elicoidale a fissaggio meccanico con sporgenza di 250 mm (9.84") dal filo mandrino e diametro di 80mm (3.15") genera un momento flettente di 4620 Nm (3407.5 ft. lb) e una coppia inferiore a 900 Nm (663.8 ft. lb) .

I parametri più critici di un attacco cono-faccia sono la forza di bloccaggio e l'interferenza radiale.  Aumentando al massimo la forza di bloccaggio e scegliendo dei valori di interferenza appropriati è possibile migliorare ulteriormente la rigidità dell'attacco.  

Le norme e le raccomandazioni sono di tipo generico. Per maggiori informazioni sulla lavorazione del titanio e su KM4X, contattare il numero verde del Customer Application Support di Kennametal 800-835-3668.
 
Kennametal Inc. (NYSE: KMT) fornisce produttività ai clienti che cercano il massimo delle performance, offrendo loro soluzioni innovative antiusura, sia standard che personalizzate. Tutto questo grazie alla conoscenza approfondita dei materiali avanzati e dei loro campi applicativi. Il nostro impegno per la sostenibilità ambientale ci permette di offrire al cliente un valore addizionale. Aziende che operano nei settori più vari, dall'aerospaziale al minerario, dal petrolifero all'industria energetica ed edile, riconoscono a Kennametal eccezionali contributi in tutte le fasi produttive. Nell'anno fiscale 2011 i nostri clienti hanno acquistato prodotti e servizi Kennametal per 2,4 miliardi di dollari circa, forniti da circa 12.000 dipendenti che operano in più di 60 paesi -- con oltre il 50% del fatturato proveniente dai paesi al di fuori del Nord America.