Lavorazione dell'albero motore: Cosa c'è da sapere
La lavorazione dell'albero motore è il processo di produzione di alberi motore precisi, utilizzati in molte applicazioni. La comprensione del concetto di lavorazione dell'albero motore svolge un ruolo fondamentale per il suo corretto utilizzo nelle applicazioni.
La guida che segue offre una visione dettagliata dell'argomento, quindi leggiamola.
Che cos'è la lavorazione dell'albero motore?
La produzione di alberi motore è un processo di fabbricazione che trasforma le aste metalliche in parti che ruotano e che vengono poi utilizzate nei motori elettrici.
Il funzionamento dell'albero influisce sulla durata e sulle prestazioni della macchina. Esistono diversi tipi di produzione di alberi motore, come la fresatura, l'elettroerosione e la rettifica.
Tipi di alberi motore
Esistono diversi tipi di alberi motore e la sezione che segue li illustra.
Alberi cavi
Gli alberi cavi sono adatti alle applicazioni che richiedono un peso ridotto, come quelle aerospaziali. Hanno un foro centrale che consente il passaggio di fluidi e componenti.
Alberi conici
Alberi conici sono utilizzati negli ingranaggi e nelle pulegge. Sono dotati di rubinetti sul loro diametro, che riducono gradualmente la lunghezza.
Alberi filettati
Gli alberi filettati sono dotati di filettature interne ed esterne che si adattano alla parte che viene assemblata con essi. Questi alberi sono utilizzati in applicazioni in cui l'attacco e lo stacco sono piuttosto comuni, come i lavori idraulici ed elettrici.
Alberi con chiave
Gli alberi con chiavetta hanno una scanalatura che aiuta a fissare componenti come ingranaggi, pignoni e pulegge. Questi alberi contribuiscono a creare connessioni in applicazioni che richiedono una coppia elevata, come pompe e motori.
Alberi scanalati
Questi alberi lavorati hanno scanalature e scanalature che si adattano a scanalature simili nel componente. In questo modo si crea un collegamento molto forte, che offre un'eccellente trasmissione di potenza.
Alberi scanalati sono utilizzati in applicazioni come la trasmissione automobilistica e i giunti a ingranaggi.
Come avviene la lavorazione dell'albero motore?
Di seguito viene illustrato il processo di lavorazione di un albero, passo dopo passo:
- La prima fase è quella della progettazione e della programmazione, in cui viene messo a punto e programmato il progetto dell'albero lavorato su misura.
- Nel software viene creato un file CAD che contiene le istruzioni sotto forma di codice G per istruire la macchina CNC.
- La macchina CNC viene quindi impostata per la produzione di alberi e per il processo di lavorazione è importante selezionare il tipo di macchina giusto.
- Il pezzo viene quindi preparato e sottoposto alla macchina che sceglie l'utensile giusto.
- La macchina CNC ruota l'albero e la fresa rimuove il materiale; è necessario un monitoraggio adeguato per garantire la qualità degli alberi personalizzati.
- Esistono diversi tipi di finitura superficiale che aiutano a migliorare la superficie degli alberi. La sabbiatura e l'anodizzazione contribuiscono a migliorare la superficie degli alberi.
Diverse tecniche di lavorazione CNC per gli alberi motore
Gli alberi motore vengono prodotti con diversi metodi di lavorazione CNC, illustrati di seguito:
Fresatura CNC
La fresatura CNC dispone di un piccolo e potente scalpello che si muove intorno all'albero in modo da creare le scanalature e le forme necessarie affinché le altre parti possano inserirsi facilmente in queste scanalature.
Tornitura CNC
La tornitura CNC è il processo che lavora l'albero e lo trasforma in una forma cilindrica. L'albero continua a girare e l'utensile taglia il componente.
Foratura CNC
La foratura CNC viene scelta per realizzare fori e canali nell'albero. Si tratta di un processo di foratura che viene eseguito da una macchina CNC in modo preciso.
Rettifica CNC
La rettifica CNC consiste in una ruota che si muove contro l'albero e rende la superficie liscia, assicurando le dimensioni esatte. Contribuisce ad aggiungere finitura alla superficie dell'albero.
Lavorazione a scarica elettrica (EDM)
L'elettroerosione utilizza la vaporizzazione elettrica del materiale. Consente di incidere forme complesse per creare caratteristiche sugli alberi.
Vari materiali per la lavorazione degli alberi motore
Gli alberi del motore possono essere realizzati con un'ampia gamma di materiali, alcuni dei quali sono illustrati di seguito:
Acciaio al carbonio
Acciaio al carbonio è utilizzato negli alberi motore perché è altamente lavorabile, può sopportare trattamenti termici e ha anche un'elevata resistenza alla trazione. Uno dei tipi di acciaio al carbonio comunemente utilizzati è il 1045, impiegato negli alberi delle pompe.
Acciaio inox
Acciaio inox è un materiale che viene selezionato per affrontare il problema della resistenza alla corrosione. Gli acciai inossidabili 304 e 316 sono solitamente scelti per la produzione di alberi utilizzati in ambienti esposti a sostanze chimiche e umidità.
Acciaio legato
I motori che necessitano di caratteristiche di robustezza e resistenza vengono prodotti utilizzando acciaio legato. I gradi di acciaio legato solitamente scelti per gli alberi sono 4140 e 4340, che contribuiscono a soddisfare le applicazioni industriali pesanti.
Ottone
Ottone è utilizzato in applicazioni che richiedono alberi con resistenza alla corrosione ed elevata lavorabilità. Pertanto, quando si tratta di macchine per impieghi leggeri, si opta per gli alberi in ottone.
Alluminio
Alluminio è un materiale leggero che offre resistenza alla corrosione ed è anche lavorabile. Per questo motivo, le applicazioni che richiedono un albero leggero optano solitamente per l'alluminio, soprattutto nei droni.
Titanio
Titanio è utilizzato in applicazioni che richiedono resistenza alla corrosione e un eccellente rapporto forza-peso. Queste proprietà del titanio lo rendono adatto alle applicazioni aerospaziali.
Leghe di nichel
Le leghe a base di nichel, come l'Inconel, possono essere utilizzate nella produzione di alberi in quanto offrono resistenza alla corrosione e alle alte temperature. Questi alberi motore sono utilizzati nelle turbine e in altre applicazioni soggette a temperature elevate.
Considerazioni sui costi nella lavorazione CNC degli alberi motore
I fattori che incidono sul costo della lavorazione CNC degli alberi motore sono i seguenti:
Costi dei materiali
Il costo di un albero motore dipende dal tipo di materiale utilizzato per la sua produzione. Materiali come l'acciaio al carbonio sono meno costosi, mentre il titanio è più costoso.
Di conseguenza, il materiale viene selezionato in base alle proprietà richieste e il costo viene influenzato.
Processi di lavorazione
Per la lavorazione degli alberi motore è possibile scegliere tra diversi processi. I metodi di lavorazione complessi, come il laser o l'elettroerosione, sono più costosi di quelli di base, come la fresatura e la tornitura CNC.
Costi di attrezzaggio
Il costo degli utensili da taglio è legato al processo di lavorazione; gli utensili si usurano con il passare del tempo e possono dover essere sostituiti. Pertanto, un'elevata usura degli utensili comporta un aumento dei costi.
Costo del lavoro
Il processo di lavorazione, se complesso, richiede un maggiore impegno di manodopera e questo aumenta il costo della manodopera. Potrebbe essere necessario formare e investire maggiormente nella manodopera per forme complesse di alberi motore.
Controllo qualità
L'implementazione di un rigoroso controllo di qualità è fondamentale per garantire che il prodotto finale sia conforme alle aspettative. Per questo motivo, è necessario investire nei test e nel monitoraggio della qualità, con un conseguente aggravio dei costi.
Opzioni di finitura superficiale per la lavorazione degli alberi motore
Esistono diverse opzioni di finitura superficiale per la lavorazione dell'albero motore, alcune delle quali sono le seguenti:
Passivazione
Il processo di passivazione è un processo di finitura superficiale utilizzato per gli alberi in acciaio inossidabile. Consiste nel pulire la superficie dell'albero motore con un acido.
Aiuta a rimuovere i contatti e il ferro libero e consente la creazione di uno strato di ossido di cromo passivo, migliorando la resistenza alla corrosione.
Anodizzazione
Alluminio Gli alberi vengono anche anodizzati, in modo che sulla superficie appaia uno strato di ossido, duro e resistente alla corrosione. Anodizzazione migliora anche l'estetica degli alberi aggiungendo colori.
Galvanotecnica
L'elettroplaccatura consiste nel depositare uno strato di metallo come zinco e nichel negli alberi; migliora la resistenza all'usura e alla corrosione dell'albero.
Granigliatura
La granigliatura consiste nel rilasciare sfere di acciaio o particelle di vetro ad alta pressione per pulire la superficie dell'albero. Questo aiuta a creare un aspetto opaco e pulito sulla superficie dell'albero.
Nitrurazione
Il processo di nitrurazione consiste nell'utilizzo di un trattamento termico che realizza la diffusione dell'azoto nella superficie dell'acciaio. In questo modo si crea uno strato duro e resistente all'usura sull'albero, migliorandone la resistenza alla fatica.
Carburazione
La carburazione può migliorare la superficie dell'albero motore con uno strato di carbonio, aggiungendo durezza superficiale. Questo processo garantisce una maggiore resistenza all'usura e il mantenimento della duttilità dell'albero.
Fosfatazione
Il processo di fosfatazione crea uno strato di fosfati cristallini insolubili sulla superficie dell'albero. Garantisce la resistenza alla corrosione e crea una base adatta per aggiungere ulteriori vernici e rivestimenti.
Spruzzatura termica
La spruzzatura termica consiste nello spruzzare uno strato sulla superficie dell'albero, che viene poi riscaldato. In questo modo si garantisce l'isolamento termico e la resistenza all'usura e alla corrosione dell'albero del motore.
Controllo qualità nella lavorazione degli alberi motore
Nella lavorazione degli alberi motore non si può ignorare l'importanza del controllo qualità. Ispezioni appropriate assicurano che la finitura superficiale dell'albero, le dimensioni e le proprietà del materiale siano in linea con i requisiti dell'applicazione.
Esistono molti metodi per il controllo della qualità, come il materiale coordinato, il test di rugosità superficiale e il test di durezza. Controlli regolari sugli alberi motore assicurano che siano conformi alle specifiche.
Vantaggi della lavorazione CNC degli alberi motore di DEK
In qualità di rinomato fornitore di servizi di lavorazione CNC, DEK offre alberi motore di alta qualità. Questi alberi sono prodotti utilizzando attrezzature avanzate per la lavorazione CNC.
L'attrezzatura garantisce l'accuratezza delle dimensioni e un team di ingegneri esperti sceglie i materiali giusti in base alle esigenze dell'applicazione.
DEK non solo si concentra sull'utilizzo di macchine di alta gamma, ma si assicura anche di disporre di un team esperto di operatori e ingegneri. Questo aumenta la produttività e la qualità dei processi di lavorazione.
Il risultato finale degli alberi ha un'eccellente finitura superficiale, che garantisce l'ottenimento di alberi motore personalizzati della migliore qualità.
Conclusione
Gli alberi motore svolgono un ruolo fondamentale in molte applicazioni e la loro comprensione in dettaglio aiuta a scegliere il materiale dell'albero motore, la finitura superficiale e il processo di produzione più adatti.
Dopo aver letto la guida di cui sopra, sarete sicuramente venuti a conoscenza delle varianti offerte da questo argomento.
