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Autore Messaggio
 Oggetto del messaggio: Realizzazione utensili di forma per dentatura
MessaggioInviato: lun gen 25, 2016 10:27 
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Taglio utensili di forma per dentature.
Ovvero come costruirsi gli utensili per effettuare la fresatura di una ruota dentata.

Premessa: l'utensile che si costruisce con questo metodo ha la forma della cavità della dentatura, và montato su un codolo ed è l'unico tagliente che lavora.
L'angolo di taglio frontale viene impostato in parte tramite la molatura più o meno inclinata del tagliente e in parte dall'eccentricità del montaggio sul codolo porta inserto.
Essendo unico, taglia contemporaneamente i fianchi di due denti consecutivi, per questo motivo non può disporre di angolo di taglio laterale, (il piano del tagliente è perpendicolare al fianco) inoltre taglia contemporaneamente su tutta la superficie del tagliente con un truciolo che ha la forma della porzione anteriore del tagliente, non lavora in modo ottimale per cui si sono vibrazioni, funziona discretamente bene su materiali relativamente teneri: leghe leggere, rame, bronzo, ma su materiali più tenaci è necessario prestare molta attenzione alla velocità di rotazione e all'avanzamento mentre si esegue la lavorazione di dentatura.

Materiale: barretta di HSS di diametro a piacere.
Utensili:
- fresatrice a 4 assi Cnc (il programma li utilizza tutti; se non si dispone del 4° asse, è possibile ugualmente tagliare l'utensile ma non sarà dotato di spoglia laterale, per cui l'utensile non lavorerà altrettanto bene);
- moletta ad alta velocità (tipo Dremel) con montato disco da taglio per metallo (è importantissimo verificare l'assenza di gioco assiale e radiale dell'attrezzo, avviato alla massima velocità deve girare senza vibrazioni);
- supporto per fissaggio della moletta alla testa della fresatrice.
Software:
- mach3, è scaricabile gratuitamente nella versione demo che ha la piena funzionalità su programmi con meno di 500 linee, per questo lavoro è ampiamente sufficiente;
- programma in Gcode per eseguire la forma della cava del dente (questo lo fornisco io, come part-program con estensione .tap in allegato a questo articolo)

Innanzitutto è necessario impostare la macchina per l'esecuzione:
- và posizionato il 4° asse sulla tavola della fresatrice in modo che l'asse del mandrino sia orizzontale e parallelo all'asse X;
- Và attivato il blocco del motore della fresatrice pigiando sul fungo del blocco di emergenza e lasciandolo in tale stato oppure togliendo l'alimentazione del motore;
- bisogna ancorare la moletta alla testa della fresatrice, ci sono svariati metodi ognuno ha le proprie preferenze ed è libero di scegliere, importante che la moletta sia fissata stabilmente alla testa, io ho fatto così:
ho costruito un supporto filettando una piastrina di anticorodal di spessore 10 mm in modo che si avviti direttamente sul terminale della moletta, come in fig.1
ho fissato il tutto al mandrino della fresatrice e, tramite un attacco magnetico da comparatore ancorato alla testa, ho bloccato la possibilità di rotazione del mandrino;
Allegato:
Fig01.jpg

- la moletta deve essere disposta con l'asse di rotazione orizzontale e parallelo all'Asse Y;
- la moletta va posizionata in modo che il suo asse di rotazione sia allo stesso livello del piano del tagliente dell'utensile che si andrà a tagliare, vedi fig.2;
Allegato:
Fig02.jpg

- la moletta và orientata in modo che ruoti tagliando verso il basso, come indicato in fig.2;
- il disco della mola dovrà sfiorare la punta della barretta in Hss ed essere centrato rispetto alla barretta vedi fig.3;
Allegato:
Fig03.jpg

- la punta della barretta in Hss và pre-sagomata alla mola ricavando il piano del tagliente (consiglio di ricavarlo molando fino alla mezzeria della barretta) e per ridurre il lavoro di aspostazione della mola è consigliabile dare anche una sgrossatura laterale;
- la barretta va posizionata nel mandrino del 4° asse in modo che il tagliente sia orizzontale;
- avviare Mach3 in modalità Mill e caricare il mio part-program di taglio cliccando su <Carica G-code> e andandolo a scegliere nella directory in cui è stato scaricato (per comodità di reperimento consiglio di inserirlo in Mach3 nella sotto-directory Gcode);
A questo punto va richiamato nell'editor il programma cliccando su <Modifica G-code>, và fatto scorrere il listato e nella sezione <input dati di lavoro> vanno inseriti i valori caratteristici della dentatura cui si vuole costruire l'utensile; in particolare:
modulo e numero di denti dell'ingranaggio; altri dati che necessitano un aggiornamento, in quanto variano di volta in volta, sono quelli relativi a spessore, diametro ed usura prevista della mola; tutto il resto rimane invariato, una volta impostati i corretti valori degli avanzamenti e della profondità di passata valutati a seguito di qualche prova per il tipo di mola in uso, questi permangono invariati nel tempo, infine gli angoli di spoglia: laterale, frontale e frontale secondario che cambiano a seconda del materiale su cui l'utensile dovrà lavorare.
Allegato:
Fig04.jpg


< continua >


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 Oggetto del messaggio: Re: Realizzazione utensili di forma per dentatura
MessaggioInviato: lun gen 25, 2016 10:40 
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Iscritto il: mer giu 18, 2014 14:55
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Ancora una particolarità: se la fresatrice non dispone del recupero del gioco sull'asse y, lo si può compensare maggiorando lo spessore della mola del valore di tale gioco, per esempio disponendo di una mola di spessore 1 mm e avendo misurato che la chiocciola ha un gioco di 0.15 mm sulla vite madre, per compensarlo è sufficiente inserire (nel parametro #150) 1.15 anzichè 1.00; se non si conosce tale gioco, lo si può facilmente rilevare: si fissa un comparatore alla testa orientato nella direzione y, alla tavola si fissa un blocchetto su cui si andrà ad appoggiare il tastatore del comparatore, si fà avanzare la tavola fino ad un valore di zero del comparatore, si legge sulla ghiera dell'asse y il valore indicato, si fà avanzare l'assey di un intervallo a piacere, si arretra l'asse y al valore precedentemente letto sulla ghiera, si legge il valore indicato dal comparatore, esso è il valore del gioco cercato.
Fatto tutto ciò non rimane che salvare le modifiche (è sufficiente chiudere l'editor e verrà chiesto se si vuole salvare le modifiche, rispondere sì) e siamo pronti.
Avviare la moletta (Dremel o similare) alla massima velocità possibile (in tal modo si ottiene un taglio pulito e la minima usura del disco) e far partire l'esecuzione del programma cliccando su <Esegui lavorazione (Alt+R)>, ovviamente NON và assolutamente avviato il motore della fresatrice.

Allego il programma in Gcode per eseguire il taglio dell'utensile.
Allegato:
SagomaturaTaglienteEvolventeM1_25Z12Vers3_3.rar


Il programma lavora in funzione dei parametri impostati nella sezione iniziale di input ed è basato sui riferimenti riportati in fig.5
Allegato:
Fig05.jpg

per il tracciamento dell'evolvente è stata utilizzata l'equazione parametrica riportata in fig.6
Allegato:
Fig06.jpg

Il programma lavora esclusivamente per posizionamenti assoluti e utilizza dei cicli costruiti tramite subroutine concatenate; purtroppo il Gcode standard è estremamente antiquato, sostanzialmente era nato finalizzato ad un utilizzo diretto fronte macchina da un operatore che usa le funzioni di base inserite e null'altro, non prevede la gestione delle scelte condizionate ed i cicli sono rudimentali, la gestione delle variabili e delle costanti è a dir poco allucinante, tutte funzioni che si ritrovano ottimizzate in qualsiasi linguaggio evoluto (C, Basic, Pascal, Fortran, ecc.), per cui obblica a una programmazione macchinosa e un listato di difficile lettura; Fanuc ha cercato di migliorarlo un pochino ma Mach3 non interpreta le funzioni aggiunte, per cui mi sono attenuto al linguaggio standard.
Permette lo spostamento di profilo mediante la maggiorazione/minorazione del cerchio di base, in tal modo si avvicina/allontana il punto di partenza dell'evolvente dal fondo dente.
Permette la minorazione dello spessore del dente mediante la variazione dell'angolo interno fi*
Se la direzione di avanzamento degli assi non coincide con quella da mè scelta è possibile cambiarla senza modificare le connessioni dei motori o le impostazioni di Mach3 semplicemente andando a modificare i versori degli assi (parametro #110, #120, #130) nella sezione <calcolo parametri di lavoro> invertendo il segno per l'asse di cui si vuole invertire l'avanzamento.
Un ultimo appunto a riguardo della profondità di passata, ho sperimentato che per avere un'usura ridotta della mola questa và tenuta bassa, nel programma è pre-impostata a 0.10mm (che ritengo sia il massimo da non superare) se si dispone di una mola di potenza superiore dotata di dischi adeguati e si ritiene di aumentarla o diminuirla è sufficiente andare a modificare il parametro #40
Vale sempre la raccomandazione di fare una prova di funzionamento a vuoto sulla fresatrice la prima volta che si utilizza il programma, ciò per evitare eventuali danni e imprevisti.
Il programma viene fornito in uso gratuito, vale la licenza GPLv3 (General Public License), chiunque lo può utilizzare, modificare, migliorare, cedere ad altri, ma impongo che l'eventuale diffusione sia libera e non sfruttata per fini commerciali. Non fornisco alcun tipo di garanzia per il programma nè per la sua utilizzazione. Nel caso di malfunzionamenti o qualunque altro difetto inclusi eventuali danni derivati dal suo uso, sarà lo stesso acquirente che dovrà provvedere a sue spese ad una eventuale riparazione.

Di seguito il link ad un video che riprende il taglio di un utensile; è un video dimostrativo in cui la barretta di Hss è sostituita da un tondo da 6 mm di legno dolce al fine di velocizzare il procedimento assegnando una profondità di taglio alta alla mola (0.50mm); è anche visibile come ho vincolato la moletta alla testa della fresatrice, alcuni utensili che ho tagliato e il porta inserti che mi sono costruito per utilizzarli.
https://youtu.be/rgCM7EfxheE


Buon lavoro.

Ho spezzato il testo in due messaggi per poter superare il limite di 4 allegati in un unico messaggio.
Se un Admin che legge questo testo volesse fare la cortesia di unire il presente con il messaggio precedente, farebbe cosa buona e giusta per ottenere un testo compiuto e ordinato.


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 Oggetto del messaggio: Re: Realizzazione utensili di forma per dentatura
MessaggioInviato: lun gen 25, 2016 11:34 
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Grazie per la condivisione Mauro.
L'unione dei messaggi in modo semplice non è possibile: occorre salvare gli allegati e reinserirli. Si può anche fare ma considerando che sono consecutivi non vedo grossi problemi di lettura e comprensione.

Vorrei farti una domanda sull'affilatura: dal video pare che la punta dell'utensile sia squadrata.... come mai non hai previsto nel codice anche quella lavorazione? La base del dente degli ingranaggi dovrebbe terminare anch'essa con l'evolvente.

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 Oggetto del messaggio: Re: Realizzazione utensili di forma per dentatura
MessaggioInviato: lun gen 25, 2016 14:51 
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In una ruota dentata l'evolvente non parte dalla base del dente ma dal cerchio di base che non è quello alla base del dente ma è quello della primitiva, il programma prevede la possibilità di traslare il punto di inizio dell'evolvente verso l'interno o verso l'esterno, se ne hai la necessità puoi spostarlo tanto da farlo coincidere con la base del dente, sulla base è previsto un raccordo circolare il cui raggio è in funzione del modulo ed è comunque modificabile se vi è la necessità di un raccordo più dolce, anche lo spessore del nucleo del dente è modificabile.
Sono tutte configurazioni possibili, è sufficiente variare i parametri nella sezione di input come ho spiegato nel testo.


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 Oggetto del messaggio: Re: Realizzazione utensili di forma per dentatura
MessaggioInviato: lun gen 25, 2016 16:25 
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No, aspetta, intendi che l'evolvente parte dal punto in cui passa il diametro primitivo ? non ti seguo....

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MessaggioInviato: mar gen 26, 2016 08:18 
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Sì cosi e riportato su tutte le pubblicazioni sugli ingranaggi, te ne allego una che ritengo ben fatta, buona lettura
Allegato:
gear_guide.pdf


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MessaggioInviato: ven gen 29, 2016 20:56 
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grazie del post , me lo leggo più tardi , con comodo.

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MessaggioInviato: ven gen 29, 2016 20:58 
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Bello ! :grin:

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MessaggioInviato: lun feb 29, 2016 13:16 
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ciao Mauro , sono il tuo incubo peggiore ... :grin:
bello il programma che hai fatto ( ora che ci capisco qualcosa nel Gcode ... posso dirlo ...)
Una domanda :
visto che si lavora su entità molto piccole l'usura della mola è un parametro che risulta molto influente sulla precisione dell'evolvente.
Come la calcoli ?
con l'occhiometro ? :grin:
oppure hai qualche particolare indicazione sugli "impasti" , grana ... ecc ?

ciao

_________________
Le conoscenze acquisite, sono proporzionali al DANNO PRODOTTO !!! ( esperienza personale...)



Immagine 2°socio TIRATOSAURO CLUB ITALIAN


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MessaggioInviato: lun feb 29, 2016 15:56 
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Ciao Davide, nessun incubo anzi mi fa immensamente piacere risentirti.
Nessuna indicazione disponibile (le molette che si riescono a trovare in commercio non sono corredate da indicazione alcuna) per cui un poco di occhiometro e basse profondità di passata.
In verità, un'indicazione me la sono ricavata sperimentalmente, ho eseguito un utensile di prova misurando il diametro del disco prima e dopo il taglio e di conseguenza mi sono regolato per il taglio degli utensili successivi, ovviamente a condizione di non cambiate tipo di mola, velocità di rotazione e materiale scelto per l'utensile; anche il diametro della mola influisce sull'usura, riducendosi il diametro diminiusce la velocità periferica e di conseguenza l'usura aumenta.


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