Durante Lavorazione CNCÈ necessario non solo garantire la precisione dimensionale della superficie lavorata, ma anche assicurare la precisione di posizionamento tra le diverse superfici lavorate. La corretta selezione dei riferimenti di posizionamento gioca un ruolo fondamentale nel mantenimento della precisione di posizionamento tra le superfici e nell'ottenimento di un risultato di lavorazione ottimale.
Che cos'è un punto di riferimento?
Gli elementi geometrici di un componente, come punti, linee e superfici, presentano specifiche relazioni dimensionali e posizionali. Durante la progettazione e la lavorazione di un componente, determinati punti, linee o superfici vengono spesso utilizzati per determinare le relazioni geometriche di altre caratteristiche. Questi punti, linee o superfici di riferimento sono chiamati datum.
Tipi di dati
In base alla loro funzione, i dati possono essere generalmente suddivisi in due categorie:
- Dati di progetto
- Dati di processo
1. Dati di progetto
Il dato di progetto è il dato di riferimento specificato nel disegno tecnico di un componente.
Durante la progettazione di un componente, i punti, le linee o le superfici utilizzati come riferimenti per determinare la posizione di altri elementi geometrici sono detti riferimenti di progetto. I riferimenti di progetto vengono definiti dai progettisti in base ai requisiti di assemblaggio e vengono utilizzati per stabilire relazioni dimensionali e posizionali tra le caratteristiche geometriche.
Nei disegni dei componenti, le dimensioni e le tolleranze di posizionamento sono specificate rispetto a questi riferimenti di progetto.
Per esempio:
- La superficie A e la superficie B possono fungere da riferimenti di progetto reciproci.
- L'asse di una superficie cilindrica esterna di Ø30 mm può utilizzare l'asse di una superficie cilindrica esterna di Ø50 mm come riferimento di progetto.
- In un altro caso, la linea D al di sotto del piano C può fungere da riferimento di progetto.
Nei disegni tecnici, di solito esiste un solo riferimento progettuale in una determinata direzione.
2. Dati di processo
Un riferimento di processo è un riferimento utilizzato durante le operazioni di produzione. In base alle loro applicazioni, i riferimenti di processo possono essere suddivisi in:
- Dati operativi
- Individuazione dei punti di riferimento
- Punti di riferimento di misura
- Dati di assemblaggio
Operazione Data
Il riferimento operativo è il punto di riferimento utilizzato in un disegno operativo per specificare le dimensioni, la geometria e le relazioni posizionali delle superfici lavorate durante quella specifica operazione. Quando possibile, il riferimento operativo dovrebbe coincidere con il riferimento di progetto.
Dati di misurazione
Un dato di misura è il riferimento utilizzato per misurare le dimensioni e le relazioni posizionali delle superfici lavorate su un pezzo.
Dati di assemblaggio
Un riferimento di assemblaggio è il punto di riferimento utilizzato durante l'assemblaggio per determinare la posizione relativa di un componente o di un sottoinsieme all'interno di un prodotto. Ad esempio, durante l'assemblaggio di un ingranaggio, il foro e la superficie terminale dell'ingranaggio possono fungere rispettivamente da riferimento di assemblaggio radiale e assiale.
Dato di localizzazione
Un riferimento di posizionamento è un riferimento utilizzato per posizionare il pezzo in lavorazione durante la lavorazione meccanica.
Il punto o la linea utilizzati come riferimento di localizzazione sono sempre realizzati attraverso una superficie reale, detta superficie di riferimento.
- Quando un pezzo viene posizionato utilizzando un piano, tale piano funge da superficie di riferimento per il posizionamento.
- Quando il posizionamento viene effettuato utilizzando una superficie cilindrica o conica, l'asse di tale superficie funge da riferimento di posizionamento. Al contrario, la superficie stessa funge da superficie di riferimento.
Ad esempio, quando i componenti ad albero vengono posizionati utilizzando due fori centrali, le superfici coniche interne dei fori centrali fungono da superfici di riferimento di posizionamento durante la lavorazione delle sezioni cilindriche esterne.
I sistemi di riferimento geodetici sono ulteriormente suddivisi in:
- Punti di riferimento approssimativi
- Punti di riferimento finali
Durante la fase iniziale di lavorazione, come punti di riferimento possono essere selezionate solo superfici non lavorate. Tali punti di riferimento sono detti punti di riferimento di sgrossatura. Nelle fasi successive, per il posizionamento possono essere utilizzate superfici precedentemente lavorate. Queste sono dette punti di riferimento di finitura.
Selezione dei punti di riferimento di finitura
Nella pianificazione dei processi, la corretta selezione dei riferimenti di posizionamento è fondamentale per garantire la precisione della lavorazione e per organizzare correttamente le operazioni di lavorazione.
In genere, i riferimenti di finitura vengono selezionati per primi in base ai requisiti di lavorazione. Il percorso di lavorazione viene quindi determinato a ritroso per identificare quali superfici devono essere utilizzate come riferimenti di sgrossatura per la lavorazione dei riferimenti di finitura richiesti.
La scelta dei riferimenti di finitura dovrebbe facilitare la precisione della lavorazione, garantendo al contempo un'impostazione comoda e affidabile. I principi comunemente seguiti sono i seguenti.
Coincidenza dei dati
Il principio di coincidenza dei riferimenti implica che il riferimento di posizionamento selezionato debba coincidere con il riferimento di progetto, ove possibile, evitando così errori di posizionamento causati da discrepanze tra i riferimenti.
Ad esempio, supponiamo che le dimensioni del progetto siano:
- ( A ± Ta/2 )
- ( B ± Tb/2 )
Le superfici P e N sono già state lavorate e ispezionate.
Quando si fresa il piano M utilizzando il metodo di regolazione, si possono adottare due schemi per garantire la dimensione di progetto (B ±Tb/2):
- Utilizzando la superficie di riferimento di progetto N come riferimento di posizionamento primario
- Utilizzando la superficie inferiore P come riferimento di posizionamento primario
Se il riferimento di posizionamento non coincide con il riferimento di progetto, si verificheranno errori di posizionamento dovuti alla discrepanza tra i riferimenti.
Sistema di riferimento unificato
Il principio del riferimento unificato implica che lo stesso riferimento di posizionamento debba essere utilizzato, per quanto possibile, in diverse operazioni di lavorazione.
Ciò riduce al minimo gli errori di impostazione causati dal cambiamento dei punti di riferimento, contribuisce a garantire la precisione del posizionamento tra le superfici e riduce la complessità della progettazione dell'attrezzatura.
Per esempio:
- Componenti dell'albero vengono comunemente posizionati utilizzando due fori centrali nella maggior parte delle operazioni.
- I componenti dell'alloggiamento vengono spesso posizionati utilizzando una superficie e due fori.
In pratica, il principio di coincidenza dei dati e il principio di unificazione dei dati non sempre possono essere soddisfatti simultaneamente, e potrebbero essere necessari dei compromessi a seconda delle effettive condizioni di produzione.
Dati di riferimento autoreferenziali
In alcune operazioni di finitura in cui il sovrametallo di lavorazione deve essere piccolo e uniforme, la superficie lavorata stessa può essere utilizzata come riferimento di posizionamento.
La precisione di posizionamento di questa superficie rispetto ad altre superfici è garantita dalle operazioni precedenti, mentre l'operazione attuale migliora principalmente la finitura superficiale e la precisione dimensionale.
Esempi tipici includono:
- Alesatura flottante
- Brocciatura
- Rettifica senza centri
- Filettatura mediante maschi o filiere
In questi processi, la superficie precedentemente lavorata funge da punto di riferimento per il posizionamento.
Riferimento reciproco e lavorazione ripetuta
Quando è richiesto un sovrametallo di lavorazione uniforme o un'elevata precisione di posizionamento tra due superfici, queste possono fungere alternativamente da riferimenti l'una per l'altra durante operazioni di lavorazione ripetute.
Ad esempio, nel mandrino di un tornio:
- Il perno del cuscinetto e il foro conico richiedono un'elevatissima coassialità e precisione di lavorazione.
- Il perno può essere rettificato inizialmente utilizzando il foro conico come riferimento.
- Il foro conico può quindi essere rettificato utilizzando il perno come riferimento.
Attraverso lavorazioni ripetute, è possibile raggiungere la precisione richiesta.
Un altro esempio sono gli ingranaggi temprati di precisione:
Poiché lo strato indurito è sottile, il sovrametallo di rettifica deve rimanere piccolo e uniforme.
- La superficie del dente può essere inizialmente utilizzata come riferimento per rettificare il foro.
- Il foro può quindi essere utilizzato come riferimento per rettificare la superficie del dente.
Ciò garantisce una rettifica uniforme e un'elevata precisione di posizionamento rispetto ai punti di riferimento dell'assemblaggio.
Selezione di punti di riferimento approssimativi
La scelta dei punti di riferimento approssimativi dovrebbe:
- Garantire le relazioni posizionali tra superfici lavorate e non lavorate
- Distribuire in modo ragionevole l'indennità di lavorazione
- Fornire riferimenti di finitura adeguati per le operazioni successive
Si applicano comunemente i seguenti principi.
(1) Garantire le relazioni di posizione tra le superfici lavorate e non lavorate. In questo caso, le superfici non lavorate devono essere selezionate come riferimenti approssimativi. Se esistono più superfici non lavorate, deve essere selezionata la superficie con il requisito di precisione di posizione più elevato rispetto alla superficie lavorata.
(2) Assicurarsi di avere un margine di lavorazione sufficiente su tutte le superfici lavorate. La superficie con il margine di lavorazione più piccolo dovrebbe essere generalmente scelta come riferimento di sgrossatura.
(3) Garantire un sovrametallo di lavorazione uniforme sulle superfici importanti. Le superfici importanti stesse possono essere scelte come riferimenti grezzi. Ad esempio, le guide delle macchine utensili richiedono:
- Alta durezza
- Resistenza all'usura uniforme
- Struttura del materiale uniforme
Pertanto, il materiale di lavorazione asportato dalla superficie della guida deve essere piccolo e uniforme.
Selezionando la superficie della guida stessa come riferimento approssimativo, è possibile lavorare prima le gambe del basamento della macchina, e le superfici così ottenute possono essere utilizzate per posizionare il pezzo durante la lavorazione della guida, garantendo un'asportazione uniforme del materiale.
(4) Assicurare un posizionamento stabile e un bloccaggio affidabile. La superficie selezionata come riferimento grezzo deve essere il più possibile piana e liscia, evitando:
- Flash di forgiatura
- Segni del montante di fusione
- Altri difetti superficiali
Deve inoltre avere una superficie sufficiente a garantire un posizionamento stabile.
(5) Evitare l'uso ripetuto di riferimenti grezzi. Poiché i riferimenti grezzi sono superfici non lavorate, la loro precisione dimensionale e la finitura superficiale sono relativamente scarse.
Se si utilizza ripetutamente lo stesso punto di riferimento approssimativo nella stessa direzione, la posizione relativa tra il pezzo, la macchina utensile e l'utensile da taglio non può essere garantita durante ogni impostazione, con conseguenti errori di lavorazione significativi.
