Table des Matières
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3.2
Forza di serraggio statica.
Sugli autocentranti, la corsa assiale del tirante viene trasformata in
corsa radiale delle griffe base tramite un sistema a piani inclinati.
La "Forza di trazione" viene trasformata dai piani inclinati in una "Forza
di serraggio" molto superiore che, applicata al pezzo, fornisce la
coppia di trascinamento necessaria per contrastare la coppia di taglio
degli utensili durante la lavorazione meccanica del pezzo stesso.
La "Forza di serraggio statica massima" (Fsmax) e la "Forza di trazione
massima" (Ftmax) sono indicate nelle caratteristiche tecniche ed inci-
se sulla facciata di ogni autocentrante.
Per permettere un semplice calcolo della "Forza di serraggio statica"
(Fso) ad ogni "Forza di trazione" (Ft) introduciamo il coefficiente K che
è caratteristico di ogni autocentrante ed il cui valore può essere rica-
vato dai dati tecnici riportati su cataloghi o incisi sulla facciata.
K =
Per cui, ad ogni Ft, corrisponderà un valore di Fso secondo la formula:
Esempio: Per 1 autocentrante Ø 215 APD a 3 griffe vogliamo determi-
nare Fso per Ft = 30KN:
Fsmax
112 kN
K = –––––––– = –––––––––––– =
Ftmax
42 kN
Il coefficiente K è stato determinato sperimentalmente su autocentran-
ti nuovi, puliti ed adeguatamente ingrassati con grasso specifico
AUTOBLOK K 67.
IMPORTANTE: mantenere sempre l'autocentrante abbondante-
mente ingrassato con grasso AUTOBLOK K 67.
E' importante inoltre disporre di un dinamometro SMW-AUTOBLOK
tipo 339H per il controllo della forza di bloccaggio statica.
3.3
Forza di bloccaggio dinamica e Forza centrifuga.
Gli autocentranti vengono normalmente utilizzati, sui moderni torni a
C.N.C., ad elevate velocità di rotazione.
Con l'autocentrante in rotazione, tutti i particolari che non sono anco-
rati radialmente ossia, le griffe base, i tasselli a "T", le viti ed i morsetti
di serraggio subiscono una "Forza centrifuga" che riduce la "Forza di
serraggio" in presa esterna (e l'aumenta in presa interna).
Si ha quindi per ogni velocità, una corrispondente "Forza di serraggio
dinamica" (Fsd) che viene determinata come segue:
in cui:
Fsd [kN] = Forza di serraggio dinamica teorica
Fso [kN] = Forza di serraggio statica
Fct [kN] = Forza centrifuga teorica
La "Forza centrifuga teorica" si calcola come segue:
in cui:
M [Kg] = Massa di griffe base + morsetti + tasselli + viti
R [m]
= Raggio baricentrico della massa "M"
[rad/sec] = Velocità angolare dell'autocentrante.
Per procedere ai calcoli è necessario scomporre il "momento di
massa" M · R come segue:
M · R = (m
in cui:
m
[Kg] = Massa di 1 griffa base e relativi tasselli e viti.
1
r
[m] = Raggio baricentrico della massa m
1
m
[Kg] = Massa di 1 morsetto riportato
2
r
[m] = Raggio baricentrico della massa m
2
Z
= Numero di griffe dell'autocentrante (2 - 3 o 4).
I valori di m
· r
sono riportati nella seguente tabella:
1
1
Ø
APLD-APLM
APRD
Autoc.
APC
APD-APM
APRC
170
0.027
0.027
0.035
215
0.059
0.059
0.072
260
0.105
0.10
0.13
315
0.19
0.18
0.24
400
0.47
0.44
0.54
I valori di m
· r
sono la massa ed il raggio baricentrico dei soli morset-
2
2
ti e possono essere facilmente determinati dall'utilizzatore (per i
morsetti temprati standard il peso ed il baricentro sono indicati nei
cataloghi).
26
ISTRUZIONI E NORME DI SICUREZZA
Fsmax
Fso
––––––-- = –––––
Ftmax
Ft
Fso= Ft . K
2,67 ; Fso = 30 . 2,67 = 80 KN
Fsd = Fso - Fct
Fct = M · R ·
2
· r
+ m
· r
) · Z
1
1
2
2
1
2
MODELLI
NTM
NTLM
NTC
NTLC
NTD
NTLD
-0.029
-
-0.029
-
-0.050
-
-0.050
-
-0.115
0.055
-0.12
-0.06
-0.17
-0.07
-0.18
-0.08
-0.40
0.21
-0.43
-0.24
Esempio: Per un autocentrante 215 APD a 3 griffe, con morsetti teneri
normali, nella posizione più esterna ma non fuoriuscenti dal diametro
esterno, alla velocità di 4000 R.P.M., il calcolo è il seguente:
= –––– · n
30
per cui la Forza centrifuga teorica è:
Fct = (0,059 + 0,043) · 3 · 419
A seguito dei rendimenti interni all'autocentrante, la "Forza centrifuga
reale" (Fca), misurata sperimentalmente è circa lo 0,7 della teorica per
cui abbiamo:
e quindi la "Forza di serraggio dinamica effettiva" sarà:
Proseguendo l'esempio precedente, abbiamo la "Forza centrifuga
reale":
e la "Forza di serraggio dinamica effettiva":
questo valore viene ritrovato nel diagramma dell'autocentrante
215 APD.
IMPORTANTE: Con morsetti di dotazione normale, MAI superare
la velocità massima consentita.
IMPORTANTE: Nel caso vengano utilizzati morsetti speciali più
pesanti dei normali o in posizione più esterna è necessario calcolare la
Fca e la Fsa e diminuire la velocità di conseguenza.
IMPORTANTE: E' consigliabile disporre di un dinamometro dinamico
SMW-AUTOBLOK tipo DGM 270 per la misurazione della "Forza di
serraggio dinamica effettiva" in modo da poter verificare ad ogni velo-
cità la condizione di serraggio in sicurezza.
3.4
Coppia di trascinamento.
Per chiarire il concetto di "Coppia di trascina-
mento effettiva", partiamo dalla "Forza di serrag-
gio dinamica effettiva" trattata al punto 3.3.
La forza di serraggio agisce radialmente sul
pezzo e, per poter creare una coppia, essa deve
essere trasformata in "Forza di trascinamento
effettiva" (Fra), che agisce tangenzialmente sul
pezzo, moltiplicandola per il coefficiente di attrito
"f".
Qui di seguito indichiamo a valori medi relativi al coefficiente di attrito
"f" per i diversi tipi di morsetti di bloccaggio e di superfici del pezzo.
TAB. 4 - Coefficiente di attrito "f"
CONDIZIONI DI PRESA
Morsetti teneri torniti
Morsetti temprati (dentatura quadra)
Morsetti temprati (dentatura a punta)
Morsetti con inserti in Carburo
La coppia di trascinamento è determinata dal prodotto della forza di trasci-
namento per il braccio b (raggio di bloccaggio) (vedi dis. 4).
Per le lavorazioni su torni, con pezzo in rotazione, è necessario consi-
derare la "Coppia di trascinamento dinamica effettiva" (Tda) che viene
determinata dal prodotto della "Forza di trascinamento effettiva" (Fra)
NTRD
per il raggio di bloccaggio (b).
NTRC
-0.021
in cui :
Tda [N·m] = Coppia di trascinamento dinamica effettiva
Fra [N]
-0.038
b
Esempio: serraggio con un mandrino 215 APD a 3 griffe, con velocità
-0.09
4000 r.p.m. in operazione di finitura con morsetti teneri su pezzo lavo-
-0.12
rato (f=0,1) con bloccaggio su diametro 160mm. (b=0,08m):
Fra = Fsa · f = 74 · 0,1 = 7,4 kN = 7400 N
-0.33
Calcolata la Tda è necessario determinare la "Coppia di taglio" (Tz)
generata dalla lavorazione degli utensili sul pezzo e verificare che essa
sia almeno 2,5 volte inferiore ossia:
. r
Fct = M · R ·
2
= (m
+ m
· r
1
1
2
2
m
· r
= 0,059 Kg · m (vedi tabella)
1
1
m
· r
= 0,72 · 0,060 = 0,043 Kg · m
2
2
3,14
= –––––– · 4000 = 419 rad/sec
30
= 53700 N ≅ 54 kN
2
Fca ≅ Fct · 0,7
Fsa = Fso - Fca
Fca ≅ Fct · 0,7 ≅ 54 · 0,7 = 38 kN
Fsa = Fso - Fca = 112-38 = 74 kN
Fra = Fsa . f
Pezzo Grezzo
0,15
0,20
0,40
0,60
Tda = Fra · b
= Forza di trascinamento dinamica effettiva
[m]
= Raggio di bloccaggio
Tda = Fra · b = 7400 · 0,08 = 592 Nm.
Tda ≥ 2,5 . Tz
) · z ·
2
fig. 4
Pezzo Lavorato
0,1
0,12
0,25
-
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