Essendo apparecchiature di lavorazione di precisione, le prestazioni e la durata delle levigatrici dipendono in gran parte dal materiale utilizzato. Durante il processo di levigatura, le parti sono soggette ad alta pressione, attrito ad alta-frequenza e agli effetti corrosivi del liquido refrigerante. Pertanto, il materiale deve possedere elevata durezza, eccellente resistenza all'usura, resistenza alla fatica e resistenza alla corrosione. Questo articolo approfondirà i principi di selezione dei materiali e i materiali comuni utilizzati per le parti principali delle macchine per la levigatura.
1. Selezione dei materiali per le teste levigatrici
La testa levigatrice è il componente principale della levigatrice, a diretto contatto con il pezzo. Il suo materiale influisce direttamente sulla precisione e sull'efficienza della lavorazione. I materiali comuni delle teste levigatrici includono:
Carburo (come WC-Co): presenta una durezza e una resistenza all'usura estremamente elevate, che lo rendono adatto per la levigatura ad alta-precisione, ma ha una bassa tenacità ed è incline alla fragilità.
Ceramiche (come Al₂O₃ e SiC): offrono resistenza alle alte-temperature e alla corrosione, rendendole adatte per la levigatura ad alta-velocità. Tuttavia, sono anche fragili e richiedono una progettazione strutturale ottimizzata.
Acciaio temprato (come Cr12MoV e SKD11): raggiunge un'elevata durezza (HRC 60+) attraverso il trattamento termico, offrendo sia tenacità che resistenza all'usura a un costo ragionevole e un'ampia applicazione.
2. Materiali dell'asta di levigatura e del mandrino
Le aste di levigatura e i mandrini sono soggetti a carichi alternati e attrito rotante, richiedendo elevata resistenza alla fatica e rigidità.
Acciaio legato strutturale (come 40Cr e 20CrMnTi): dopo il rinvenimento o la cementazione, offre sia robustezza che resistenza all'usura, rendendolo adatto a condizioni di carico medio-.
Acciaio inossidabile (come 38CrMoAlA): la nitrurazione produce una durezza superficiale di HV 900+, rendendolo resistente alla corrosione-e all'usura-, adatto per applicazioni ad alta-precisione e di lunga-durata.
Leghe ad alta-resistenza (come le leghe di titanio): leggere e ad alta-resistenza, ma costose, utilizzate principalmente in macchine levigatrici specializzate di fascia alta-.
3. Materiali del manicotto di guida e del cuscinetto
Il manicotto di guida garantisce la precisione del movimento lineare della testa levigatrice, mentre il cuscinetto influisce sulla stabilità rotazionale. I loro materiali devono offrire basso attrito ed elevata resistenza all'usura:
Leghe di rame (come ZCuSn10Pb1): eccellente auto-lubrificazione, adatta per manicotti di guida a bassa-velocità.
Acciaio per cuscinetti (come GCr15): acciaio al cromo ad alto-carbonio con elevata durezza (HRC 60+) dopo tempra, ampiamente utilizzato nei cuscinetti volventi.
Materie plastiche tecniche (come PEEK e PTFE): resistenti alla corrosione-e a basso-attrito, adatte per carichi leggeri o ambienti speciali (come l'industria chimica).
4. Sistema di raffreddamento e materiali di tenuta
Il refrigerante viene utilizzato durante il processo di levigatura, quindi le guarnizioni e le parti bagnate devono essere resistenti alla corrosione-:
Gomma nitrilica (NBR): resistente all'olio-e alla temperatura-resistente, adatta per l'uso con i comuni ambienti con refrigeranti.
Gomma fluorurata (FKM): resistente agli acidi e agli alcali forti, adatta per l'uso in ambienti chimici difficili.
Anelli di tenuta in acciaio inossidabile o ceramica: altamente resistenti alla corrosione-e adatti per un funzionamento stabile a lungo-termine.
5. Considerazioni chiave per la selezione dei materiali
Resistenza all'usura: la testa levigatrice e il mandrino devono resistere all'usura abrasiva a lungo-termine.
Stabilità termica: durante la levigatura ad alta-velocità, il materiale dovrebbe evitare la deformazione termica.
Efficienza economica: pur garantendo le prestazioni, dai la priorità ai materiali economicamente vantaggiosi-.
Lavorabilità: il materiale deve essere facile da lavorare, trattare termicamente e assemblare.
Conclusione
La selezione dei materiali per le parti delle macchine levigatrici richiede una considerazione completa delle condizioni operative, dei requisiti prestazionali e dei costi. Il carburo, l'acciaio temprato e l'acciaio strutturale legato sono opzioni comuni ad alte-prestazioni, mentre anche materiali più recenti come la ceramica e i tecnopolimeri svolgono un ruolo importante in applicazioni specifiche. In futuro, con i progressi nella scienza dei materiali, nuovi materiali più leggeri, più resistenti all'usura-e alla corrosione- favoriranno ulteriormente lo sviluppo della tecnologia delle macchine levigatrici.
