Lavorazione di viti a rulli satelliti
La vite a rulli satellite è un componente di azionamento altamente efficiente per robot umanoidi e sistemi di posizionamento. La vite è l'elemento centrale la cui qualità di produzione determina la funzionalità dell'intero sistema. Tolleranze di forma e posizione a una unità di µm e una finitura superficiale di Ra 0,4 richiedono processi di rettifica di alta precisione.
Vite a rulli satellite: componente chiave della moderna tecnologia di azionamento
Requisiti tecnici delle viti a rulli
La vite a rulli trasmette movimenti lineari con un'elevata densità di forza e un attrito minimo. La forza viene trasmessa attraverso diversi rulli filettati rotanti, in una disposizione planetaria. Ciò consente di ottenere portate più elevate con design più compatti, rispetto alle tradizionali viti a ricircolo di sfere.
In qualità di specialista nella produzione di precisione, EMAG offre una catena di processo continua per la produzione di viti a rulli satelliti. Grazie alla combinazione di rettificatrici cilindriche di alta precisione della serie WPG 7 e di sofisticate strategie di produzione, possiamo produrre in modo economico questi componenti sofisticati mantenendo la massima qualità.
Specifiche del componente in lavorazione
La vite a rulli satelliti per robot umanoidi è caratterizzata da un design compatto e da requisiti di alta precisione. Il materiale di partenza è un pezzo grezzo in acciaio temprato con una durezza di HRC 60, che deve essere rettificato dopo il trattamento termico. La lunghezza totale del mandrino è in genere compresa tra 110 e 120 mm, per cui è necessario rettificare in modo preciso diversi diametri esterni graduati.
La catena completa del processo: dal vuoto alla lavorazione finale
La produzione di una vite a rulli planetari richiede una catena di processo accuratamente coordinata che comprende diverse fasi di produzione dal vuoto al componente finito per l'editing. EMAG offre soluzioni ottimizzate per questa catena di processo.
- OP05 - Preparazione del pezzo grezzo: il materiale di partenza è un pezzo grezzo in acciaio di forma cilindrica, già prelavorato secondo le dimensioni finali approssimative.
- OP10 - Tornitura di precisione (VT 2): La prelavorazione dei contorni viene eseguita su un tornio verticale EMAG della serie VT. Tutti gli incrementi di diametro e le aree pianificate vengono preparati con una tolleranza definita per il successivo processo di rettifica.
- OP20 - Foratura profonda: Il foro centrale del mandrino viene forato con un processo di foratura profonda. Questo foro è essenziale per la riduzione del peso e serve in parte come guida per le successive fasi di lavorazione.
- OP30 - Trattamento termico: la tempra a 60 HRC garantisce che il mandrino possa sopportare gli elevati stress meccanici a cui sarà successivamente sottoposto. Dopo il trattamento termico, la rettifica di finitura è assolutamente indispensabile.
- OP40 - Rettifica in tondo per esterni I (WPG 7): Prima operazione di rettifica per l'editing delle sezioni più sottili dell'albero.
- OP50 - Rettifica in tondo per esterni (WPG 7): Seconda operazione di rettifica per l'editing dei diametri più grandi.
- OP60 - Rettifica della filettatura (G375H): Editing finale della filettatura di precisione su una rettificatrice EMAG G 375 H.
Strategia di lavorazione con due rettificatrici cilindriche WPG 7
La sfida particolare nella rettifica dei mandrini delle viti planetarie a rulli risiede nella combinazione di piccoli diametri, caratteristiche dell'albero cavo e requisiti di tolleranza estremamente stretti. EMAG si affida quindi a una strategia di lavorazione in due fasi con due rettificatrici cilindriche esterne WPG 7, che si adatta in modo ottimale ai requisiti specifici del componente.
OP10: Prima operazione di rettifica - editing delle estremità sottili dell'albero
Nella prima operazione di rettifica viene editata l'estremità più sottile del mandrino. Quest'area pone requisiti particolari al controllo del processo a causa del basso spessore delle pareti (il mandrino è cavo). Anche le basse forze di rettifica possono provocare vibrazioni se il supporto è inadeguato, compromettendo la qualità della superficie e la precisione dimensionale.
OP20: Seconda operazione di rettifica - editing dei diametri principali
Dopo la tornitura del pezzo, la seconda operazione di rettifica serve per l'editing dei diametri principali. Poiché le superfici di riferimento precise sono già state create in OP10, è ora possibile lavorare con una lunetta rigida appoggiata sulle superfici precedentemente rettificate.
L'uso di mole elicoidali è fondamentale per ottenere risultati ottimali nell'editing di viti a rulli planetari. In questo processo, la mola viene posizionata con un angolo definito rispetto all'asse del pezzo, con diversi vantaggi:
- Editing simultaneo di diametro e aree pianificate: il disco inclinato consente di macinare simultaneamente superfici cilindriche e spalle in un'unica operazione.
- Migliore rimozione dei trucioli: l'angolo favorisce la rimozione dei trucioli dalla zona di contatto con la spalla.
- Maggiore finitura superficiale: la combinazione di taglio a tuffo angolato e successiva rettifica longitudinale consente di ottenere una rugosità superficiale ottimale.
Gli abrasivi utilizzati sulle macchine WPG 7 sono mole al corindone (in opzione mole al CBN). Con un diametro massimo del disco di 500 mm e una larghezza di 80 mm, offrono una capacità sufficiente per un editing efficiente. La velocità massima di taglio di 50 m/s garantisce condizioni di taglio ottimali con un apporto di calore controllato nel pezzo.
Vantaggi della soluzione produttiva EMAG per le viti a rulli planetari
La soluzione completa di EMAG per la produzione di viti a rulli planetari offre agli utenti della robotica, della tecnologia di automazione e della meccanica di precisione vantaggi competitivi decisivi:
- Catena di processo end-to-end da un unico fornitore: dalla tornitura e rettifica alla macinazione dei filetti, EMAG offre tutte le tecnologie di produzione da un unico fornitore.
- Strategia di lavorazione ottimizzata: il processo di rettifica a due stadi con concetti di riposo adattati garantisce la massima precisione con tempi di presa economici.
- Garanzia di qualità integrata: la misurazione in corso d'opera garantisce il rispetto delle tolleranze più strette senza ulteriori fasi di ispezione.
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