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giovedì 22 marzo 2012

giovedì 1 marzo 2012

Breton MAXIMA - centro di lavoro multitasking (parte 1)

Sviluppata per mercati esigenti, Maxima dà il meglio di sé quando vengono richieste precisione e produttività. Merito di una progettazione che offre interessanti possibilità agli utilizzatori, prima fra tutte quella di lavorare in pendolare eseguendo operazioni di tornitura e fresatura.
Maxima è una macchina nata dall’esperienza accumulata da Breton con altri modelli, dai quali ha raccolto quanto di meglio potessero offrire. I tecnici Breton sono partiti da macchine gantry, aggiungendo poi una tavola di tornitura e il sistema di cambio testa in grado di gestire in modo ottimale sia il processo di fresatura, sia quello di tornitura.
Si tratta realmente di una macchina dalle duplici possibilità, perché accanto a una moderna macchina per fresatura è possibile, grazie al cambio testa, effettuare operazioni di tornitura (anche pesante) senza sollecitare i componenti dedicati esclusivamente alla fresatura.

Solida e stabile
Partendo dalla struttura, l’acciaio elettrosaldato la fa da padrona: combinando l’acciaio con una geometria ottimizzata è possibile ottenere il corretto dimensionamento di ogni particolare della Maxima.
Ma non solo: l’interno di ciascun modulo viene riempito con un granito sintetico brevettato da Breton, il MetalQuartz, che offre interessanti proprietà. Innanzitutto contribuisce allo smorzamento delle vibrazioni, aumentando di conseguenza la stabilità e la qualità delle superfici lavorate. Inoltre, questo materiale composito silicio-quarzo possiede il medesimo coefficiente di dilatazione termica dell’acciaio della struttura.
Fresatura e tornitura
Maxima viene venduta in diverse versioni e configurazioni. L’elemento più evidente è la corsa dell’asse Y che, come accennato, può variare in funzione delle esigenze dell’acquirente semplicemente aggiungendo altri moduli durante la costruzione.
Un altro valore che accompagna ciascuna macchina fa riferimento al diametro della tavola di tornitura: si parte dalla più piccola, con diametro 1.200 mm, fino ai 3.000 mm della Maxima 2500, passando per la versione da 1.600 mm.

Le tavole più piccole sono azionate da direct drive, mentre con i diametri maggiori si passa a motorizzazioni tradizionali in configurazione dual drive. 
In questo modo è possibile raggiungere velocità, coppie e potenze diverse, adatte a specifici impieghi.

La versione con diametro da 3.000 mm garantisce una potenza massima di 100 kW, 116 kW in S6 al 40%, e una coppia di 20.000 Nm (24.600 Nm in S6). 
Con simili caratteristiche, i 230 giri/min che il gruppo motore/trasmissione può offrire sono più che sufficienti per lavorare con elevate velocità periferiche e asportazioni importanti, come un vero e proprio tornio verticale. 
Quando è impegnata in una operazione di tornitura, inoltre, l’asse Gantry e l’asse Z vengono mantenuti in posizione attraverso una serie di freni idraulici, ideali per garantire la massima staticità della struttura senza sforzare i motori.

Breton MAXIMA - centro di lavoro multitasking (parte 2)

Teste e utensili
Per le operazioni multitasking la macchina utilizza strumenti diversi.
Se in tornitura la testa impiegata è relativamente semplice, un modello con attacco Capto C8, quella di fresatura è naturalmente più complessa.

 
Nel punto di aggancio con il ram è presente una corona Hirth: oltre a garantire il corretto e costante posizionamento delle teste, elimina il rischio che gli sforzi – in particolare di tornitura – si concentrino sulle componenti dedicate alla fresatura. Macchine di questo tipo devono poter lavorare per molti anni senza necessitare revisioni straordinarie legate, ad esempio, a sforzi eccessivi su parti non progettate per sostenerle.

La Maxima 2500 HD si caratterizza per l’innovativa testa Tornado HD. Dietro questa sigla si cela una testa con motore torque sull’asse C che elimina i giochi, permettendo di ottenere precisioni nel volume di pochi centesimi sui cinque assi, e che consente di raggiungere i 100 giri/min. La flessibilità è garantita dalla configurazione a forcella con mandrino non coassiale e grande potenza di sgrossatura. Inoltre, l’elettromandrino ad alta frequenza permette di operare efficacemente in fresatura (sgrossatura e finitura) su acciaio, leghe leggere e leghe resistenti al calore (impiegate in alcuni tra i settori applicativi di sbocco di questa macchina, come l’aeronautico o il militare).
Il sistema di cambio prevede apposite nicchie nella struttura nelle quali vengono alloggiate le teste sostitutive.
Un’ulteriore opzione prevede la possibilità di sostituire solo la cartuccia mandrino: in questo modo, una singola testa può ospitare ad esempio un motore adatto a eseguire la sgrossatura e un elettromandrino ad alta velocità per la finitura.
Tornado HD 300/14 è la testa standard proposta sulla Maxima: con una potenza massima di 75 kW e una coppia mandrino di 300 Nm, viene proposta come soluzione in grado di rispondere positivamente alla maggior parte delle esigenze dei clienti. È in grado di raggiungere infatti i 14.000 giri/min e di accogliere utensili con attacco HSK-100A.
Gli utensili sono alloggiati in un magazzino a ruota che, in fase di cambio, viene introdotto nel campo di lavoro attraverso un apposito pannello.
A seconda della loro dimensione, possono essere ospitati da 20 a 30 utensili. 
In alternativa può essere installato un rack da 60, 100 o 150 posti con uno shuttle per il recupero degli utensili e un braccetto che esegue fisicamente lo scambio. In entrambi i casi, il campo di lavoro risulta perfettamente sgombro e totalmente disponibile per il posizionamento dei pezzi, permettendo alla testa di muoversi nello spazio senza risultare vincolata dalla presenza di strumenti o attrezzature di cambio utensili o teste.

Il segreto della precisione
Maxima è stata concepita per soddisfare richieste molto spinte in termini di produttività e di precisione. Abbiamo accennato alla capacità di raggiungere una precisione volumetrica entro 5 centesimi, ma raggiungere questi risultati non è stato facile.
Sicuramente la struttura stabile e rigida contribuisce in modo sostanziale, ma è stato necessario fare di più: oltre alle immancabili righe ottiche, presenti su entrambi i lati della macchina e sull’asse Z, e agli encoder sugli assi rotativi, la macchina dispone di un sistema di bilanciatura per la compensazione del peso della testa e del ram.

In questo modo le uniche forze influenti sulle strutture sono quelle di lavoro, ampiamente entro i parametri progettuali.
La vocazione “universale” della Maxima garantisce la possibilità di lavorare un gran numero di materiali, come l’acciaio, l’alluminio, le resine, il titanio e il carbonio. 
Per quest’ultimo, in particolare, sono state studiate soluzioni idonee a garantire la costante operatività della macchina. Innanzitutto la parte superiore può essere chiusa con dei soffietti che non limitano la possibilità di caricare i pezzi con il carroponte ma che, in presenza di polvere di carbonio, isolano il campo di lavoro e non permettono alle particelle asportate di uscire. 
Tutte le superfici di appoggio e di scorrimento, inoltre, sono raschiettate a mano: per evitare che la polvere abrasiva vi si depositi sopra e possa rovinarle è disponibile di serie un sistema di pressurizzazione delle guide.

Grazie a TM - Tecnologie Meccaniche
(Sig. Andrea Pagani)

Qui leggi la prima parte

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