La rettificatrice: tipologie, funzionamento e struttura

Per definizione, la rettifica è una lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo eseguita per mezzo di una mola abrasiva. La rettifica è normalmente eseguita su pezzi per i quali è richiesta una notevole precisione di forma e di dimensione, nonché una bassissima rugosità superficiale (Ra 0,8 µm o inferiore). La rettifica di un pezzo è spesso l’ultimo passaggio di lavorazione che subisce un pezzo meccanico, dopo essere stato lavorato sulle altre macchine utensili quali ad esempio i torni, le fresatrici o i trapani. Con l’operazione di rettifica si possono lavorare anche materiali di elevata durezza come gli acciai temprati.

La rettifica è un’operazione di finitura e viene eseguita su una macchina utensile chiamata rettificatrice. Il cuore della rettificatrice è la mola che è una ruota composta da una matrice porosa (agglomerante) che ingloba dei grani abrasivi a grana fine ed estremamente duri. I piccoli grani abrasivi asportano materiale del pezzo in lavorazione sotto forma di piccoli trucioli che, a causa delle elevate velocità e pressioni di contatto, si scaldano e bruciano. Ecco spiegato il caratteristico pennacchio di scintille tipico di questa lavorazione.

La velocità di rotazione della mola deve essere quella prescritta dal costruttore poiché una velocità di taglio troppo bassa provoca un’usura anomala e un basso rendimento della lavorazione; una velocità troppo elevata, invece, determina una scarsa azione abrasiva e un pericolo di rottura per esplosione della stessa mola, dovuto all’azione delle eccessive forze centrifughe.

Le lavorazioni di rettifica possono essere tendenzialmente di due tipologie: a tuffo, dove la mola si avvicina radialmente al pezzo, oppure in passata, dove il pezzo attraversa per intero la lunghezza della mola. Quest’ultimo processo è usato tipicamente per la lavorazione di pezzi lunghi con sezione costante o di pezzi corti con sezione costante in grandi lotti (esempio perni o spine).

Le principali rettificatrici possono essere classificate in alcune grandi famiglie:

• in tondo per esterni
• in tondo per interni
• senza centri
• per piani ad asse orizzontale
• per piani ad asse verticale
• universali
• per utensili (affilatrici)
• speciali

Rettificatrici in tondo per esterni

La rettificatrice in tondo per esterni è una macchina molto usata in svariati settori in quanto permette la lavorazione di precisione di alberi, perni e generici elementi dove è richiesta un’ottima rugosità superficiale e tolleranze, geometriche e dimensionali, su parti cilindriche esterne.

Questa macchina utensile ha una struttura simile a quella del tornio parallelo, con il pezzo sostenuto tra punta e contropunta in lenta rotazione sul proprio asse e una mola che si muove radialmente rettificando la superficie cilindrica del pezzo. Nel caso in cui l’avanzamento assiale sia conferito alla slitta portapezzo che scorre longitudinalmente, si parlerà di rettificatrice in tondo di tipo Norton; mentre, nel caso di pezzi grandi, in cui è più semplice tenere fermo il pezzo e spostare la testa porta-mandrino, si parlerà di rettificatrici in tondo di tipo Landis.

Rettificatrici in tondo per interni

Le rettificatrici in tondo per interni permettono di lavorare elementi precedentemente forati (o barenati) in modo da far rientrare le dimensioni del foro nelle tolleranze desiderate. Tra le altre cose, questa macchina è usata per lavorare anche le sedi dei cuscinetti.

La mola è cilindrica di piccolo diametro e ruota ad un elevatissimo numero di giri. Il pezzo, se di piccole dimensioni, è tenuto in un mandrino autocentrante in lenta rotazione su se stesso. Contrariamente, se il pezzo è di grandi dimensioni, si predilige tenerlo fermo mentre la mola esegue tutti i movimenti per lavorare l’intera superficie. Per evitare di lasciare segni di lavorazione e striature circolari sul pezzo, la mola, invece che spostarsi solo radialmente per alimentare il processo, può anche assumere un movimento oscillatorio in direzione assiale.

Rettificatrici senza centri

La rettificatrice senza centri per esterni permette l’efficiente lavorazione di elementi cilindrici con il pezzo sostenuto dal contatto con una ruota conduttrice (di gomma dura) e una lama metallica inclinata che supporta inferiormente il pezzo. La ruota conduttrice ha il compito di tenere in lenta rotazione il pezzo. Contrapposta alla ruota conduttrice è presente la mola abrasiva che compie la lavorazione a tuffo o in passata. Nel caso di lavorazione in passata, l’asse della ruota conduttrice viene leggermente inclinato di un paio di gradi (assi sghembi), il che imprime un moto di rototraslazione al pezzo, che quindi, oltre a ruotare su sé stesso, trasla anche assialmente attraverso la macchina utensile.

Esistono anche rettificatrici senza centri per interni che permettono di rettificare le superfici interne di elementi tubolari. In questi casi, il pezzo è sostenuto da due rulli di supporto, una ruota conduttrice e una mola che entra nel pezzo ed esegue la lavorazione. È possibile, poi, raggiungere elevate tolleranze di concentricità tra diametro esterno ed interno del pezzo, a patto che la superficie esterna sia stata già rettificata.

Rettificatrici per piani ad asse orizzontale

Queste rettificatrici sono talvolta chiamate tangenziali per via del metodo di lavorazione: la mola ha l’asse orizzontale e lavora il pezzo tramite la sua superficie cilindrica tangente alla superficie del pezzo. Queste macchine utensili sono molto diffuse e permettono di lavorare pezzi prismatici come piastre. Il pezzo, se ferromagnetico, come accade normalmente, viene bloccato alla slitta tramite un piano magnetico manuale o elettrico.

La superficie lavorata è di elevatissima qualità sia in termini di rugosità che di tolleranze dimensionali e geometriche.
La mola ha una forma a disco di grosse dimensioni e ruota ad un numero elevato di giri. Il pezzo solidale alla tavola, invece, viene spostato, grazie a un circuito idraulico, a destra e sinistra in modo da fornire il moto di avanzamento al processo. Ad ogni fine corsa ed inversione di moto, la mola si abbassa di una quota per continuare la lavorazione.

Rettificatrici per piani ad asse verticale

Come dice il nome stesso, queste macchine utensili hanno l’asse del mandrino verticale e sull’estremità è collegata una mola a tazza che esegue frontalmente la lavorazione su un pezzo piano. Il pezzo è connesso alla tavola tramite un piano magnetico; nella maggior parte dei casi, la tavola è rotante, ma, talvolta, può essere simile a quella delle rettificatrici tangenziali (quindi una slitta che scorre alternativamente a destra e sinistra).

Una versione abbastanza diffusa di questa rettificatrice è il lapidello. In questa configurazione, la testa della macchina utensile è montata a sbalzo su una colonna e viene fatta oscillare manualmente dall’operatore, compiendo un arco di cerchio. Anche in questo caso, il pezzo è fissato a un piano magnetico su una tavola rotante.

Rettificatrici universali

Le rettificatrici universali permettono una maggiore libertà di esecuzione della lavorazione su superfici cilindriche complesse. La struttura di una rettificatrice universale è simile a quella di una semplice rettificatrice in tondo per esterni. Tuttavia, la principale caratteristica che contraddistingue queste macchine utensili è il maggior numero di assi controllabili. In particolare, la testa della macchina su cui è montato l’elettromandrino è inclinabile a piacere nello spazio secondo diversi assi. Inoltre, anche la tavola portapezzo può essere inclinata permettendo la lavorazione di geometrie molto complesse. Questa particolarità permette di lavorare i pezzi riducendo il numero di piazzamenti e garantendo così migliori qualità superficiali.

Queste macchine utensili sono molto usate nelle attrezzerie e nel settore degli stampisti, dove le forme complesse possono essere eseguite facilmente, rispettando anche tolleranze molto strette.

Rettificatrici per utensili

Anche dette affilatrici, le rettificatrici per utensili sono usate per ravvivare utensili tipicamente in metallo duro, come HS, HSS, Widia o acciaio al cobalto. Sebbene al giorno d’oggi si usino molto gli utensili con inserto (la famosa “placchetta”), alcuni utensili come le frese integrali, le punte da trapano o gli utensili da tornio sagomati, sono ancora tutt’oggi usati e necessitano di essere ravvivati.

Queste macchine utensili sono caratterizzate da una struttura molto complessa con tanti assi sia lineari che angolari, in quanto gli utensili devono essere lavorati rispetto a molteplici piani secondo gli angoli di spoglia dei vari taglienti. Durante l’affilatura, un abbondante flusso di fluido refrigerante irrora l’utensile per evitare che, scaldandosi, perda il proprio trattamento termico.

Rettificatrici speciali

Quelle esposte fino ad ora sono solo le principali macchine di rettifica: vi sono poi altre rettificatrici utilizzate per svolgere compiti molto specifici. In questa lista di rettificatrici speciali troviamo, ad esempio, le macchine per rettificare ingranaggi e ruote dentate. Queste si dividono in due metodologie di lavorazione: tramite mole profilate, oppure tramite metodo di generazione naturale, in cui la mola si muove nello spazio, in modo da sagomare correttamente il fianco della ruota dentata.

Altre rettificatrici speciali sono quelle usate per la finitura di precisione delle sfere, specialmente per il campo dei cuscinetti. In questi casi, le sfere vengono fatte passare per una scanalatura a spirale su due dischi. Un disco è la mola, mentre l’altro disco fa rotolare e spinge le sfere sulla mola.

Un’altra rettifica speciale è quella usata per ottenere elevate finiture su filettature. La mola e il pezzo, sostenuto su centri, hanno moti sincronizzati. La mola può essere sagomata a forma di V, oppure può avere su di essa intagliato un filetto elicoidale a uno o più principi.