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Titolo: Quesito su dilatazione acciaio

E' nata una disputa fra meccanici (di macchine utensili). L'oggetto del 
contendere ï¿œ questo: si sta parlando dell'accoppiamento cono mandrino 
con il cono del portautensili (ISO 40)che a volte fa fatica a 
sbloccarsi. Alcuni ritengono che dipenda dalla temperatura... quando il 
mandrino scalda, visto che ï¿œ un tubolare mentre il cono ï¿œ un pieno, esso 
si dilata molto di piï¿œ, per cui il cono maschio, essendo tirato dal 
tirante di bloccaggio, gli si incunea dentro e quando, poi, il mandrino 
si raffredda vi rimane incastrato.
 
Altri, invece,(fra cui i sottoscritto) ritengono che, essendo i due 
materiali ambedue in acciaio, si dilatano esattamente nello stesso modo 
e per cui il bloccaggio non sia imputabile alla temperatura.
 
Ed eccoci alla domanda: in un accoppiamento del genere, si dilata di piï¿œ 
il tubo esterno oppure la dilatazione ï¿œ la solita?
Giovanni
 

 il tubo esterno oppure la dilatazione � la solita?
Rispondo per come credo di aver capito la dinamica:-)
Il tubo esterno si dilata e si ingrossa ma non in entrambi i sensi.
Esempio con numeri a caso: se a freddo il foro � 10 diventer� 11 a caldo.
Quindi il tuo maschio tende a incunearsi con facilit�.
Solo che raffreddandosi non torner� a foro 10 ma scender� a 9,5
-- 
Fabbrogiovanni 

 il tubo esterno oppure la dilatazione ï¿œ la solita?
Io darei ragione a te ... ma con qualche ... ma.
Cioï¿œ la tua teoria ï¿œ vera, se e solo se, il mandrino e il porta utensili 
hanno sempre la stessa temperatura.
Se c'ï¿œ un gradiente di temperatura dovuto all'effetto della potenza di 
taglio o del refrigerante le cose potrebbero cambiare.
Oppure puoi inserire un portautensili freddo in un mandrino giï¿œ caldo.
Insomma potrebbe essere che la temperatura abbia la sua influenza (il 
condizionale ï¿œ d'obbligo).
Ritengo che ci siano anche altre motivazioni come ad esempio le 
sollecitazioni a cui ï¿œ sottoposto l'utensile durante il taglio.
Per quanto le leggi della dilatazione siano approssimate comunque direi 
che se tutto il gruppo ha la stessa temperatura diciamo che si dilata 
tutto 'allo stesso modo' indipendentemente dalla forma proprio come 
sostieni tu (a patto ovviamente che il materiale sia lo stesso).

 sostieni tu (a patto ovviamente che il materiale sia lo stesso).
 
Intanto occorre precisare che gli ordini di grandezza, per quanto concerne 
le variazioni di temperatura in gioco, si aggireranno al massimo su 
qualche grado. Per il discorso del materiale, invece, trattasi di acciai 
legati che possono anche variare fra mandrino e portautensile, però credo 
che i coefficienti di dilatazione lineare varino in misura 
infinitesimale...
 
Comunque vedo che la mia teoria ha avuto conferma... Però sai, quando chi 
afferma il contrario è da te persona molto stimata e di un certo livello, 
qualche dubbio ti viene...
 
Giovanni
 

 Giovanni
 
Secondo il mio esageratamente modesto parere, se la macchina utensile 
di cui parli e' una fresa CNC, il problema della difficoltosa 
estrazione dell'utensile dal cono mandrino, potrebbe essere da 
ricercare nella deformazione del tirante causata dalle molle a tazza 
che hanno il compito di tenerti l'utenzile sul mandrino. Qui puoi 
vedere un esempio di come viene bloccato un cono ISO < 
http://www.bloccaggi.com/cbl02_it/pdf_it/cbl_p23_24.pdf
 > Se le molle 
sono rotte o accatastate e forzano direttamente sul tirante, il pistone 
idraulico che spinge il tirante che fa aprire la pinza che stringe il 
codolo (Sembra quasi una canzone di Branduardi) potrebbe non riuscire 
ad aprirla completamente con le conseguenze che lamenti.
Non so' se mi sono spiegato correttamente, ma spero che tu abbia capito 
cio' che volevo dire.
 
Otorrone
 
 

p.s.: Scusami, per la fretta mi sono dimenticato di dare il mio paraere 
sulla dilatazione. Allora...il tuo amico e collega non ha molta 
esperienza e certe cose non puo' saperle, ma tu dovresti conoscere i 
fatti della vita. E' sempre la parte femmina che si dilata 
maggiormente, il maschio piu' che tanto non puo'...
 
-- 
Mentre stavo incendiando le bolle nella vasca da bagno, un pensiero mi 
ha attraversato la mente. Mi son detto:''strano , penso mai io''.
 
 

 
Capito tutto. Sarei perï¿œ per escludere tale eventualitï¿œ...
Giovanni

 
 
Visto che manca la faccina finale deduco che tu parli seriamente e che 
perciò per te si dilati più il mandrino del portautensile... Ho capito 
giusto?
 
Visto, però, che la matematica (e anche la fisica) non sono opinioni e si 
sta parlando di dilatazione lineare, e a maggior diametro corrisponde una 
dilatazione maggiore... però nel diametro esterno del tubo del mandrino.
 
Facciamo un esempio: prendiamo un tondo pieno di 30 mm e un tubo di 60 con 
interno sempre di 30; se li scaldo ambedue a 50 gradi, il pieno mi farà, 
mettiamo, 5 centesimi, mentre il tubo all'esterno di 60 ne avrà fatti, 
sempre a ipotesi, il doppio, e cioe 1 decimo di mm. Questo se si parla del 
diametro esterno del tubo, ma se vado a misurare il suo interno di 30 avrò 
esattamente la stessa dilatazione del tondo pieno e cioè 5 centesimi.
 
Se poi, invece, indipendentemente dalla temperatura, si parla della 
possibilità che sotto un determinato sforzo le pareti sotto la spinta del 
cono maschio possano cedere ed allagarsi producendo l'effetto "cuneo", 
questo è altrettanto vero e capita senz'altro anche quando non ci sono 
variazioni di temperatura. Ma questo esula dalla domanda iniziale del 3d...
 
Giovanni
 

 
Mentre il foro si allarga si allarga contemporaneamente anche il maschio, 
per cui non cambia niente... e per incunearsi ci devi esercitare una 
pressione che possa provocare una dilatazione meccanica (non termica)del 
tubo...
Ah, per il foro che dici scenderï¿œ a 9.5 non volevi forse dire a 10.5?
Giovanni  

gio_46 ci ha detto :
CUT
Ah Giovanniii, tu sei il mio maesatro jedi si selca preferito. Come 
sempre (o quasi) hai ragione tu. Se il problema dell'estrazione lo hai 
sulla Fagima, sappi che lo stesso poiblema l'ho avuto anche io ed ere 
coilpa del tirante e delle molle...meditate in provincia di Siena


 Ah, per il foro che dici scender� a 9.5 non volevi forse dire a 10.5?
No, volevo proprio dire 9,5.
Un diametro inferiore a quello originale.
Non so per� se vale anche per piccole variazioni di temperatura.
Sto ragionando con variazioni di temperatura elevate, roba tipo riscaldata 
al color rosso.
Provo con una dimostrazione grafica con una barra diritta, dovrebbe valere 
anche per un tubo, in fondo una circonferenza non � che una linea curva.
[FIDOCAD]
LI 35 25 161 25 3
LI 161 25 161 30 3
LI 35 30 35 25 3
LI 160 56 160 60 3
LI 160 60 91 54 3
LI 91 54 35 60 3
LI 35 60 35 55 3
LI 161 29 35 29 3
LI 35 80 87 83
LI 87 83 160 78
LI 160 78 160 83
LI 160 83 89 88
LI 89 88 34 85
LI 34 85 34 80
TY 190 25 5 3 0 0 0 * Tubo diritto
TY 189 55 5 3 0 0 0 * Riscaldo da un lato in zona x
TY 190 80 5 3 0 0 0 * Tubo dopo che si � raffreddato
LI 189 27 167 27 2
LI 167 27 173 24 2
LI 188 57 165 57 2
LI 165 57 170 54 2
LI 188 82 165 82 2
LI 165 82 172 79 2
TY 88 44 5 3 0 0 1 * x
TY 88 19 5 3 0 0 1 * x
TY 85 77 5 3 0 0 1 * x
LI 35 55 89 49 1
LI 89 49 160 56 1
LI 36 55 89 49 3
LI 89 49 160 56 3
LI 160 56 159 56 3
TY 35 110 5 3 0 0 3 * Da come � diventato il tubo dopo il raffreddamento 
possiamo dedurre che
TY 35 118 5 3 0 0 3 * la zona x � diventata pi� corta


 
Sempre questa mania degli pseudonimi...:-) ora ti ho riconosciuto.. Comunque per 
fortuna il problema non riguarda me, ma aveva preso il via da una discussione su 
cnc italia:
http://www.cncitalia.net/forum/viewtopic.php
?
f=82&t=33184&sid=452ee20700df73edd8ae04313820d868&p=362665#p362665
 
Giovanni
 

 il tubo esterno oppure la dilatazione è la solita?
 
Ammesso che abbiano la stessa temperatura,dipende anche dalla forma del 
mandrino(spessore del tubo),cioè bisogna vedere se è preponderante la 
dilatazione lineare rispetto quella cubica o viceversa.
Se qualcuno del NG avesse la disponibilità di effettuare un'analisi con 
gli elementi finiti potremmo saperne di più.

 Giovanni
Ho letto la discussione, a parte che il cono mandrino non riceve ne 
deve ricevere alcuna lubrificazione (solo un getto d'aria), ti confermo 
la mia ipotesi se al cambio utensili si sente uno schiocco e magari ti 
ritrovi con l'utensile a terra e' colpa del sistema di sgancio. Le 
dilatazioni del cono mandrino ripetto a quelle dell'utensile devono 
essere considerate in fase di progetto-esecuzione dei componenti e non 
devono influire con ilfunzionamento della macchina.
Francesco

 dilatazione lineare rispetto quella cubica o viceversa.
 
Cioè?

 gli elementi finiti potremmo saperne di più.
io non ho capito bene la difficoltà teorica a stimare le 
proporzioni di dilatazione, che mi pare dipendano solo dalla 
geometria iniziale, identica nei due pezzi, che sono 
speculari nel punto di aderenza.
ciao
Soviet


infatti ... difficile confrontare DeltaX cubo con DeltaX, neh ?
Ciao
Soviet

 deve ricevere alcuna lubrificazione (solo un getto d'aria),
E difatti, la lubrificazione avviene solo per nebulizzazione dell'olio che ï¿œ 
nella vaschetta del riduttore/regolatore all'ingresso della macchina... ammesso 
che uno ce lo metta:-))
Giovanni

> E' nata una disputa fra meccanici (di macchine utensili). L'oggetto del
 
Mah, io non credo che sia un problema di dilatazione termica,
un bloccaggio conico funziona bene solo se con conicità inferiore
ai 5 gradi.
 
Il cono maschio viene rettificato con una tolleranza
di errore geometrico sensibilmente diversa dal cono femmina,
non per scelta ma appunto perchè è ...una tolleranza di lavorazione.
 
Per questo se gli si da un colpo si blocca bene, e più forte
è il colpo (vibrazione) e meglio si accoppia alla femmina.
 
Poi ci sono le molle a tazza, che spingono costantemente
il maschio nella femmina.
 
E le vibrazioni, in funzione della velocità, più vibra e meglio
si accoppia, avanzando sotto al carico delle molle a tazza.
 
Non a caso l'iso40/50 non è in uso su macchine cnc
ad alta velocità, meglio l'hsk che ha il cono più corto,
o addirittura coni hsk che accoppiano sia sulla conicità
che sulla flangia assiale (tolleranza difficilissima)