La forza di serraggio svolge un ruolo cruciale nel garantire la stabilità e la precisione delle operazioni di lavorazione. Comprendendo come calcolare la forza di serraggio è possibile garantire che il pezzo rimanga saldamente in posizione durante tutta la lavorazione.
Di seguito vedremo come determinare la forza di serraggio appropriata varie applicazioni, fornendo informazioni sulla misurazione e sul calcolo di queste forze. Questo diventa determinare i cilindri di bloccaggio appropriati. Che siate professionisti esperti o principianti, la padronanza del calcolo della forza di serraggio migliorerà i risultati della lavorazione e l'efficienza complessiva dell'attrezzo.

Cos’è la forza di bloccaggio? Perché calcolarla è importante?

La forza di serraggio è la quantità di forza applicata a un pezzo in lavorazione chiudendo e bloccando un cilindro di bloccaggio. Il calcolo della forza di serraggio fornisce a un morsetto la capacità adeguata di resistere alle forze di lavorazione esterne, rendendolo un parametro essenziale per una lavorazione accurata. Per determinare la forza di serraggio per una data applicazione occorre considerare diversi fattori, tra cui la forza di taglio e il materiale del pezzo.
Se la forza di serraggio è insufficiente, il pezzo può spostarsi o muoversi durante la lavorazione, causando imprecisioni, scarsa finitura superficiale e persino danni al pezzo o alla macchina stessa. D'altro canto, una forza di serraggio eccessiva può deformare o distorcere il pezzo, comprometterne la precisione dimensionale o addirittura danneggiare i cilindri o l'attrezzatura in sè. Poiché la forza di serraggio gioca un ruolo così importante nel risultato dei processi di lavorazione, è essenziale calcolarla con la massima precisione possibile.

Determinazione della forza di bloccaggio corretta

Come brevemente accennato diversi fattori entrano in gioco nel determinare la giusta quantità di forza di serraggio per l'applicazione specifica. Una delle considerazioni principali è la forza di taglio esercitata durante la lavorazione. Le forze di taglio sono generate dall'interazione tra l'utensile da taglio e il materiale del pezzo. La forza di serraggio deve essere sufficientemente elevata da contrastare le forze di taglio, ma non tale da deformare il pezzo. Le forze di taglio possono variare in base a fattori quali il materiale lavorato, la geometria e le condizioni dell'utensile, i parametri di taglio e la profondità di taglio, per cui è fondamentale progettare la configurazione di serraggio in modo da soddisfare i campi di forze di taglio più elevate previste, proteggendo al contempo il pezzo.
È inoltre essenziale considerare il morsetto o il meccanismo di serraggio utilizzato. I diversi cilindri idraulici hanno capacità e limiti diversi nel fornire la forza di serraggio. Fattori come la forma, il principio meccanico di funzionamento, le dimensioni, le condizioni del cilindro e l'area di contatto tra lo staffaggio e il pezzo possono influenzare la forza risultante.

Come stimare la forza di bloccaggio

La misurazione della forza di serraggio può essere un compito complesso che richiede calcoli accurati. Tuttavia, in alcuni casi, un metodo approssimativo può fornire informazioni sufficienti. Un modo per stimare la forza di serraggio è confrontare il rapporto di forza di serraggio con la forza sviluppabile tramite tiranti manuali. Queste misurazioni possono essere utili per il confronto con le forze di un qualunque cilindro idraulico o elettromeccanico, diventando un'informazione preliminare molto utile. Il rapporto di forza di serraggio si riferisce al rapporto tra la forza applicata al meccanismo di serraggio e la forza risultante esercitata sull'oggetto serrato, in virtù del fatto che il tirante agisce su uno specifico braccio di leva. Ad esempio, un rapporto di forza di serraggio di 2 a 1 significa che, per ogni unità di forza applicata al meccanismo di serraggio, vengono generate due unità per mantenere l'oggetto in posizione.

È inoltre possibile calcolare le forze di serraggio necessarie in base alla forza di taglio calcolata (come spiegato in questo articolo). Di seguito è riportato un esempio semplificato, con la forza di taglio completamente orizzontale e senza arresti del pezzo (la forza di attrito è sufficiente per resistere alla forza di taglio).

Una semplice relazione matematica per ipotizzare la forza di bloccaggio richiesta è la seguente:

\(F_{Sp} [N] = \frac{F_c}{\mu}*C_{S}\)

Dove F_Sp è la forza di bloccaggio, F_C è la forza di taglio, μ è il coefficiente di attrito statico e C_S è il coefficiente di sicurezza, solitamente pari a 2.