Montaggio gruppo operatore

A completamento della progettazione vera e propria `e stato studiato anche il montaggio delle singole parti sul telaio. In figura 3.32 troviamo una sezione del dispositivo completo, assem- blato correttamente, del quale si `e cercato di mostrare la posizione relativa dei componenti pi`u importanti.

La prima operazione da effettuare riguarda i pattini di scorrimento necessari per l’accop- piamento con la barra del piano di lavoro, mostrati in figura 3.33. Sono sei in totale, dei quali i due “verticali” servono per il freno, che si solleva fino ad aderirvi, mentre gli altri quattro servono per lo scorrimento vero e proprio lungo la barra, sulla quale si appoggiano. I due anteriori, ovvero quelli che si trovano dall’altro lato della barra rispetto al gruppo operatore, sono quelli sottoposti ad uno sforzo maggiore, quindi sono stati allungati il pi`u possibile se- condo lo spazio a disposizione. Tali pattini devono essere montati sul telaio mediante le viti apposite, che si inseriscono dall’alto, e poi lavorati come da disegno.

Figura 3.32: Sezione del gruppo operatore assemblato

Successivamente sul “dente” anteriore del telaio viene avvitato un perno metallico, la cui presenza segnala la posizione del dispositivo al sensore induttivo di prossimit`a installato sul carrello responsabile degli spostamenti delle ventose, e dunque anche del nostro gruppo opera- tore, in modo che sappia dove fermarsi per sganciarlo nell’ubicazione corretta. Concretamente il funzionamento `e il seguente: il carrellino scorre lungo la barra finch´e non rileva il perno, quindi da esso fuoriesce un piccolo pistone che si inserisce (con gioco) nell’apposito scavo del “dente” di cui sopra, dopodich´e il carrello riprende a muoversi e pu`o trascinare avanti e indietro il gruppo operatore fino alla collocazione desiderata.

Quindi vengono montati la rotaia sul telaio e il pattino su una piastra metallica (vedi figura 3.34) che funge anche da supporto per il motore. Infatti sulla stessa lamiera va avvitato anche

Figura 3.33: Posizione di pattini e perno sul telaio

l’STK21 prima che il pattino venga accoppiato con la rotaia. Lo stesso componente interme- dio di supporto possiede inoltre una superficie perpendicolare all’asse di rotazione della vite a ricircolo, in quanto la sua funzione principale `e quella di collegarne la chioccola al pattino della guida lineare, perch´e il moto possa essere trasmesso ad essa dall’azionamento. Per assi- curare i corretti accoppiamenti tra le superfici, e quindi i reciproci rapporti di parallelismo – o perpendicolarit`a, a seconda dei casi – sulla lamiera vengono praticati una serie di scavi l`ı dove andranno ad inserirsi chiocciola, motore e pattino.

Per conferire una maggiore stabilit`a al processo effettivo di foratura, il pattino sotto al mo- tore `e stato fissato il pi`u vicino possibile alla punta elicoidale e al mandrino. Prima `e stato scelto come posizionare quello, poi `e stata stabilita la posizione della rotaia in modo che il suo estremo inferiore vada quasi a coincidere con quello del pattino. La lunghezza totale della rota- ia `e stata calcolata solo in questo step, in base allo spazio disponibile e alla formula consigliata dal rispettivo catalogo, nella quale T rappresenta l’interasse tra i fori (un valore caratteristico per il modello scelto) e nB le coppie di fori previste per il fissaggio della rotaia, definite pari a

3 in base al valore di T.

L = T · nB− 4 = 40 · 3 − 4 = 116 mm

Una rotaia pi`u piccola non sarebbe servita, avrebbe spostato la posizione di off del motore pi`u in alto, mentre una rotaia pi`u lunga sarebbe fuoriuscita dallo spazio a disposizione. `E bene che venga posizionata sul filo inferiore per avere una corsa pi`u ampia possibile: cos`ı facendo risulta pi`u lunga di quella necessaria per la foratura dei top (fori ciechi profondi 20 mm) e ci`o garantisce di avere movimento disponibile anche in caso di fori pi`u profondi.

A questo punto si procede con l’assemblaggio dell’azionamento sul telaio, per il quale fac- ciamo riferimento alla figura 3.32. Per prima cosa va fissato il B40 dal basso tramite due viti munite di una speciale rosetta che ne favorisce la tenuta. Quindi vanno inserite dall’alto le due ruote dentate nelle apposite sedi, facendo attenzione che siano gi`a ingranate l’una con l’altra. La pi`u grande si accoppia con l’albero del B40, al quale viene fissata come gi`a spiegato nel paragrafo precedente. Dal basso vanno inseriti poi tutti gli altri componenti: vengono fatti scivolare nell’apposita cavit`a i cuscinetti a corona singola, con un distanziale interposto tra di essi, e viene montato l’anello Seeger per completare il blocco superiore. Poi `e il turno della vite a ricircolo, che andr`a inserita come un unico pacchetto. Infatti, prima di introdurla nel suo alloggiamento (sempre dal basso), sul suo albero dovr`a essere calettata la boccola che supporta il cuscinetto a doppia corona, che viene infilato subito dopo e “chiuso” dalla ghiera avvitata sulla porzione filettata ad essa dedicata. Infine va serrato sull’estremit`a dell’albero della vite il giunto elastico, stringendone il morsetto. Il blocco unico cos`ı creato viene avvicinato all’al- bero della ruota dentata ancora libera, in modo che quest’ultimo possa penetrare nel secondo vano del giunto. Giunto che va serrato dall’esterno del telaio attraverso il foro appositamente

Figura 3.35: Gruppo operatore completo

praticato in esso. Quindi, per assicurare il tutto, viene avvitato il coperchio in figura 3.28. L’ultima fase del montaggio consiste nell’accoppiamento tra rotaia e pattino, facendo scor- rere allo stesso tempo l’estremit`a inferiore della vite a ricircolo nel foro ad essa riservato della piastra di supporto del motore. `E possibile ora inserire anche la chiocciola della vite a ricircolo, che va avvitata sulla stessa piastra. Per concludere, l’assemblaggio `e completato dal montaggio del carter e del tappo superiore (visibile in bianco nella figura 3.35), sul quale in precedenza dev’essere avvitata una boccola atta a proteggere la punta ed eventualmente anche l’operatore che lavora in macchina. La boccola potr`a essere utile anche per restringere il foro del tappo, per far entrare meno truciolo in caso di punte con diametro minore di 35 mm. Il tappo, inve- ce, proteggendo l’ingranaggio fa in modo che non sia necessaria una tenuta a labirinto sopra la ruota dentata pi`u piccola, come gi`a accennato nel paragrafo precedente. L’ultima scelta di

progetto da sottolineare riguarda il tipo di viti utilizzate: per estetica le migliori sono quelle a testa bombata, che notiamo in figura 3.35 per il tappo superiore e per il carter, mentre per i pattini `e stato necessario utilizzare viti svasate, che garantiscono l’assenza di gioco e dunque una maggiore precisione nell’accoppiamento sulla barra del piano di lavoro.

Abbiamo ottenuto il dispositivo completo. Disponendo di tutti gli ingombri, `e stata calco- lata infine la lunghezza del tratto filettato della vite a ricircolo di sfere. Considerando lo spazio occupato dalla punta elicoidale e la posizione di off del motore, ovvero il punto pi`u basso a cui esso pu`o essere portato (a filo con il lembo inferiore del carter), l’avanzamento richiesto `e di 30 mm: 10 mm di accostamento e 20 mm come profondit`a di foratura. Aggiungendovi la lunghezza della chiocciola, 23.5 mm, otteniamo che `e necessario un filetto lungo almeno 53.5 mm. `E stato scelto di lasciare un margine di sicurezza di 2 mm agli estremi della corsa, come consigliato da catalogo, di conseguenza il tratto filettato della vite risulta di 57.5 mm.

Il sistema di cablaggio non `e stato trattato in quanto non ci saranno dati tecnici specifici finch´e non verr`a confermata la sua produzione al fornitore, che ne ha verificata la fattibilit`a offrendo un preventivo. Si tratta per`o di un attacco rapido che si potr`a sganciare e riagganciare all’occorrenza, conferendo al dispositivo un’ottima versatilit`a.

Capitolo 4

Studio di fattibilit`a

4.1 Stima dei costi

Per capire quale impatto possa avere il prodotto sul mercato, ne `e stato stimato un costo che andr`a poi confrontato con quello della testina angolare di cui abbiamo gi`a parlato, che ha un valore di circa 1000€. La previsione `e stata possibile per prima cosa mediante una stima delle quantit`a richieste all’anno, perch´e pi`u ne vengono ordinati e pi`u il costo di produzione si ab- bassa. `E stata supposta una produzione annua di due lotti da 10 pezzi ciascuna, per un totale di 20. Il costo dei componenti gi`a utilizzati dall’azienda `e noto, mentre quello delle parti modellate o richieste ai fornitori appositamente per il gruppo operatore in oggetto `e stato approssimato mediante un confronto con componenti simili realizzati per differenti scopi, in proporzione ai rispettivi lotti. Dove questo non `e stato possibile, ovvero per parti con geometrie pi`u particola- ri, il costo `e stato previsto considerando il materiale, le lavorazioni da effettuare, le dimensioni del pezzo e le quantit`a, anche con l’ausilio di un software apposito. Le uniche due eccezioni presenti all’interno della tabella sono il motore STK21 e il sistema di cablaggio, entrambi costi ottenuti per mezzo di preventivi richiesti ai fornitori. Comunque sia, va sempre ricordato che quando si andr`a effettivamente a produrre il tutto, il valore complessivo potrebbe chiaramente essere soggetto a variazioni pi`u o meno sensibili in base alle dimensioni dei lotti richiesti e alle offerte dei fornitori.

Vediamo in breve un esempio del ragionamento che sta alla base delle stime effettuate, considerando l’ingranaggio da fissare al mandrino del B40. `E un componente disegnato ex-

novo, ma ha la stessa forma di un altro che viene comunemente utilizzato nelle barre del piano, ed una dimensione molto simile ad esso. Quest’ultimo viene acquistato a 7,45€ per lotti del- l’ordine delle centinaia di pezzi, mentre nel nostro caso i numeri sono molto pi`u ridotti. Di conseguenza si `e pensato ad un valore circa raddoppiato.

Come possiamo notare dalla tabella 4.1, i componenti che contribuiscono maggiormente al valore complessivo dell’oggetto sono i due motori, la vite a ricircolo e il telaio, elementi che insieme costituiscono pi`u della met`a del suo costo. Questo `e di importanza relativa, tuttavia, in quanto non si `e puntato a minimizzarlo, visto il costo consistente della testina angolare che dovrebbe sostituire. Si `e cercato piuttosto di ottenere un prodotto il pi`u possibile compatto, in modo da ottimizzarne la funzionalit`a, e allo stesso tempo si `e cercato di mantenerlo gradevole alla vista.

Componente Quantit`a Costo stimato [€] Vite STEI M5x5 1 0.0031

Vite TCEI M3x12 4 0.0131 Vite TCEI M4x12 7 0.0070 Vite TCEI M5x18 2 0.0098 Vite TCEI ribass. M4x8 8 0.0191 Vite TCEI ribass. M4x10 4 0.0099 Vite TBEI M4x10 7 0.0110 Vite TSPEI M4x6 5 0.0140 Vite TSPEI M5x16 4 0.0085 Vite TSPEI M5x30 6 0.0113 Vite TSPEI M5x45 4 0.0280 Rosetta 4.5x18x1.5 1 0.0123 Rosetta Schnorr 5.3x9x0.6 2 0.0047 Cusc. Rad. 1C sfere 10x26x8 2 0.87 Cusc. Obl. 2C sfere 12x26x8 1 6.2 Anello seeger D26 1 0.0176 Raccordo rap. a L M5 Pneumax 1 0.8175

Tappo G1/8” Pneumax 2 0.1470 Giunto elastico Di5 Do10 R+W 1 38

Pattino RDS R0443 Bosch 1 31.5 Rotaia RDS L110 R0455 Bosch 1 42 Ghiera M6x0.5 1 14 Perno per sens. indutt. D5 L25.5 1 3 Distanziale 10x16x5.2 1 4 Tappo superiore 1 9 Coperchio cuscinetto 1 4 Boccola protez. punta 1 5 Supporto motore 1 15 Ingranaggio B40 1 15 Pignone vite 1 11 Carter saldato 1 14 Vite RDS D8 P5 L57.5 Bosch 1 115 Motore B40 1:6.25 Hiteco 1 247 Motore STK21 6.5/2 spec. Elte 1 300 Pattino scorrim. decentrato 4 6.5 Pattino scorrim. lungo 2 10 Corpo base gruppo operatore 1 150 Cablaggio con spirale 1 24 Costo totale approssimativo 1100

Tabella 4.1: Calcolo costo approssimativo del gruppo operatore

Nella tabella 4.1 vengono utilizzate le seguenti sigle: S.T.E.I., Senza Testa con Esagono Incassato; T.C.E.I., Testa Cilindrica con Esagono Incassato; T.B.E.I, Testa Bombata con Esagono Incassato; T.S.P.E.I., Testa Svasata Piana con Esagono Incassato; R.D.S, Ricircolo di Sfere.