Montaggio e piantaggio delle boccole

Preparare la sede

La sede svolge tre funzioni: trattiene la boccola per attrito, ne definisce la geometria (una boccola a parete sottile prende la forma del foro in cui viene piantata) e smaltisce il calore. Lavoratela in H7 e controllate la circolarità oltre al diametro: un foro ovale o conico dà una boccola ovale o conica. Raccordate l’imbocco con uno smusso perché la boccola entri in squadra: 15–20° su circa 1 mm per boccole avvolte composite e bimetalliche, 1–2 mm × 45° per il bronzo lavorato da barra. Sbavate e pulite il foro: un truciolo pressato sotto un dorso sottile in acciaio riappare come un punto alto sul foro.

Il materiale della sede conta per le boccole a parete sottile. Le sedi in alluminio e in plastica si dilatano più del dorso in acciaio di una boccola composita, quindi la presa cala quando l’insieme si scalda: usate il limite superiore del campo di interferenza, una boccola più lunga o un arresto meccanico (flangia, anello elastico o una spina passante nella sede).

Interferenza: quanta e da dove viene

Per le boccole in bronzo lavorate da barra il sistema di accoppiamento è quello della ISO 4379: il diametro esterno è finito s6 fino a Ø120 mm e r6 oltre, la sede è H7, e l’interferenza che ne risulta è di 18–59 µm a Ø48 e di 43–101 µm a Ø115. Il foro è finito E6 prima del montaggio in modo che, una volta piantato, si chiuda a circa H8. La tabella dimensionale del bronzo riporta gli scostamenti e l’interferenza e il gioco risultanti per ogni fascia di diametri, e il calcolatore dell’interferenza di piantaggio li fornisce per qualsiasi diametro.

Per le boccole avvolte l’interferenza è fissata dal catalogo, non da un grado di tolleranza ISO: una boccola avvolta in bronzo JBM-090 con diametro esterno Ø12 viene prodotta maggiorata di +0,065 / +0,030 mm per una sede 12 H7, e una boccola in PTFE JBM-10 con diametro esterno Ø55 di +0,100 / +0,055. Le boccole avvolte hanno una giunzione, quindi entrano con meno forza di una boccola massiccia di pari interferenza e contano sulla sede per chiudere la giunzione; l’interferenza è voluta e non va ridotta per facilitare il montaggio.

Di quanto si chiude il foro

Una boccola a parete sottile si comporta come un anello: quasi tutta l’interferenza radiale all’esterno si ritrova come riduzione del foro. Una boccola avvolta con 0,05 mm di interferenza sul diametro si chiude di circa 0,05 mm sul foro, ed è per questo che le tabelle dimensionali indicano il foro dopo il montaggio e non il foro libero. Una boccola spessa lavorata da barra si chiude di meno, perché la parete assorbe parte della deformazione come sollecitazione di compressione: per una parete pari al 10 % del foro aspettatevi che al foro arrivi circa il 70–90 % dell’interferenza, e verificatelo sul primo pezzo.

La conseguenza per il progettista: il gioco di funzionamento è fissato dal foro dopo il montaggio, non dalla boccola sciolta, e la stessa boccola dà un gioco minore in una sede al limite inferiore di H7 che in una al limite superiore. Le colonne del gioco nelle tabelle dimensionali sono il minimo e il massimo dell’intera catena di tolleranze. Se la vostra finestra di gioco è più stretta, specificate il foro da lavorare dopo il montaggio (bronzo massiccio) oppure un accoppiamento selezionato.

Piantare senza fare danni

Pressare, mai martellare: il martello mette la boccola di traverso, ripiega il bordo d’attacco di una parete sottile e ricalca la faccia terminale di una boccola in bronzo. Usate una pressa a cremagliera o una pressa idraulica con un tampone a gradino il cui pilota entri nel foro con 0,1–0,2 mm di gioco e la cui spalla appoggi sulla faccia terminale; il pilota tiene la boccola in squadra e sostiene una boccola con giunzione, così i bordi della giunzione non possono ripiegarsi verso l’interno. Per le boccole flangiate spingete sulla faccia della flangia con una piastra piana sopra il tampone, non sul bordo della flangia. Orientate la giunzione di una boccola avvolta lontano dalla zona caricata, idealmente a 90° rispetto a essa, e l’eventuale foro o cava dell’olio in linea con l’alimentazione della sede.

Allineate la boccola entro 0,02 mm sulla sua lunghezza prima di applicare la forza: una boccola che parte storta asporta materiale dalla sede e finisce in un foro maggiorato. Le boccole grandi in bronzo si possono montare per contrazione con ghiaccio secco o azoto liquido invece di pressarle, il che evita di rigare la sede; riscaldare la sede funziona con sedi in acciaio e in ghisa, ma non con una boccola composita, il cui strato in PTFE non deve superare il proprio limite di temperatura. Un velo d’olio sul foro della sede facilita il piantaggio di bronzo e acciaio; tenetelo lontano dal foro di una boccola composita, che deve lavorare a secco salvo diversa indicazione di progetto.

Controllo del foro dopo il montaggio

Misurate il foro dopo il piantaggio, nella sede, in due posizioni lungo la lunghezza e su due angoli: con un alesametro o un tampone calibro, non con un calibro a corsoio. Confrontate con il foro dopo il montaggio della tabella dimensionale o del disegno. Un punto stretto a un’estremità significa che la sede non era circolare o che la boccola è entrata storta; un foro più grande di quello in tabella significa che la sede è maggiorata e la boccola non è serrata a fondo. Per le boccole avvolte la ISO 3547-2 descrive il controllo del diametro esterno in un anello calibro e del foro in una sede di prova; una lettura con il calibro a corsoio allo stato libero non è una misura di collaudo.

Controllate poi l’albero: durezza e finitura secondo il materiale (vedi la guida alla scelta) e gioco rispetto al foro dopo il montaggio. Fate ruotare l’albero a mano: deve girare libero, senza punti duri, prima che la macchina venga caricata.

Alesatura e barenatura in linea dopo il montaggio

Le boccole in bronzo massiccio e in acciaio si possono finire dopo il piantaggio e, per una fila di boccole sullo stesso albero, si dovrebbe: piantate tutte le boccole, poi alesatele o barenatele insieme, così risultano coassiali indipendentemente dalle tolleranze delle sedi. Se questo è il piano, ordinate il foro con sovrametallo (in genere 0,1–0,3 mm). Il bronzo con inserti in grafite si può alesare leggermente; tenete la passata leggera perché gli inserti non vengano spalmati.

Le boccole composite e bimetalliche non si rilavorano: lo strato in PTFE o in POM è sottile e il rivestimento in bronzo sinterizzato è solo una frazione di millimetro. Se il gioco dopo il montaggio è sbagliato, devono cambiare la sede o l’albero, non la boccola. Le boccole avvolte in bronzo si possono calibrare leggermente solo dove il disegno lo prevede, perché tagliare le tasche o i fori ne elimina la capacità di lubrificante.

Lubrificazione al montaggio

Bronzo fuso e bimetallo: riempite le cave o le tasche e ungete l’albero con il grasso o l’olio di esercizio prima del primo avviamento. Bronzo avvolto JBM-090: riempite di grasso le tasche a rombo; JBM-092: collegate i fori passanti all’alimentazione della sede e adescatela. Composito in POM JBM-20: applicate un grasso compatibile su tutta la superficie di scorrimento in modo che le tasche siano piene; non è una boccola per funzionamento a secco. Composito in PTFE JBM-10, bronzo-grafite e bronzo sinterizzato: montate a secco e puliti; l’olio su uno strato in PTFE è innocuo ma inutile, e il grasso in un ambiente polveroso si trasforma in una pasta abrasiva.

Mettete l’accoppiamento sul disegno: sede H7, classe del diametro esterno della boccola o maggiorazione di catalogo, foro prima e dopo il montaggio, classe dell’albero e se il foro va lavorato dopo il montaggio. Quotiamo in base all’accoppiamento indicato sul disegno.

Difetti di montaggio e come si riconoscono

Una boccola che in esercizio esce dalla sede aveva troppo poca interferenza, oppure una sede che si dilata più della boccola: controllate foro e materiale della sede e aggiungete una flangia o un elemento di ritegno. Un foro stretto dopo il montaggio su una boccola a parete sottile significa che la sede era al limite inferiore di H7 o sottomisura; il rimedio è la sede, non l’alesatore. Bordi svasati o ripiegati derivano da uno smusso mancante o da un tampone senza pilota. Le rigature sul diametro esterno significano che la boccola è entrata storta o che la sede aveva una bava. Una boccola avvolta con la giunzione nella zona caricata mostra una riga di usura sulla giunzione e cede presto: rimontatela orientata correttamente. L’usura precoce di una boccola composita in POM è quasi sempre una superficie con le tasche non riempite al montaggio.