Chi come MICROingranaggi si occupa di progettare ingranaggi da più di mezzo secolo sa bene che la rugosità superficiale dei denti va a influenzare direttamente aspetti come le condizioni di contatto, la formazione del film lubrificante e la resistenza all’usura dell’ingranaggio.
In termini generali potremmo dire che la regola è che una rugosità elevata aumenta le pressioni locali di contatto e favorisce fenomeni di abrasione, micropitting e usura precoce, soprattutto nei micro-ingranaggi, dove i carichi vengono trasmessi su superfici estremamente ridotte.
Viceversa, una finitura più accurata consente invece di migliorare la distribuzione del carico e ridurre le sollecitazioni superficiali. Ma attenzione:
questo non significa che la superficie più liscia rappresenti sempre la soluzione ottimale. Nella tribologia degli ingranaggi esiste infatti un equilibrio tra rugosità superficiale, lubrificazione, materiale e condizioni di carico.
Ridurre eccessivamente la rugosità può in alcuni casi penalizzare il comportamento del film lubrificante. È per questa ragione che nelle applicazioni ad alte prestazioni, oggi non si ricerca semplicemente la minima rugosità possibile, ma una topografia superficiale ottimizzata sulla base delle reali condizioni di funzionamento.
Questo è anche il motivo per cui, nei riduttori di precisione più evoluti, vengono utilizzate finiture isotropiche che non hanno solo l’obiettivo di ridurre la rugosità, bensì anche – e soprattutto – quello di eliminare i picchi superficiali più aggressivi, migliorando il comportamento tribologico del contatto e la stabilità del film lubrificante. Tutto questo ci porta,
quando ci troviamo a gestire applicazioni molto critiche, a definire la finitura superficiale insieme al trattamento termico, poiché durezza superficiale e topografia del dente contribuiscono entrambe alla resistenza alla fatica e all’usura.
Per ottenere finiture superficiali particolarmente contenute vengono utilizzate lavorazioni come honing, rettifica o lappatura, selezionate in funzione del modulo, del materiale e della precisione richiesta.
Detto questo, non va neppure dimenticato che i moderni creatori in metallo duro rivestito, combinati con macchine utensili ad alta dinamica e velocità di taglio elevate, consentono già di ottenere rugosità superficiali molto contenute direttamente in fase di dentatura, riducendo in molti casi la necessità di successive lavorazioni di finitura che spesso fanno lievitare i costi.
Ciò fondamentalmente accade perché, oltre una certa soglia, l’incremento qualitativo della finitura produce benefici progressivamente inferiori a fronte di costi e tempi produttivi significativamente maggiori.
Il che significa che in genere
