L'Asportazione di Truciolo: Spiegazione, Processi e Importanza nella Lavorazione Meccanica

Quando ti occupi di lavorazioni meccaniche, come ad esempio la foratura ma anche la tornitura e la fresatura CNC, c'è un aspetto che deve essere gestito con estrema attenzione. Stiamo parlando dell'asportazione del truciolo. Si tratta dell'eliminazione di una sezione del materiale di base che permette di ottenere il risultato finale. In altre parole, il truciolo non è altro che il materiale di scarto prodotto durante la lavorazione meccanica dei materiali - come legno e ferro - attraverso processi di asportazione come la tornitura, la fresatura o la foratura.

L’asportazione del truciolo è il processo chiave delle lavorazioni meccaniche dal pieno. Asportare il truciolo significa rimuovere il materiale in eccesso da un determinato pezzo, così da conferirgli l’aspetto e le dimensioni desiderate. Si tratta quindi di un processo sottrattivo che ha luogo grazie a specifici utensili che, attraverso un processo meccanico di deformazione plastica estesa oppure di induzione di fratture localizzate e controllate, consentono di modellare il pezzo in questione. Con questo termine intendiamo il risultato delle varie operazioni da taglio che rientrano nella lavorazioni di precisione: nel momento in cui foriamo, quindi effettuiamo un buco su una superficie, ricaviamo una forma vuota. Il truciolo è il materiale che viene prodotto. Durante il taglio, il materiale viene continuamente rimosso da un vuoto attraverso un bordo di taglio strumento, per cui i chip nominati vengono prodotti come un prodotto di scarto.

Il concetto fondamentale è che l'utensile non taglia il materiale in modo netto ma provoca una deformazione plastica del materiale davanti al tagliente. La lama avanza e comprime l'oggetto della lavorazione fino a creare un punto di rottura: si ha un piano inclinato dove il materiale si separa dal pezzo. E viene spinto verso l'alto dall'utensile. La lavorazione è uno dei processi di produzione più utilizzati, che ha acquisito grande importanza nel settore della lavorazione dei metalli.

Importanza e Obiettivi dell'Asportazione del Truciolo

Potrebbe sembrare che non valga la pena interessarsi a questo processo perché alla fine parliamo di materiale di risulta. Tuttavia, l'asportazione del truciolo è cruciale per ottenere il risultato sperato e per la qualità finale del pezzo. Per il conseguimento di ciò, viene attuato un opportuno moto reciproco tra l’utensile ed il componente sottoposto a lavorazione. Tramite la lavorazione meccanica per asportazione di truciolo è possibile:

• Dare una determinata forma a un componente.
• Migliorare la sua tolleranza dimensionale e la sua finitura superficiale, nel caso in cui tale componente provenga da precedenti lavorazioni.

Inoltre, una corretta gestione del truciolo è essenziale, poiché se si reintroducono nel processo di lavorazione possono graffiare la superficie lavorata o surriscaldare l'utensile. Una condizione dove il truciolo è lungo e a spirale può essere pericolosa perché si avvolge intorno al pezzo o all'utensile. La precisione e la qualità superficiale ottenute tramite questi processi li rendono essenziali in molte industrie, tra cui l'automotive, l'aerospaziale e la manifatturiera.

Leggi anche: Tipi di Fresatura

Principali Processi di Lavorazione per Asportazione di Truciolo

Ci sono diverse operazioni tecniche che permettono di lavorare sull'asportazione del truciolo, un passaggio che - è giusto ricordarlo - determina il risultato desiderato. In questo articolo analizzeremo le diverse operazioni che si basano sul processo di asportazione del truciolo, vedremo in quali ambiti si utilizzano e le loro caratteristiche distintive. I diversi processi produttivi per asportazione del truciolo sono numerosi. Nel settore della lavorazione dei metalli, i tre processi di taglio sono ampiamente utilizzati: tornitura, perforazione e fresatura. Inoltre, ci sono un certo numero di altri metodi che vengono utilizzati nel post-elaborazione dei pezzi. Qui di seguito troverete una panoramica dei processi più importanti nella zona di lavorazione.

Tornitura

La tornitura è un metodo di taglio che viene utilizzato principalmente per la produzione di componenti simetrici rotazionali. La tornitura prevede il pezzo da lavorare fissato su di un mandrino e posto in rotazione; in contemporanea l’utensile da taglio si muove su tale pezzo e gli conferisce la forma predeterminata. Questo processo è ideale per la produzione di parti cilindriche e coniche. Si ricorre a questo processo per realizzare componenti dalla forma cilindrica, o comunque assialsimmetrica, come alberi, assi, cuscinetti ecc… Questa lavorazione per asportazione di truciolo prevede spesso 2 fasi. Quella di sgrossatura è funzionale a rimuovere la gran parte del materiale in eccesso, mentre quella di finitura serve a conferire la superficie finale con dimensioni, tolleranze e rugosità desiderate. Le principali lavorazioni di tornitura sono: smussatura, godronatura, sfacciatura, contornatura, troncatura, barenatura, foratura, filettatura.

Foratura

Iniziamo dalla più comune: la foratura, ovvero effettuare un foro cieco o passante nel materiale. Durante la perforazione, lo strumento viene spostato in un movimento di taglio circolare ed esegue simultaneamente un movimento di alimentazione nella direzione dell'asse di rotazione. La foratura, per mezzo di un utensile rotante e traslante in direzione assiale, consente la realizzazione di fori dal diametro variabile: da 0,1 mm ad alcuni cm. È un processo di lavorazione utilizzato per creare fori cilindrici nel materiale utilizzando un utensile da taglio chiamato punta. A seconda del profilo del foro desiderato, vengono utilizzati vari metodi di perforazione come la perforazione nel materiale completo, la perforazione, la sfregatura, la maschiatura e la rettifica del profilo. Le principali operazioni di foratura sono: sfacciatura, svasatura, alesatura, maschiatura, lamatura.

Fresatura

La fresatura è utilizzata per effettuare zone piane, scanalature, cave, profili complessi, ingranaggi. Viene utilizzata, ad esempio, per la produzione di scanalature, gradini, tasche, contorni o superfici. A differenza della tornitura, lo strumento e non il pezzo vengono spostati durante la fresatura. La fresatura impiega utensili rotanti con diversi bordi taglienti che permettono la realizzazione di componenti dalle geometrie complesse e non regolari. La fresatura impiega una logica inversa rispetto alla tornitura. La fresatura impiega un utensile tagliente a geometria definita che consente di ottenere svariate tipologie di superficie, come ad esempio scanalature, piani, spallamenti, forature ecc... Questa lavorazione per asportazione di truciolo può essere classificata in due tipi: la fresatura frontale e quella periferica. La differenza sta nell’asse di rotazione: nel primo caso è normale alla superficie lavorata mentre nel secondo è parallelo al profilo della fresa.

Rettifica

Da non dimenticare la rettifica per lavorazioni millimetriche. La rettifica è una lavorazione meccanica ottenuta mediante l’abrasione di una mola. Viene quindi rimosso del materiale, sottoforma di trucioli di piccole dimensioni, per conferire al pezzo una notevole precisione di forma e di dimensione, nonché una bassissima rugosità superficiale. È un processo di finitura utilizzato per ottenere una superficie molto liscia e dimensioni precise attraverso l'abrasione con una mola. Nel caso in cui il componente realizzato non rispetti gli standard definiti in fase di progetto, si può ricorrere alla rettificatrice, una macchina in grado di rimuovere trucioli dalle dimensioni molto piccole, portando i componenti entro i limiti di tolleranza.

Leggi anche: Come controllare la rugosità superficiale dei pezzi

Brocciatura

La brocciatura è una fase di lavoro che avviene mediante asportazione di truciolo con l’utilizzo della broccia: un utensile composto da una serie di taglienti che rimuove progressivamente il materiale fino ad ottenere il profilo e le dimensioni richieste. Questa lavorazione meccanica permette la realizzazione di profili complessi con molta precisione ed elevata velocità.

Alesatura e Barenatura

L’alesatura serve a correggere lievemente l'assialità e il diametro dei fori. Questo processo viene impiegato per rifinire la superficie interna del foro, ma invece di alterare la sua geometria, l’alesatura viene utilizzata per aumentare la dimensione del foro e ottenere una finitura superficiale molto elevata agendo sul diametro ad asse. Questa lavorazione per asportazione di truciolo può essere eseguita manualmente, tramite alesatori montati sul giramaschi, oppure con la macchina utensile chiamata alesatrice. La barenatura è del tutto simile alla tornitura, ma, invece delle superfici esterne del componente, lo si impiega per alterare e rifinire i fori. La barenatura si utilizza in componenti internamente assialsimmetrici. La barenatura viene classificata come operazione di tornitura per la produzione di componenti internamente assialsimmetrici, e può impiegare utensili singoli o multipli. Con questa lavorazione meccanica è possibile allargare o migliorare la qualità di un foro già esistente.

Maschiatura o Filettatura

La maschiatura, o filettatura, serve a realizzare filettature che possono essere sia interne che esterne. È previsto l’impiego di un utensile appuntito, il quale si muove parallelamente all’asse del componente in lavorazione, anch’esso tenuto in rotazione. È una lavorazione molto comune e diffusa con la quale si realizza la filettatura interna od esterna del componente meccanico impiegando un utensile a punta.

Smussatura

Al termine dei processi di fresatura e tornitura, il componente meccanico potrebbe presentare dei bordi frastagliati dovuti al fenomeno della deformazione plastica. La smussatura è un processo per rifinire questi bordi.

Classificazione dei Processi di Lavorazione per Asportazione di Truciolo

È utile sapere come vengono classificate le lavorazioni per asportazione di truciolo. In generale, nella lavorazione per asportazione di truciolo si distingue tra la lavorazione con utensili a tagliente geometricamente definito e indefinito. Mentre nella lavorazione a tagliente definito - come ad esempio nella fresatura o tornitura - la forma del tagliente è nota, nella lavorazione a tagliente indefinito - come nella rettifica - è possibile solo una descrizione statistica della geometria dell’utensile. Tale classificazione si basa sulle modalità di taglio realizzate e dà luogo a diverse categorie:

Leggi anche: Tecnologia Meccanica: Asportazione di Truciolo

1. Processi di lavorazione a taglio singolo

   In tal caso sulla macchina utensile è previsto un mandrino ed un solo utensile da taglio. Casi tipici di tale attrezzaggio sono i torni e le alesatrici.

2. Processi di lavorazione a taglio multiplo

   In tal caso invece l’utensile consiste in una serie di due o più parti taglienti fissate ad un corpo unico. La maggior parte degli utensili a taglio multiplo prevede la rotazione intorno al proprio asse di simmetria, mentre il componente meccanico da lavorare viene movimentato in un piano normale (fresatura) o parallelo (foratura) all’asse di rotazione dell’utensile. Fanno parte di questa categoria operazioni come tornitura, fresatura, foratura, alesatura, filettatura.

Fattori che Influenzano la Formazione del Truciolo e Scelta degli Utensili

I parametri che concorrono nella formazione di un truciolo sono differenti. Un angolo di spoglia dell'utensile più grande semplifica lo scorrimento e riduce la deformazione ma un ruolo da protagonista nella formazione del truciolo ce l'ha la velocità di taglio. Questo parametro, infatti, influenza la temperatura nella zona di taglio e il comportamento del materiale.

Ogni applicazione ha le sue particolarità e ogni materiale lavorato richiede differenti proprietà dell’utensile impiegato. Non a caso diversi utensili da taglio, come quelli saldobrasati per la tornitura di Krino, hanno delle forme che permettono di estrudere i trucioli in modo efficace. Offriamo inserti grezzi con sovrametallo da rettificare per le applicazioni di fresatura e tornitura. Grazie al nostro team dedicato alla progettazione ed esecuzione degli stampi siamo in grado di fornire tutte le principali tipologie di inserti a fissaggio meccanico richiesti dal mercato anche con esecuzioni di cross pressing e cross hole. Offriamo grezzi presagomati a disegno per la realizzazione di frese integrali in Metallo Duro di grandi dimensioni o con sagome speciali. Questo tipo di prodotto viene progettato e realizzato in completa collaborazione con il cliente, in modo da minimizzare le successive lavorazioni di affilatura.

Un parametro critico è la velocità di taglio. Di seguito, un esempio di velocità di taglio ottimale per alcuni materiali comuni, come indicato anche da grafici di riferimento del settore:

Materiale	Velocità di Taglio Ottimale (m/min)
Acciaio	100-250
Alluminio	200-600
Ghisa	80-180
Titanio	30-80

Il grafico sopra (simboleggiato dalla tabella) mostra la velocità di taglio ottimale per diversi materiali comunemente lavorati, come acciaio, alluminio e ghisa.

Analisi del Truciolo: Indice di Qualità e Stato dell'Utensile

L'analisi della forma del truciolo è un indicatore prezioso nella lavorazione meccanica. In primo luogo perché dalla forma del truciolo determiniamo la qualità della lavorazione. Ma questo elemento ci può aiutare a capire anche se l'utensile ormai è usurato e deve essere cambiato, così come possono determinare la buona riuscita della lavorazione. Partiamo dal presupposto che non possiamo valutare il truciolo e la sua forma in termini assoluti perché tutto può cambiare in base al materiale. Però alcuni parametri possono essere un campanello d'allarme o sinonimo di efficienza lavorativa:

• Quando il truciolo assume una forma a nastro o spirale lunga, parliamo sempre di un materiale duttile ma la sintesi è che i parametri di taglio sono corretti e il tagliente versa in buone condizioni. Questa condizione può essere pericolosa perché il truciolo lungo e a spirale si avvolge intorno al pezzo o all'utensile. Quando il rompitruciolo funziona bene hai spirali che si spezzano ogni 5-10 cm, e questo è un bene.
• Se il truciolo, invece, è discontinuo o frammentato la velocità di taglio può essere troppo bassa o il tagliente ha una geometria inadeguata, oppure ancora c'è un eccesso di vibrazioni o di irregolarità nell'avanzamento.
• Ma se il truciolo prima ha una spirale lunga e omogenea e poi cambia, cambia diventando frammentato, c'è qualcosa che non va. Stacca tutto e controlla perché vuol dire che i parametri sono sballati.

Le opzioni sono diverse ma c'è un vecchio trucco da meccanico che vogliamo condividere con te: conserva in officina dei campioni di trucioli che descrivono situazioni differenti - taglio ottimale, tagliente usurato, parametri inadeguati - così puoi confrontare rapidamente e capire se c'è qualcosa che non va o se tutto procede al meglio.

Materiali Lavorabili e Ambiti di Applicazione

L'asportazione di truciolo è applicabile a una vasta gamma di materiali. Il materiale più diffuso è l'acciaio. L'acciaio è caratterizzato da un tenore di carbonio inferiore al 2% e può essere combinato con vari elementi leganti per facilitare la lavorazione. Inoltre, il chipping viene utilizzato anche per ulteriori materiali di ferro come ghisa e anche per metalli non ferrosi come alluminio, titanio, magnesio e rame. Oltre all'industria della lavorazione dei metalli, i processi di assemblaggio dei trucioli vengono utilizzati anche nella lavorazione del legno e della plastica.

Le lavorazioni per asportazione di truciolo trovano applicazione in molti settori, tra cui:

• Industria Automobilistica: Produzione di componenti motore, alberi, ingranaggi e strutture.
• Industria Aerospaziale: Lavorazione di parti strutturali, turbine e componenti di precisione.
• Manifattura Generale: Produzione di utensili, stampi, parti di macchine e attrezzature.

Tecnologie Moderne e Vantaggi

Le lavorazioni per asportazione di truciolo godono di grande popolarità in diverse industrie e presentano un certo numero di vantaggi decisivi. Sempre più moderni centri di lavorazione CNC sono utilizzati oggi, soprattutto nel campo della produzione di serie. Nell'industria metal-processed oggi, oltre alle macchine manuali convenzionali, strumenti CNC all'avanguardia con una vasta automazione dei processi di lavoro vengono utilizzati. Gli utensili CNC sono dotati di un tavolo e sono in grado di lavorare il pezzo in modo indipendente e automatico.

Le lavorazioni per asportazione di truciolo rappresentano una tecnologia essenziale per le aziende che desiderano produrre componenti di alta precisione e qualità. L'adozione di macchine utensili avanzate e tecniche di lavorazione innovative può migliorare significativamente l'efficienza produttiva, ridurre i tempi di ciclo e abbassare i costi operativi.

Nel contesto dell'Industria 4.0, il matchmaking dell'industria manifatturiera sta diventando sempre più importante. Techpilot offre il più grande pool di fornitori per parti di disegno. Acquirenti e fornitori si registrano sulla piattaforma e hanno la possibilità di rete. Come acquirente, registrarsi gratuitamente e caricare richieste per le vostre parti ha bisogno in pochi passi. Riceverai poi varie offerte da aziende adatte. Ora è possibile confrontare questi comodamente con prezzo, tempi di consegna e qualità, e ordinare una società. Techpilot vi fornirà personale qualificato che sarà lieto di spiegare tutte le funzionalità della piattaforma e vi aiuterà a creare richieste.

tags: #asportazione #di #truciolo #limatura