L’usura degli utensili è un problema molto comune durante le operazioni di tornitura. Sia che si utilizzi un tornio convenzionale o un tornio CNC, gli utensili da taglio si usurano gradualmente in condizioni di lavorazione continua. Durante le operazioni di tornitura, l’utensile da taglio è esposto ad alte temperature, pressioni e attrito costante. Quando l’usura degli utensili diventa eccessiva, può compromettere la precisione dimensionale, la finitura superficiale, l’efficienza di lavorazione e persino causare la rottura dell’utensile o lo scarto del pezzo.
Identificazione e cause delle principali tipologie di usura
Le diverse tipologie di usura influiscono in modi differenti sulla qualità della lavorazione e sulla durata degli utensili. Comprendere il modo in cui si usura l’utensile - dove, quanto, con quale forma - è fondamentale per diagnosticare problemi nel setup o nei parametri di taglio.
- Usura sul fianco: È la forma più comune e prevedibile. Appare come una banda lucida e uniforme sul fianco dell’utensile. La ISO 3685 misura questa usura con il parametro VB. Il criterio di fine vita standard è VB = 0,3 mm per la finitura e VB = 0,5 mm per la sgrossatura.
- Craterizzazione: Si manifesta come una depressione concava sul petto (rake face), causata principalmente dalla diffusione chimica ad alte temperature. Il criterio ISO 3685 per il cratere è una profondità massima (KT) di 0,15 mm.
- Tagliente di riporto (BUE): Strati di materiale del pezzo si saldano per pressione sul tagliente, formando un deposito irregolare che modifica la geometria di taglio. È instabile e può staccarsi ciclicamente portando via frammenti di rivestimento.
- Deformazione plastica: Il tagliente si deforma senza che il materiale si stacchi. Succede quando la combinazione di pressione e temperatura supera il limite di snervamento del substrato.
- Scheggiatura: Piccoli frammenti si staccano dal tagliente in modo irregolare, un grave problema che si verifica più frequentemente durante il taglio interrotto.
IL CALIBRO: come usarlo ed esempi pratici
Strategie per ottimizzare la durata dell'utensile
Sebbene l’usura non possa essere completamente evitata, un’adeguata regolazione delle condizioni di lavorazione può ridurne significativamente i tassi di avanzamento. In linea generale, i meccanismi di usura agiscono sempre in combinazione, rendendo necessaria una gestione flessibile dei parametri.
| Causa principale | Azione correttiva suggerita |
|---|---|
| Usura sul fianco elevata | Ridurre la velocità di taglio (Vc) |
| Craterizzazione | Diminuire la velocità di taglio o usare inserti CVD |
| Formazione di BUE | Aumentare la velocità di taglio o migliorare la lubrificazione |
| Deformazione plastica | Ridurre velocità e avanzamento; passare a un grado più duro |
| Scheggiature | Scegliere un grado di substrato più tenace e ridurre l'avanzamento |
Consigli per un processo stabile
È importante che il setup sia stabile; inoltre, la sporgenza dell'utensile non dovrebbe superare il diametro della barra nella tornitura interna (1xD). Per un processo ottimizzato, stabilire un numero predeterminato di componenti come criterio di cambio dell'inserto è spesso più efficace della semplice osservazione visiva.
Nella scelta dei parametri:
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- Utilizzare un angolo di registrazione prossimo a 90° (angolo di attacco 0°) per direzionare le forze di taglio in senso assiale.
- La profondità di taglio (ap) dovrebbe essere superiore al raggio di punta (RE).
- Scegliere la minima sporgenza possibile, verificando che la lunghezza della barra di alesatura permetta le lunghezze di bloccaggio consigliate.
- Utilizzare una chiave torsiometrica per serrare correttamente l'inserto nei portautensili con bloccaggio a vite.
Un utensile che taglia male non è semplicemente “da buttare”. Leggere l’usura non serve solo a decidere quando cambiare un inserto, ma aiuta a capire perché il costo per pezzo sta salendo o perché la finitura è peggiorata. Verificare sempre che la sede dell'inserto sia libera da polvere o trucioli prodotti dalla lavorazione prima di installarne uno nuovo, poiché tasche sovradimensionate o supporti danneggiati compromettono immediatamente la vita utile del tagliente.
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