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.
Con questo termine intendiamo il risultato delle varie operazioni da taglio che rientrano nelle 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. Quindi, possiamo dire che quest'operazione permette a chi si occupa del processo in esame di ottenere il risultato sperato. La corretta gestione del truciolo è cruciale per la qualità del lavoro e l'efficienza del processo.
Come si forma il truciolo
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. Questo materiale viene poi spinto verso l'alto dall'utensile.
Operazioni che generano truciolo
Ci sono diverse operazioni tecniche che permettono di lavorare sull'asportazione del truciolo, un passaggio che - è giusto ricordarlo - determina il risultato desiderato. Quali sono le operazioni che sfruttano l'asportazione del materiale e la formazione del truciolo per raggiungere l'obiettivo?
- La foratura, ovvero effettuare un foro cieco o passante nel materiale.
- La tornitura con relativa attività di sgrossatura, finitura e filettatura.
- La fresatura, utilizzata per effettuare zone piane, scanalature, cave, profili complessi e ingranaggi.
- La rettifica per lavorazioni millimetriche.
- La brocciatura.
Fattori che influenzano la formazione del truciolo
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.
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Interpretazione della forma del truciolo
La forma del truciolo è un indicatore prezioso della qualità della lavorazione e delle condizioni dell'utensile. Dalla forma del truciolo, infatti, possiamo determinare la qualità della lavorazione. Questo elemento ci può aiutare anche a capire se l'utensile è usurato e deve essere cambiato, così come può determinare la buona riuscita della lavorazione.
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: se si reintroducono nel processo di lavorazione possono graffiare la superficie lavorata o surriscaldare l'utensile.
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.
Forme comuni del truciolo e il loro significato
- Quando il truciolo assume una forma a nastro o spirale lunga, parliamo sempre di un materiale duttile, e 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.
- Se il truciolo prima ha una spirale lunga e omogenea e poi cambia, diventando frammentato, c'è qualcosa che non va. Stacca tutto e controlla perché vuol dire che i parametri sono sballati.
Un trucco da meccanico
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.
Gestione del refrigerante e lubrificazione
Disporre di una corretta adduzione di refrigerante è fondamentale per ottenere prestazioni ottimali durante l'esecuzione di fori. La capacità del serbatoio del refrigerante dovrebbe essere di 5-10 volte superiore al volume di refrigerante erogato al minuto dalla pompa.
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Tipi di refrigerante e loro utilizzo
| Tipo di Refrigerante | Caratteristiche e Utilizzo | Miscela/Note |
|---|---|---|
| Olio solubile (emulsione) | Per prestazioni ottimali, sempre con additivi EP (pressione estrema). | 5-12% di olio in acqua (10-15% per acciai inossidabili e leghe resistenti al calore) |
| Olio puro | Migliora la lubrificazione, utile per la foratura di acciai inossidabili. | Utilizzare sempre con additivi EP. |
| Aria compressa, fluido da taglio a nebbia o MQL (lubrificazione minima) | Possono dare buoni risultati in condizioni favorevoli, soprattutto per alcune ghise e alluminio. |
L'adduzione esterna di refrigerante può essere utilizzata quando la formazione dei trucioli è buona e la profondità del foro è ridotta.
Identificare e prevenire l'intasamento da truciolo
La formazione dei trucioli è accettabile quando possono essere evacuati dalla punta senza disturbi. L'intasamento da truciolo incide sulla qualità del foro e sull'affidabilità/durata utensile.
Come identificare l'intasamento
- Il modo migliore per identificarlo è ascoltare durante la foratura. Un suono costante indica che l'evacuazione del truciolo è buona, mentre un suono interrotto indica un intasamento da truciolo.
- Controllare la forza di avanzamento o il monitor della potenza. In presenza di irregolarità, la causa può essere l'intasamento da truciolo.
- Osservare i trucioli. Se sono lunghi e piegati, anziché arrotolati, si è verificato un intasamento da truciolo.
- Osservare il foro.
- Ispezionare i taglienti. L'inserto centrale forma un truciolo conico facile da identificare. Verificare che l'evacuazione dei trucioli sia soddisfacente.
Raccomandazioni per l'ottimizzazione del processo
Per prevenire problemi e ottimizzare le prestazioni:
- Utilizzare la punta più corta possibile.
- Utilizzare un portautensili rigido e preciso, con minimo runout.
- Verificare che il mandrino della macchina sia in buone condizioni e ben allineato.
- Assicurarsi che il componente sia fissato e stabile.
- Controllare l'usura degli inserti e stabilire un programma di durata utensile predefinito.
- Sostituire regolarmente la vite di serraggio dell'inserto.
- Prima di cambiare l'inserto, pulire la sede dell'inserto e assicurarsi di utilizzare una chiave dinamometrica.
Gestione del truciolo per materiali specifici
Acciai a basso tenore di carbonio
Problema: La formazione dei trucioli può essere un problema difficile con gli acciai a basso tenore di carbonio, che spesso vengono utilizzati per componenti saldati.
Raccomandazioni: La geometria corretta è fondamentale in quanto consente la corretta formazione dei trucioli e ne favorisce l'evacuazione. In termini generali, è preferibile un tagliente affilato.
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Ghisa Compattata (CGI)
Problema: La CGI normalmente non richiede un'attenzione particolare. Produce trucioli più grandi della ghisa grigia, ma ben spezzati. Le forze di taglio sono più elevate, il che influisce sulla durata utensile.
Raccomandazioni: Sono necessarie qualità più resistenti all'usura.
Leghe di Titanio
Problema: La formazione di bave e l'evacuazione dei trucioli possono essere un problema. Per evitare una scarsa durata del tagliente, può essere necessario testare diversi rivestimenti, riducendo al minimo l'adesione.
Raccomandazioni: Quando si sceglie una geometria per leghe di titanio, è preferibile un tagliente affilato.
Leghe a base di Nichel
Raccomandazioni: Per le leghe a base di nichel, avere una geometria robusta è fondamentale. Inoltre, è consigliabile ridurre la velocità di taglio per diminuire il calore.