Nel campo della lavorazione di precisione, la scelta dell'utensile da taglio può influenzare significativamente la qualità del prodotto finito, l'efficienza del processo di lavorazione e la redditività complessiva della produzione. Tra questi utensili, gli inserti di tornitura svolgono un ruolo fondamentale per ottenere risultati ottimali. Questa guida esplorerà i migliori inserti per tornitura disponibili sul mercato, le loro caratteristiche e come scegliere l'inserto giusto per le vostre specifiche esigenze di lavorazione, in particolare per l'acciaio e altri materiali.
Cosa Sono gli Inserti per Tornitura?
Gli inserti di tornitura sono elementi intercambiabili montati sugli utensili di tornitura, responsabili del vero e proprio processo di asportazione del truciolo. Grazie alla loro struttura e ai materiali impiegati, sono in grado di sopportare carichi elevati e le alte temperature generate durante la lavorazione. Gli inserti di tornitura assicurano una lavorazione precisa e prolungano la vita utile degli utensili di tornitura.
Gli inserti per tornitura sono piccoli utensili da taglio sostituibili utilizzati su torni e fresatrici per modellare e rifinire materiali come metallo, plastica e legno. Sono disponibili in diverse forme, dimensioni e materiali, ognuno progettato per un'applicazione specifica. L'inserto giusto può migliorare le prestazioni di taglio, la finitura superficiale e la durata dell'utensile, quindi scegliere l'opzione migliore per il proprio progetto è fondamentale.
Caratteristiche Principali dei Migliori Inserti per Tornitura
La comprensione delle caratteristiche chiave degli inserti è essenziale per una selezione ottimale.
1. Composizione del Materiale
Il materiale dell'inserto per tornitura è uno dei fattori più importanti da considerare. I materiali più comuni includono carburo, ceramica, cermet e acciaio rapido (HSS).
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- Inserti in carburo: Sono apprezzati per la loro durezza e resistenza all'usura, caratteristiche che li rendono adatti alla lavorazione ad alta velocità, in particolare per l'acciaio.
- Inserti in ceramica: Sono ideali per applicazioni ad alta temperatura e materiali molto duri.
- Cermet: Una combinazione di ceramica e metallo, offre una buona resistenza all'usura e stabilità chimica.
- Acciaio rapido (HSS): Offre un'eccellente affilabilità e tenacità, adatto a lavorazioni meno gravose o per pezzi con geometrie complesse.
2. Rivestimento
Molti inserti per tornitura sono rivestiti per migliorarne le prestazioni. Rivestimenti come TiN (nitruro di titanio), TiAlN (nitruro di titanio e alluminio) e TiCN (carbonitruro di titanio) possono migliorare la resistenza all'usura, ridurre l'attrito e prolungare la durata dell'utensile. Scegli inserti rivestiti per ottenere prestazioni migliori in condizioni di lavorazione impegnative, specialmente con l'acciaio.
3. Geometria
La geometria di un inserto (inclusa la sua forma, l'angolo del tagliente e il design del rompitruciolo) gioca un ruolo importante nelle sue prestazioni di taglio.
- Angoli di spoglia: Le lame con angolo di spoglia positivo sono ideali per materiali più morbidi e per lavorazioni con impegni leggeri, mentre le lame con angolo di spoglia negativo sono più adatte a materiali più duri e a lavorazioni pesanti, come la sgrossatura dell'acciaio.
- Rompitruciolo: Il design del rompitruciolo può contribuire a controllare il flusso dei trucioli e a migliorare la finitura superficiale. Come è facile intuire dal nome, il rompi truciolo ha l’importante funzione di formare e rompere il truciolo durante la lavorazione. Uno stesso rompi-truciolo può essere comunque idoneo a più lavorazioni.
4. Dimensioni e Forma
Gli inserti per tornitura sono disponibili in diverse forme, tra cui quadrata, triangolare e rotonda. La scelta della forma dipende dalla specifica operazione di tornitura e dalla geometria del pezzo.
- Inserti quadrati: Sono versatili e possono essere utilizzati sia per operazioni di sgrossatura che di finitura.
- Inserti rotondi: Sono ideali per operazioni di finitura e per garantire una maggiore robustezza del tagliente.
- Forme a V, T, C, E: Ogni lavorazione di tornitura richiede un inserto con una forma ben precisa. La forma V è adatta principalmente per le operazioni di finitura e tornitura longitudinale. La forma T è consigliata in particolare per la finitura e la semi-finitura e per gran parte delle altre operazioni. Le forme E e C sono molto simili, e la C è una delle forme più utilizzate perché idonea a lavorazioni versatili come anche la stacciatura.
Nomenclatura Standardizzata degli Inserti per Tornitura
La maggior parte dei produttori di utensili per tornitura propone prodotti standardizzati per cui si seguono i sistemi di identificazione ISO o ANSI, facendo riferimento quindi a direttive internazionali. La nomenclatura è composta da una stringa di 10 numeri e lettere. A ciascuna posizione di questi corrisponde ad un significato specifico. In generale le cifre della parte centrale vanno lette a coppie e rispondono sempre al sistema ISO. La nomenclatura cambia a seconda che il produttore segua il sistema metrico europeo ISO o lo standard americano ANSI. Di seguito, un riepilogo della nomenclatura ISO.
| Posizione | Significato | Descrizione |
|---|---|---|
| Prime 4 cifre | Descrizione inserto | Definiscono le caratteristiche fondamentali dell'inserto. |
| Spazio + cifre successive | Dimensioni del pezzo | Indicano le dimensioni geometriche dell'inserto. |
| Lettera (es. V, T, C, E) | Forma dell'inserto | Ogni lettera corrisponde a una forma specifica (es. V per finitura, C per versatilità). |
| 2ª Lettera | Tipo di inserto | Indica se l'inserto è positivo o negativo. |
| Lettera (es. M) | Classe di tolleranza | La classe di tolleranza più comune è indicata da una M. |
| Sigla I.C. | Cerchio Inscritto | Indica una delle dimensioni principali di un inserto. La dimensione di un inserto dipende dalla sua forma e in base a questa si possono individuare 3 gruppi. |
| Terza coppia di numeri | Raggio di punta | Si riferisce all’arrotondamento dell’angolo. |
| Coppia di lettere | Tipo di tagliente e direzione | Si riferisce al tipo di tagliente e alla direzione di avanzamento. |
| Ultima parte | Qualità del metallo duro | Riferisce alla qualità del metallo duro del pezzo. |
Corso di tornitura: nomenclatura ISO inserto - Parte 2
Inserti Positivi e Negativi
La scelta tra inserti positivi e negativi è cruciale e dipende fortemente dal tipo di lavorazione e dal materiale da tornire.
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Inserti Positivi
Gli inserti per tornitura positivi hanno un tagliente più affilato con un angolo di spoglia intorno ai 7° e sono raccomandati sia per lavorazioni da interni che da esterni ma con impegni leggeri. Li raccomandiamo per:
- Lavorazioni di finitura
- Taglio continuo
- Basse asportazioni
- Finiture molto accurate di acciaio dolci, leghe leggere e plastiche
La parte tagliente e il rompi-truciolo sono presenti solo da un lato. Gli inserti da tornitura positivi più diffusi sono CCMT, DCMT, SCMT, TCMT, VBMT, WCMT.
Inserti Negativi
Gli inserti per tornitura negativi hanno un tagliente meno affilato, ossia hanno un angolo di spoglia inferiore a “0”. Sono molto più robusti dei positivi e idonei per acciai con durezze elevate. Questa tipologia li raccomandiamo per:
- Lavorazioni in esterno
- Sgrossatura
- Taglio interrotto (es. tornitura di saldature)
- Finiture meno accurate
Gli inserti per tornio negativi necessitano di un porta utensile inclinato di 6 gradi così da evitare il tallonamento. Gli inserti hanno più taglienti quindi, quando uno di questi si usura, è possibile sostituirlo, impostando però i valori di offset del nuovo tagliente. La parte tagliente e il rompi-truciolo sono su entrambi i lati. Quelli più diffusi sono CNMG, DNMG, KNUX, SNMG, TNMG, VNMG, WNMG.
Fattori da Considerare nella Scelta degli Inserti per Tornitura
La scelta dell’inserto ideale per la lavorazione di tornitura è il primo passo per l’ottimizzazione del processo produttivo e si compie attraverso la valutazione di alcuni parametri di primaria importanza e di altri secondari, ma non per questo meno rilevanti.
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Raggio degli Inserti da Tornitura
Gli inserti sono fornibili in diversi raggi di contatto e quelli più diffusi sono 0.4-0.8-1.2. Maggiore sarà il valore del raggio e più l’inserto sarà robusto ma richiederà più potenza per lavorare al vostro tornio con possibile aumento anche delle vibrazioni innescate. Al contrario minore sarà il raggio e maggiore il rischio di rottura perché la parte a contatto è minore, in questo caso però le vibrazioni saranno chiaramente minori. Il raggio di punta è un fattore importante da valutare, spesso poco considerato.
Grado degli Inserti da Tornitura
Il grado indica il materiale con cui è composto l'inserto (una miscela di polveri di metallo duro) ed il grado di bilanciamento tra la resistenza agli urti, al calore e all’usura. La scelta del grado giusto è fondamentale per massimizzare la vita dell'inserto e la qualità della lavorazione, specialmente su acciai di diverse durezze.
Tipo di Lavorazione
Ogni operazione di tornitura, che sia sgrossatura o finitura, richiede un inserto specifico.
- Sgrossatura: La robustezza del tagliente e il raggio di punta grande consentono profondità di taglio e avanzamenti elevati. Il tipo di lavorazione influisce anche sulla grandezza dell’inserto. Lo spessore del truciolo è direttamente proporzionale all’angolo di attacco: se aumenta l’angolo di attacco, aumenta di conseguenza lo spessore e la larghezza diminuisce.
- Finitura: Richiede inserti con raggio di punta minore e geometrie più affilate per una migliore qualità superficiale.
Utensili da Interni e da Esterni
Gli utensili da tornitura per esterni sono generalmente più corti e non ridotti verso l’inserto, mentre quelli da interni sono più lunghi e rastremati in modo da consentire l’inserimento nei fori. Negli utensili da tornitura per interno è sempre indicato il diametro minimo di lavoro ossia il foro minimo di accesso.
Forme e Dimensioni degli Utensili da Tornitura
L'utensile da tornitura si trova in molte forme; gli stessi inserti possono essere attaccati su utensili con angoli di attacco diversi. Prima di scegliere, valuta se dovrai eseguire delle lavorazioni in esterno, in interni, su gole. Inoltre la torretta del tornio, a seconda della grandezza e potenza, non può montare tutte le dimensioni, quindi verifica la misura massima del codolo. La peculiarità degli inserti per tornitura è che hanno tutte dimensioni ed attacchi identici. Questo permette che una volta acquistato l’utensile ISO se non saremo contenti dei risultati ottenuti con una specifica marca di inserti potremo acquistarne un’altra senza sostituirlo.
Tipi di Utensili di Tornitura
Gli utensili di tornitura (detti anche acciai per tornitura) vengono utilizzati sui torni per asportare materiale dal pezzo in lavorazione. A seconda dell'uso previsto, si utilizzano diversi tipi di utensili di tornitura.
Utensili di Tornitura Destri
In base alla posizione del tagliente principale dell'utensile di tornitura, è possibile determinare se si tratta di un utensile di tornitura destrorso. La faccia di taglio del tornio deve essere rivolta verso di voi, mentre il gambo è rivolto verso di voi. Se il tagliente principale è a destra, si tratta di un utensile di tornitura destrorso. La direzione di taglio o di lavoro degli utensili di tornitura destri è da destra a sinistra.
Utensili per la Tornitura a Sinistra
Analogamente alla procedura per determinare gli utensili di tornitura destri, è possibile tenere l'utensile di tornitura di fronte a sé in modo che il tagliente principale sia rivolto verso di noi. Se il tagliente è rivolto verso sinistra, si tratta di un utensile di tornitura mancino. Se è bloccato nel tornio, è rivolto a destra. La direzione di taglio o di lavoro degli utensili di tornitura sinistri è da sinistra a destra.
Utensili di Tornitura Neutri
Gli utensili di tornitura neutri sono progettati per tagliare o lavorare in entrambe le direzioni.
Utensile di Tornitura Interna (Barre di Alesaggio)
Gli utensili di tornitura interna (noti anche come barre di alesaggio) sono utilizzati per lavorare i pezzi dall'interno. A tal fine, tuttavia, è necessario praticare un foro. Il pezzo può quindi essere tornito dall'interno con l'utensile di tornitura interna.
Utensile per la Filettatura
Gli scalpelli per filettare sono utilizzati per produrre filettature su pezzi torniti.
Design e Versioni degli Utensili di Tornitura
Quando si sceglie l'utensile di tornitura giusto, oltre ai diversi tipi, si deve tenere conto della selezione delle versioni degli utensili di tornitura.
Utensile di Tornitura HSS
L'acciaio HSS (acciaio ad alta velocità) è un acciaio per utensili altamente legato, spesso utilizzato come materiale da taglio nelle lavorazioni meccaniche. Ha il più alto carico di rottura e la migliore rettificabilità, che lo rendono molto adatto alla rettifica a misura per varie applicazioni. Grazie all'eccellente affilabilità dell'acciaio HSS, questi scalpelli possono essere facilmente riaffilati per la tornitura di stampi.
Utensili di Tornitura con Placchette in Metallo Duro Brasate
Le placchette di carburo si caratterizzano per la loro durezza, ma soprattutto per la loro tenacità. Sono più dure dei metalli puri, delle leghe e degli acciai temprati, ma sono più soggette a rotture.
Utensili di Tornitura con Inserti Indicizzabili
Gli utensili di tornitura con inserti intercambiabili hanno il vantaggio di poter sostituire rapidamente e facilmente i taglienti usurati. Inoltre, a seconda del materiale da lavorare, è possibile montare sul supporto l'inserto più adatto. Il rivestimento degli inserti indicizzabili consente di utilizzarli per un'ampia gamma di materiali, ad esempio per la lavorazione di alluminio, metalli non ferrosi o acciaio.