La tornitura è un processo fondamentale nell'industria manifatturiera, e la scelta dell'inserto corretto è cruciale per ottenere risultati ottimali. Questo articolo esplora i diversi tipi di inserti per tornitura, i materiali utilizzati e come selezionare l'inserto più adatto per le tue esigenze.
Identificazione dei Materiali per Tornitura
La corretta identificazione del materiale da lavorare è di fondamentale importanza per scegliere l'utensile più idoneo. A tale scopo, la classificazione ISO suddivide i metalli in sei categorie e 24 sottogruppi. Le classificazioni si basano sulle proprietà fisiche dei materiali che determinano come questo reagisce alla lavorazione.
Ecco una panoramica dei principali gruppi di materiali:
- Gruppo P: Include acciai in generale e acciai legati nelle varie composizioni.
- Gruppo K: Costituito dalle ghise, caratterizzate da abrasività che accelera l'usura dell'utensile.
- Gruppo M: Acciai inossidabili, con contenuto di cromo superiore al 12%. Questi materiali si induriscono durante la deformazione.
- Gruppo N: Materiali non ferrosi, principalmente alluminio, rame e ottone. Questi materiali tendono ad aderire all'utensile, causando incollamento del truciolo.
- Gruppo S: Superleghe resistenti al calore, incluse quelle a base di nichel e titanio, con bassa conduttività termica.
- Gruppo H: Materiali caratterizzati da durezza, come gli acciai temprati a 55 HRC.
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Tabella identificativa materiali per tornitura
La seguente tabella riassume le principali caratteristiche dei materiali e i relativi inserti consigliati:
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| Gruppo ISO | Materiale | Caratteristiche | Inserti Consigliati |
|---|---|---|---|
| P | Acciai | Varie composizioni | Inserti in metallo duro rivestito |
| K | Ghise | Abrasività elevata | Inserti con elevata resistenza all'usura |
| M | Acciai Inossidabili | Indurimento durante la lavorazione | Inserti con geometria positiva |
| N | Alluminio, Rame, Ottone | Adesione all'utensile | Inserti con rivestimenti anti-adesione |
| S | Superleghe | Bassa conduttività termica | Inserti con elevata resistenza al calore |
| H | Acciai Temprati | Elevata durezza | Inserti in CBN o ceramica |
Forma degli Inserti: C vs. W
La prima lettera della nomenclatura ISO inserto è fondamentale, poiché definisce la forma dell'inserto. Tra le varie forme, le forme C e W sono particolarmente interessanti.
- Forma C: Romboidale, offre un angolo di registrazione di 95° e un angolo di attacco di 5°.
- Forma W: Trigonale, anch'essa con un angolo di registrazione di 95° e un angolo di attacco di 5°.
L'inserto trigonale (W) ha 6 taglienti, offrendo più taglienti utili rispetto all'inserto romboidale (C). Tuttavia, l'inserto di tipo C offre un posizionamento migliore grazie al suo appoggio su due lati nella sede inserto.
L'inserto di forma W potrebbe essere più adatto per macchine dove i dati di lavoro non sono elevati, mentre l'inserto di tipo C è versatile e adatto a diverse applicazioni, dalla sgrossatura alla finitura.
Geometria e Qualità dell'Inserto
Esistono molti parametri da considerare nella scelta di un inserto di tornitura. Selezionare la geometria dell'inserto in base all'operazione selezionata. Le geometrie per la tornitura possono essere suddivise in tre tipi di base ottimizzati, rispettivamente, per le operazioni di finitura, lavorazione media e sgrossatura.
- Operazioni di sgrossatura medio-leggera.
- Operazioni con profondità di taglio ridotte e basse velocità di avanzamento.
- Combinazioni di profondità di taglio e avanzamento elevate.
Alcune geometrie comuni includono:
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- -WMX: Scelta prioritaria per materiali che generano trucioli.
- -WF: Per migliorare il controllo truciolo a valori inferiori di fn/ap.
- -WR: Quando è necessario un filo tagliente più robusto.
Geometria e qualità dell'inserto si complementano a vicenda. La forma dell'inserto dovrebbe essere selezionata considerando l'accessibilità dell'angolo di registrazione richiesta dall'utensile. Per ottimizzare la resistenza e l'affidabilità dell'inserto, è opportuno selezionare il massimo angolo di punta possibile. Con una dimensione d'inserto più grande, la stabilità è migliore.
Angoli e Dimensioni dell'Inserto
Il raggio di punta (RE) è un fattore di grande importanza nelle operazioni di tornitura. Sono disponibili inserti con raggi di punta di diverse misure. La relazione tra il raggio di punta e la profondità di taglio incide sulla tendenza alle vibrazioni. Le forze assiali sono preferibili rispetto a quelle radiali.
- Inserti Negativi: Angolo di 90° (angolo di spoglia inferiore di 0°).
- Inserti Positivi: Angolo inferiore a 90° (ad es. angolo di spoglia inferiore di 7°).
L'angolo di registrazione (KAPR) o angolo di attacco (PISR) è l’angolo compreso tra il tagliente e la direzione di avanzamento. È importante scegliere il giusto angolo di registrazione/attacco per garantire il successo di un'operazione di tornitura.
Nomenclatura ISO degli Inserti
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. Le prime 4 cifre permettono di descrivere l’inserto per tornio. Uno spazio distingue la seconda parte del codice che indica le dimensioni del pezzo. Ad ogni diversa forma corrisponde una lettera.
- V: adatta principalmente per le operazioni di finitura e tornitura longitudinale.
- T: consigliata in particolare per la finitura e la semi-finitura e per gran parte delle altre operazioni.
- E e C: molto simili, la C è una delle forme più utilizzate perché idonea a lavorazioni versatili come anche la stacciatura.
Gli inserti per tornio negativi necessitano di un porta utensile inclinato di 6 gradi così da evitare il tallonamento. Inoltre sono molto più robusti dei positivi. 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 classe di tolleranza più comune è indicata da una M. La parte tagliente e il rompi-truciolo sono presenti solo da un lato. La parte tagliente e il rompi-truciolo sono su entrambi i lati.
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Da qui in poi, la nomenclatura cambia a seconda che il produttore segua il sistema metrico europeo ISO o lo standard americano ANSI. La sigla I.C. indica il Cerchio Inscritto ed è 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. La terza coppia di numeri si riferisce invece l’arrotondamento dell’angolo, chiamato anche “raggio di punta”. Questa coppia di lettere presente nella nomenclatura degli inserti per tornio si riferisce al tipo di tagliente e alla direzione di avanzamento.
Utensili Saldobrasati per la Tornitura
Gli utensili saldobrasati per la tornitura sono utensili pensati per lavorazioni meccaniche di precisione e sono indispensabili nelle officine in cui si lavorano i materiali grezzi attraverso il tornio. Il moto da taglio rotatorio del blocco da lavorare e quello di alimentazione o avanzamento della macchina permettono di ottenere il risultato finale, a patto che si usino i migliori utensili saldobrasati per la tornitura.
La scelta degli strumenti e degli utensili per la tornitura è un'operazione delicata perché da quest'attività dipende la qualità del risultato finale. In primo luogo bisogna scegliere un inserto in base a cosa devi fare. Ad esempio, puoi scegliere un supporto per tornitura interna o esterna o per effettuare un'operazione specifica come sgrossatura, rifinitura, taglio, incisione, barenatura o alesatura.
Quando si lavora con materiali molto duri c'è bisogno di una placchetta saldobrasata composta con materiali specifici, come carburo di tungsteno, ceramiche o CBN (nitruro di boro cubico). Quando acquisti utensili saldobrasati per tornitura devi valutare l'angolo di spoglia che può essere positivo per ridurre le forze di taglio su materiali teneri, negativo per lavori su materiali duri. Per il raggio di punta, si sceglie piccolo per finitura precisa e grande per sgrossatura.
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