La tornitura generale è un'operazione fondamentale nell'industria manifatturiera, e la scelta degli utensili giusti è cruciale per l'efficienza e la qualità del prodotto finale. Sandvik Coromant offre una vastissima gamma di prodotti per tornitura generale, troncatura e scanalatura, nonché per la filettatura, fornendo soluzioni all'avanguardia per diverse esigenze di lavorazione.
Nella tornitura generale interna ed esterna, specifici sistemi innovativi Sandvik Coromant consentono una produttività superiore. Il più aggiornato sistema di filettatura Sandvik Coromant comprende una vasta gamma di tipi e passi di filettatura, nelle versioni destre e sinistre, per operazioni interne ed esterne. Sandvik ha elaborato sistemi ad altissima efficacia per troncatura e scanalatura - sia poco profonda che profonda -, scanalatura frontale, tornitura scarichi e profilatura.
Con Coromant Capto, le macchine utilizzate fino ad oggi solo per la tornitura potranno eseguire le più diverse lavorazioni, grazie alla possibilità di assemblare gli utensili in un solo sistema di attrezzamento modulare. Coromant Capto® è la nuova frontiera della tecnologia Sandvik Coromant per la lavorazione dei metalli. Inoltre, per affrontare le sfide legate alla stabilità e alla precisione, il sistema innovativo Silent Tools® di Sandvik Coromant risolve efficacemente i problemi di vibrazione, anche in tutte le operazioni di tornitura.
Parametri Essenziali per la Scelta dell'Inserto di Tornitura
Esistono molti parametri da considerare nella scelta di un inserto di tornitura. Una selezione accurata è fondamentale per ottimizzare le prestazioni e la durata dell'utensile.
La Geometria dell'Inserto
La geometria dell'inserto deve essere selezionata in base all'operazione specifica. Le geometrie per la tornitura possono essere suddivise in tre tipi di base ottimizzati, rispettivamente, per le operazioni di finitura, lavorazione media e sgrossatura.
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La geometria raschiante -WMX è la scelta prioritaria e rappresenta un buon punto di partenza per la maggior parte delle applicazioni. Per situazioni specifiche, sono disponibili altre opzioni:
- -WF: per migliorare il controllo truciolo a valori inferiori di fn/ap, ideale per la finitura.
- -WMX: sempre la scelta prioritaria nell'ampio campo di applicazione dei materiali che generano trucioli, adatta per lavorazioni medie.
- -WR: quando è necessario un filo tagliente più robusto, ad esempio per la sgrossatura in condizioni più gravose.
Di seguito una tabella riassuntiva delle geometrie principali e delle loro applicazioni:
| Tipo di Operazione | Caratteristiche dell'Operazione | Geometria Consigliata |
|---|---|---|
| Sgrossatura | Combinazioni di profondità di taglio e avanzamento elevate. | Geometrie robuste come -WR o -WMX |
| Lavorazione Media | Operazioni di sgrossatura medio-leggera. | Geometrie versatili come -WMX |
| Finitura | Operazioni con profondità di taglio ridotte e basse velocità di avanzamento. | Geometrie specifiche per il controllo truciolo come -WF |
Forma, Dimensione e Raggio di Punta dell'Inserto
La geometria e la 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. Inoltre, con una dimensione d'inserto più grande, la stabilità è migliore.
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, e la relazione tra il raggio di punta e la profondità di taglio incide sulla tendenza alle vibrazioni.
Angolo di Registrazione (KAPR) e Tipi di Inserto
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. Le forze assiali sono preferibili rispetto a quelle radiali per una maggiore stabilità.
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Gli inserti si distinguono anche per il loro angolo di spoglia:
- Un inserto negativo ha un angolo di 90° (angolo di spoglia inferiore di 0°).
- Un inserto positivo ha un angolo inferiore a 90° (ad es. angolo di spoglia inferiore di 7°).
L'illustrazione dell'inserto negativo mostra il modo in cui l'inserto è montato e inclinato nell'attacco.
Scelta della Qualità e Strategie per Diversi Materiali
La selezione della qualità dell'inserto è strettamente legata al materiale da lavorare. Sandvik Coromant offre qualità specifiche ottimizzate per ogni gruppo di materiali.
Acciai (ISO P)
La tornitura dell'acciaio è una delle applicazioni più comuni e richiede qualità di inserti capaci di gestire diverse composizioni e durezze. Sandvik Coromant ha recentemente presentato le qualità GC4425 e GC4415 per la tornitura di acciaio. “Con la presentazione di GC4405 integreremo la catena delle qualità per la tornitura di acciaio nell’ambito dell’area della sgrossatura ad alta velocità di avanzamento."
Tra le caratteristiche offerte dalla nuova qualità GC4405 ricordiamo un nuovo substrato in carburo con microstruttura ottimizzata, che consentirà di ridurre la deformazione plastica nelle applicazioni caratterizzate da un’alta velocità di avanzamento. La nuova qualità GC4405 è dotata di rivestimento con tecnologia Inveio® di seconda generazione: questa versione del rivestimento è stata progettata appositamente per combattere la craterizzazione comune alle applicazioni P05. La nuova qualità consente un considerevole incremento della produttività e della durata del tagliente, in particolare durante la lavorazione di acciai superiori a 300 HB. La qualità GC4405 è consigliata per applicazioni che vanno dalla sgrossatura continua alla semifinitura in condizioni stabili e caratterizzate da un lungo tempo di taglio. Si consiglia di applicare la qualità nei campi di applicazione ISO P05 (P01-P10).
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Acciai Non Legati e Debolmente Legati
L'acciaio non legato ha un tenore di lega che può arrivare al massimo a 0.55%. Per rompere e indirizzare il truciolo, puntare al massimo avanzamento possibile. È importante lavorare a velocità di taglio elevate per evitare la formazione di tagliente di riporto che può incidere negativamente sulla superficie. La lavorabilità degli acciai debolmente legati dipende dal tenore di lega e dal trattamento termico (durezza). Per tutti i materiali di questo gruppo, i meccanismi di usura più comuni sono la craterizzazione e l'usura sul fianco. Per gli acciai debolmente legati in condizione non temprata, la scelta prioritaria sono le qualità e le geometrie per acciaio.
Acciai Fortemente Legati e Inossidabili
Gli acciai fortemente legati hanno un tenore di lega totale di oltre il 5%. Il gruppo include sia i materiali teneri che quelli temprati. Gli acciai con oltre il 5% di elementi leganti e con una durezza superiore a 450 HB impongono requisiti supplementari di resistenza alla deformazione plastica e robustezza del tagliente.
L'acciaio inossidabile è classificato come materiale in acciaio, dunque con classificazione P5.x. L'acciaio inossidabile austenitico è il tipo più comune di acciaio inossidabile. Per l'acciaio inossidabile duplex fortemente legato si utilizzano designazioni come super-duplex o anche hyper-duplex. Gli acciai martensitici possono essere lavorati in condizioni temprate, imponendo requisiti supplementari in termini di resistenza alla deformazione plastica dell'inserto.
Per ridurre la craterizzazione e la deformazione plastica, utilizzare sempre il refrigerante e selezionare il più grande raggio di punta possibile. Anche la tendenza all'incollamento o il tagliente di riporto sono fenomeni comuni che incidono negativamente su finitura superficiale e durata utensile.
Ghisa (ISO K)
La ghisa è un composto di Fe-C con percentuale di Si del 1-3% e contenuto di C superiore al 2%. Per la maggior parte di questi materiali è consigliabile utilizzare le nostre qualità e geometrie per ghisa, specificamente sviluppate per le loro caratteristiche di lavorabilità.
Superleghe Termoresistenti (HRSA) e Leghe di Titanio (ISO S)
Le superleghe hanno una grande resistenza meccanica e al creep (tendenza dei solidi a muoversi o deformarsi lentamente quando sottoposti a sollecitazioni) ad elevate temperature. Offrono anche una buona resistenza alla corrosione/ossidazione. La lavorabilità delle HRSA e del titanio è scarsa, soprattutto in condizioni di ricottura che richiedono particolari sollecitazioni sugli utensili da taglio.
- Superleghe HRSA: nella tornitura di superleghe HRSA si utilizzano generalmente qualità in ceramica e PVD.
- Leghe di titanio: si utilizzano soprattutto qualità non rivestite e PVD.
Un criterio di usura alquanto comune, sia con il titanio che con le HRSA, è l'usura ad intaglio. Per la tornitura di HRSA e leghe di titanio, è opportuno applicare sempre il refrigerante, a prescindere dal fatto che si utilizzino inserti in metallo duro o in ceramica. Il volume di refrigerante dovrebbe essere elevato e correttamente direzionato.
Metalli Non Ferrosi (ISO N)
Questo gruppo comprende i metalli teneri non ferrosi, come alluminio, rame, bronzo, ottone, metalli a matrice composita (MMC) e magnesio. Per questi materiali, è consigliabile utilizzare sempre inserti con posizionamento di base positivo e spigoli taglienti per ottenere i migliori risultati.
Tornitura di Acciai Temprati (ISO H)
La tornitura di acciaio con una durezza tipicamente compresa tra 55 e 65 HRC viene definita tornitura di pezzi temprati e rappresenta un'alternativa economica alla rettifica. Le qualità in nitruro di boro cubico (CBN) sono il materiale più adatto per la tornitura di pezzi temprati e in acciaio temprato ad induzione. In queste applicazioni, è importante selezionare una qualità con una migliore resistenza all'usura per ossidazione.
Ottimizzazione del Processo e Risoluzione Problemi Comuni
1 LEZIONE BIS - LAVORAZIONI PER ASPORTAZIONI TRUCIOLO INTRODUZIONE E TORNITURA RIPASSO
Gestione del Truciolo
Lunghi trucioli aggrovigliati che si avvolgono attorno all’utensile o al pezzo sono un problema comune che può compromettere la finitura superficiale e la durata utensile. Per rompere e indirizzare il truciolo in modo efficace, è consigliabile puntare al massimo avanzamento possibile, in combinazione con una geometria dell'inserto appropriata.
Controllo delle Vibrazioni
I problemi di vibrazione, spesso presenti in varie lavorazioni, possono causare rugosità superficiale, scarsa precisione, perdita di produttività, aumento dell’usura degli inserti e della macchina utensile, e rumorosità. Elevate forze di taglio radiali dovute a vibrazioni o segni prodotti da vibrazioni sono indicatori di instabilità. Per contrastarle, è consigliabile scegliere un angolo di registrazione più grande (angolo di attacco). Il sistema innovativo Silent Tools® di Sandvik Coromant è specificamente progettato per risolvere efficacemente questi problemi, garantendo una maggiore stabilità e precisione anche in condizioni complesse.
Importanza del Refrigerante
L'applicazione corretta del refrigerante è fondamentale per molte operazioni di tornitura. Per ridurre la craterizzazione e la deformazione plastica, utilizzare sempre il refrigerante e selezionare il più grande raggio di punta possibile. Utilizzare il refrigerante per un miglior controllo truciolo ed evitare la deformazione plastica, soprattutto in materiali difficili come l'acciaio inossidabile duplex.
È preferibile usare utensili con adduzione interna di refrigerante, possibilmente di precisione, per direzionare il fluido direttamente nella zona di taglio. Per la tornitura di HRSA e leghe di titanio, è opportuno applicare sempre il refrigerante, a prescindere dal fatto che si utilizzino inserti in metallo duro o in ceramica. In questi casi, il volume di refrigerante dovrebbe essere elevato e correttamente direzionato per massimizzare la sua efficacia.
Monitoraggio e Manutenzione
Per lavorare con dati di taglio ottimizzati, ottenere componenti della migliore qualità possibile e salvaguardare la durata utensile, è essenziale controllare sempre l'inserto/tagliente dopo la lavorazione, valutando la tipologia di usura preferibile in ogni applicazione. Per affrontare la tendenza all'incollamento o il tagliente di riporto, fenomeni comuni che incidono negativamente su finitura superficiale e durata utensile, è consigliabile selezionare una qualità con rivestimento PVD (meno T.d.R.).