Avevamo visto il bancale, la testa, la scatola degli avanzamenti, i carrelli, la torretta portautensili. Parliamo ora della "controtesta", delle "lunette", degli "organi di presa" dei pezzi in lavoro, e dell' "impianto refrigerante".
La Controtesta: Il Sostegno Mobile
La controtesta è il supporto mobile posizionato a destra della macchina, scorrente manualmente sulle guide del bancale, che fa da sostegno alla "contropunta". Quest'ultima è contenuta in una sede conica di una bussola la quale è impegnata con una vite che può venir manovrata con un volantino. La contropunta ha la caratteristica di essere alla stessa altezza dell'asse del mandrino, e quindi di poter servire a sostenere l'estremità destra del pezzo in lavoro (se lungo), mentre l'estremità sinistra del pezzo è sostenuta dal lato del mandrino. In tal modo il pezzo potrà ruotare con l'asse perfettamente orizzontale.
Per altre lavorazioni, la contropunta può essere sostituita nella controtesta da un codolo portante un mandrino a cremagliera da trapano, attrezzabile con le usuali punte elicoidali oppure con speciali "punte da centro". Girando il volantino della controtesta si fa avanzare la punta che forerà centralmente il pezzo che ruota trascinato dal mandrino.
La controtesta, che come già detto porta la contropunta perfettamente allineata in altezza con l'asse della macchina, può in certi casi essere spostata con una chiave di manovra di una piccola entità in direzione trasversale alle guide del bancale. In tal modo l'asse di rotazione del pezzo non sarà più parallelo alle guide del bancale, e così si potranno realizzare torniture di debole conicità. Vi risparmio la formula matematica che sapendo la lunghezza e il diametro maggiore e quello minore del pezzo da tornire conico, consente di conoscere l'esatto valore dello spostamento che si deve dare alla controtesta. Per torniture coniche con angolazioni molto forti, invece, si adotta un metodo differente.
Le Lunette: Supporto per Pezzi Lunghi e Sottili
Se il pezzo in lavorazione è di diametro ridotto e molto lungo, non è sufficiente sostenerlo alle sue due estremità, perché sotto la pressione dell'utensile di taglio fletterebbe, e la tornitura darebbe luogo ad incostanza di diametro finito, oppure il pezzo stesso scavalcherebbe la punta dell'utensile. È perciò necessario sostenerlo anche nei pressi dove si esercita la pressione di lavoro. Questo compito è assicurato dalle "lunette", che sono costituite da una base fissabile alle guide del bancale (lunetta fissa), oppure fissabile al carrello (lunetta mobile), e da un cappello apribile a cerniera. Aprendo il cappello si inserisce dentro la lunetta il pezzo da lavorare, che sarà sostenuto da tre blocchetti in acciaio con superfici di appoggio rettificate e regolabili radialmente a mezzo di viti.
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Un'altra possibile applicazione della lunetta fissa è quando un pezzo cilindrico e lungo, (che quindi per il piazzamento in macchina deve essere sostenuto a destra dalla contropunta), non ha la possibilità di essere forato in centro per l'alloggiamento della punta stessa. In tal caso, la parte destra del pezzo si alloggia nella lunetta fissa, posizionata in luogo della controtesta. Naturalmente in questo caso il centraggio del pezzo deve essere fatto a mano, preferibilmente con un comparatore.
Gli Organi di Presa del Pezzo: Garantire Stabilità e Rotazione
Parliamo ora degli organi di presa del pezzo, cioè di quei dispositivi che servono a bloccare il pezzo in lavoro e contemporaneamente a trasmettere allo stesso il moto di rotazione. Possono essere: piattaforma autocentrante (per montaggio a sbalzo), piattaforma a morsetti liberi (per montaggio a sbalzo), spina di trascinamento (per montaggio tra le punte od a sbalzo), disco menabrida (per montaggio tra le punte), pinza concentrica (per montaggio a sbalzo), plateau (per montaggio a sbalzo).
LAVORAZIONI MECCHANICHE - TORNITURA - 1 / Le parti principali del tornio
La Piattaforma Autocentrante
La piattaforma autocentrante, (o semplicemente "autocentrante") chiamata impropriamente anche "mandrino", è il dispositivo di presa che è maggiormente usato. Funziona come un mandrino da trapano, nel senso che è formata da un corpo cilindrico portante 3 o 4 griffe a gradini (chiamate anche "cani" o "morsetti"), che possono simultaneamente convergere od allontanarsi radialmente dal centro della piattaforma, manovrati da una apposita chiave. Ruotando la chiave, i morsetti stringeranno fortemente il pezzo e lo porranno in rotazione all'avviamento della macchina. Per aumentare la possibilità di presa, le griffe sono di 2 tipi: per serraggi interni e per esterni. Il tipo di griffe quindi si sceglie in base al diametro del pezzo da fissare, ed alla possibilità di presa sul pezzo.
Quando si sostituisce un tipo di griffe con l'altro, svincolandole dalle loro guide, ricordarsi che ciascuna griffa è numerata, e perciò deve essere accoppiata solo con la guida corrispondente. L'autocentrante è un organo costruito con grande precisione, con tolleranze centesimali, e dalla sua bontà deriva buona parte dell'accuratezza di lavoro. Quindi va trattato con riguardo, soprattutto se e quando deve essere smontato e rimontato dall'asse del mandrino. Niente martellate, perciò.
La Piattaforma a Morsetti Liberi
La piattaforma a morsetti liberi è simile all'autocentrante, ma le singole griffe devono essere manovrate indipendentemente l'una dall'altra. Serve perciò per fissare pezzi a sezione differente da quella circolare o addirittura non simmetrici. È molto utile se per caso devono essere fatte delle torniture eccentriche, sebbene queste possano essere fatte anche sull'autocentrante, interponendo un adeguato spessore tra una sola griffa ed il pezzo.
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Le Spine di Trascinamento
Se si deve tornire dei pezzi simili a dischi forati, che non possono essere trattenuti sulle piattaforme a causa del ridotto spessore, si fa ricorso alle spine di montaggio. Queste sono degli alberi di adeguato diametro, a volte conici, altre volte muniti di convenienti battute per l'appoggio dei pezzi, che vengono costruiti sullo stesso tornio e/o adattati di volta in volta secondo necessità. Le spine, dopo che su di esse è stato provveduto il montaggio del pezzo, a loro volta sono fissate in macchina. Un tipo semplicissimo di spina già pronta, adatta al montaggio a sbalzo, è una vite di conveniente diametro sulla quale il pezzo viene fissato stringendolo con due dadi.
Il Disco Menabrida
Il disco menabrida è un sistema ormai che non si usa più, salvo casi speciali come la tornitura a debole conicità di pezzi lunghi montati tra le punte. Si tratta di un disco montato sull'albero del mandrino, che porta un perno sporgente. Sul pezzo da lavorare viene fissata la "brida", che è una specie di anello con un codolo. Quando si pone in rotazione il disco menabrida, il perno fissato allo stesso impegna il codolo della brida ponendo in rotazione il pezzo sul quale la stessa è fissata.
La Pinza Concentrica
Piccoli torni, come quelli di precisione per minuterie, o per orologiai, hanno come organo di presa del pezzo (che in questi casi è sempre a sezione tonda), una pinza concentrica di adeguata misura, che assicura maggior precisione di centraggio e rapidità di serraggio.
Il Plateau
Come ultimo sistema di fissaggio ricordo il "plateau", che altro non è che una piattaforma a disco sulla faccia piana della quale sono ricavate per fresatura delle cave che accolgono le teste delle viti stringenti dei morsetti a forma libera che bloccano il pezzo in lavoro. Qualche volta le funzioni di piattaforma a morsetti liberi e di plateau sono integrate in un unico articolo. Il plateau si usa quasi sempre per operazioni di sfacciatura di pezzi con forma articolata, ed in tal caso il tornio diventa in pratica una fresatrice in piano, dove il lavoro della fresa a spianare è sostituito dall'azione dell'utensile del tornio.
La Tornitura a Sbalzo: Sfide e Considerazioni sulla Presa
Comprendere la corretta presa del pezzo è fondamentale, specialmente nella tornitura a sbalzo. In merito alla presa a sbalzo e pressione di serraggio dei pezzi in tornitura, è importante considerare il rapporto tra lunghezza e diametro (L/D).
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| Rapporto L/D | Metodo di Supporto Consigliato |
|---|---|
| Inferiore a 1 | Tornitura a sbalzo |
| Compreso tra 1 e 5 | Presa con contropunta |
| Maggiore di 5 | Utilizzo di lunetta |
Se il rapporto L/D è inferiore a 1, si può tornire a sbalzo. La domanda chiave diventa: quanto immorsare il pezzo e come determinare una pressione sicura? Ci sono formule un po' complesse che valutano profondità di passata, coefficiente di strappamento del materiale e altri valori. Un esempio pratico: un pezzo di c43 (acciaio) lungo 144mm e diametro 150mm, preso su morsetti duri con griffe dentate per 20mm a 20 mps (Megapascal) con tornitura di sgr radiale di 3mm (6 sul diametro). I primi due pezzi sono andati bene, ma al terzo si è spostato il pezzo che è quasi fuoriuscito dai morsetti con conseguente disallineamento della macchina, che è quello che nuoce di più.
In situazioni simili, sicuramente si dovrà diminuire qualcosa a livello di parametri, o aumentare la presa facendosi acquistare dei morsetti duri con qualche mm in più di presa, visto che i pezzi grezzi si prendono sempre con morsetti temprati proprio per evitare deformazioni degli stessi. Poi nelle fasi successive si usano i teneri con pressioni inferiori, dai 1 Megapascal (mps) a max 1,5, per non deformare i pezzi dovendo effettuare le finiture.
In officina ci si interroga su possibili cause di problemi di serraggio, soprattutto con macchine usate che in precedenza lavoravano materiali come la ghisa, sospettando che i mandrini possano essere intasati e non permettano di stringere adeguatamente o che la pressione impostata non sia quella effettivamente trasmessa. La forza centrifuga che trasmette il moto rotatorio del pezzo o a che limitazione di giri è meglio fermarsi è un aspetto critico, perché anche lì si va a buon senso, ma si ipotizza che anche 50 giri in più possano essere proprio di troppo e fare aprire i morsetti. In merito ai sistemi di controllo, come Mazatrol, che è un conversazionale e che nelle softkey c'è qualcosa che riguarda anche i morsetti, ci si chiede se suggerisca anche che prese adottare in base ai parametri scelti, o se serve solo al controllo per capire gli ingombri della barriera.
L'Impianto Refrigerante: Necessità e Alternative
Per quanto riguarda l'impianto refrigerante, cominciamo col dire che nei piccoli torni hobbystici manca del tutto. La necessità di usare gli appositi oli da taglio nella lavorazione, infatti, è più sentita in ambito professionale, dove si lavora con alte velocità di taglio e con forti passate di utensile, specie con metalli ferrosi, e quindi si sviluppano per attrito temperature non indifferenti. In tal caso un'elettropompa centrifuga che pesca in un serbatoio riempito con una emulsione di acqua ed olio da taglio, invia ad un beccuccio erogatore posto sopra l'utensile un getto che ha funzioni lubrificanti e refrigeranti.
Il liquido si raccoglie poi nella vasca dei trucioli posta sotto le guide del tornio, e per gravità torna nel serbatoio passando in un opportuno condotto. Se nel vostro tornio non è previsto questo impianto, per consolarvi vi dirò che, oltre che raccogliersi nella vasca, l'emulsione oleosa schizza un po' anche sull'operatore e sul pavimento. Oltre tutto, l'emulsione oleosa stazionante nel serbatoio si ossida con il tempo e viene anche attaccata da batteri che la rendono di odore sgradevole. Forse vi ho già convinto a lavorare, se possibile, a secco!