Le lavorazioni meccaniche di precisione vengono eseguite tramite macchine e strumenti di elevate prestazioni che consentono di produrre oggetti e forme personalizzate. Ma in che cosa consiste la tornitura? La tornitura è un processo di lavorazione industriale che prende il nome dal macchinario necessario alla sua realizzazione, ovvero il ‘tornio‘. Ne esistono di vari tipi ma ognuno condivide il medesimo principio operativo, ossia l’asportazione di una porzione di materiale (il residuo della tornitura prende il nome di truciolo) da un pezzo di dimensioni predefinite allo scopo di sagomare o profilare il pezzo stesso.
La tornitura dei materiali è un mestiere antico che permette di plasmare la materia per ottenere oggetti speciali, nati nella mente dei committenti e riprodotti fedelmente da esperti tornitori in ogni particolare. Questa tecnica si differenzia da altre lavorazioni come la fresatura: per fresatura si intende quella lavorazione meccanica per asportazione di materiale che consente di ottenere forme come piani, scanalature, spallamenti e molte altre ancora.
Cos'è la tornitura cilindrica e come funziona
La tornitura cilindrica rappresenta una delle lavorazioni meccaniche più diffuse e fondamentali nell’industria manifatturiera. Questo processo consente di ottenere superfici cilindriche precise attraverso l’asportazione di materiale da un pezzo in rotazione, utilizzando utensili specifici montati su torni. La tornitura cilindrica porta un pezzo da lavorazione al diametro richiesto dal disegno ed è un processo di lavorazione per asportazione di truciolo, in cui un utensile tagliente rimuove materiale da un pezzo in rotazione per ottenere una superficie cilindrica coassiale all’asse di rotazione del pezzo stesso.
Il moto di taglio è garantito dal pezzo portato in rotazione dal mandrino mentre l’utensile si muove trasversalmente e longitudinalmente con il moto di alimentazione e di appostamento. La potenza disponibile del motore è solitamente di alcuni kW, mentre le velocità all’albero mandrino sono nel range di 50-3.000 giri/min. Non tutte le geometrie e i materiali si prestano allo stesso tipo di tornitura, perciò la lavorazione deve essere adattata di volta in volta.
Concetti Base Nella Tornitura - Lavorazioni Al Tornio - Impara A Tornire
Tipologie di lavorazione al tornio
A seconda del tipo di movimento dell'utensile e della parte del pezzo da lavorare, si distinguono diverse operazioni:
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- Tornitura longitudinale: l’operazione più comune, in cui l’utensile si muove parallelamente all’asse del pezzo, riducendone il diametro lungo tutta la lunghezza.
- Tornitura esterna e interna: nella tornitura esterna, l’utensile asporta materiale dalla superficie esterna del pezzo, riducendone il diametro. Si parla di tornitura interna se l’utensile si posiziona al di fuori o all’interno del pezzo.
- La tornitura piana (sfacciatura): si ottiene tenendo le superfici piane perpendicolari all'asse di rotazione.
- Tornitura conica: l'operazione tramite cui si realizzano superfici coniche o tronco-coniche interne o esterne. Si esegue prolungando l'arco di cerchio che limita la graduazione sulla slitta trasversale.
- Sagomatura: un'operazione che consente di plasmare la forma di un oggetto in profili particolari.
- Troncatura: detta anche "taglio", è la lavorazione meccanica che serve a distaccare un pezzo da una barra in rotazione con l'impiego di utensili troncatori.
Inoltre, tramite la foratura è possibile asportare il nucleo di un oggetto mediante rotazione, un'operazione che generalmente si esegue come preparazione ad altre lavorazioni come quelle di alesatura e filettatura. Il processo di alesatura serve a correggere il diametro e l'assialità dei fori cilindrici ottenuti col tornio tramite foratura.
Fasi del processo di tornitura
Il processo di tornitura cilindrica si articola in diverse fasi per garantire tolleranza e precisione dimensionale. Di seguito sono descritte le fasi principali:
| Fase della lavorazione | Descrizione e caratteristiche |
|---|---|
| Sgrossatura | È la fase iniziale del processo di tornitura, durante la quale si rimuove rapidamente la maggior parte del materiale in eccesso. |
| Prefinitura | Fase intermedia che prepara il pezzo per la finitura finale. |
| Finitura | L’ultima fase del processo, mirata a ottenere le tolleranze dimensionali e la rugosità superficiale desiderate. |
Componenti principali di un tornio
La configurazione base dei macchinari per la tornitura dell'acciaio e dei metalli prevede una struttura robusta e componenti ad alta precisione:
- Bancale: sostiene tutti gli organi della macchina e ne garantisce la rigidezza reciproca e il corretto allineamento. Tipicamente è costituito di ghisa per garantirne maggiore stabilità. Sulla parte superiore del bancale si trovano due guide prismatiche su cui scorre il carro. Per evitare distorsioni e deformazioni indesiderate, il bancale in ghisa è sottoposto a invecchiamento o ricottura di distensione prima del trattamento termico di tempra superficiale e relativa rettifica.
- Albero mandrino e mandrino autocentrante: il mandrino autocentrante afferra e centra il pezzo grazie a delle griffe ed è accoppiato sull’albero o linea mandrino, che è l’albero cavo su cui si monta l’autocentrante.
- Controtesta: situata all’estremità del bancale opposta alla testa motrice, fa da contro-sostegno al pezzo in lavorazione. È libera di scorrere sulle guide e viene fissata ad esso tramite una leva con eccentrico o con una vite.
- Gruppo slitta: costituito dal carro trasversale e dal carrellino superiore (manuale), che hanno la funzione di guidare l’avanzamento dell’utensile.
Tipologie di torni: dal manuale al CNC
Tutte le lavorazioni meccaniche possono essere attuate sia con il tornio manuale che con il tornio automatico. Il tornio parallelo è il modello più diffuso nell’ambito dell’industria meccanica, in quanto ben si presta alla lavorazione dei metalli. Il tornio a torretta permette invece di realizzare diverse fasi di tornitura senza dover cambiare il mandrino, dal momento che ogni utensile necessario al completamento della lavorazione è già allestito su una torretta.
Per la lavorazione di pezzi di grandi dimensioni, nell’industria navale è particolarmente diffuso il tornio verticale. Il tornio a copiare utilizza invece un modello per produrre più pezzi uguali in serie. Le lavorazioni al tornio CNC (a controllo numerico computerizzato) tuttavia sono di gran lunga più rapide ed efficienti e rendono possibile mettere in produzione moltissimi particolari torniti in tempi brevi e con la massima flessibilità.
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