Tornitura Cilindrica e Utensili per Scanalature: Guida Completa

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 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. Nella tornitura esterna, l’utensile asporta materiale dalla superficie esterna del pezzo, riducendone il diametro. Non tutte le geometrie e i materiali si prestano allo stesso tipo di tornitura.

Fondamenti della Tornitura Cilindrica

La tornitura cilindrica è quella maggiormente praticata, e consiste semplicemente nella riduzione del diametro del pezzo alla misura desiderata eseguendo le necessarie "passate" di utensile manovrando con il volantino del primo carrello. Generalmente si inizia con le passate di sgrossatura eseguite a media velocità, medi avanzamenti e forti penetrazioni con l'utensile sgrossatore, che ha tagliente rettilineo e punta a spigolo.

Ci si avvicina al diametro finito maggiorato di alcuni decimi di millimetro, e poi si ultima con una o più passate di finitura con velocità maggiore ed avanzamento inferiore che nella sgrossatura, utilizzando un utensile finitore con la punta avente un piccolo raggio di curvatura. In questa operazione è molto utile azzerare il tamburo graduato del volantino del secondo carrello per apprezzare la misura del diametro raggiunto, senza stare a controllare frequentemente con il calibro a corsoio. Punta e contropunta, naturalmente, devono essere perfettamente allineate, pena una conicità non voluta!

La tornitura longitudinale è l’operazione più comune, in cui l’utensile si muove parallelamente all’asse del pezzo, riducendone il diametro lungo tutta la lunghezza. La tornitura di profili consente di realizzare forme complesse sul pezzo, come scanalature, smussi o contorni specifici.

Fasi della Tornitura

• Sgrossatura: È la fase iniziale del processo di tornitura, durante la quale si rimuove rapidamente la maggior parte del materiale in eccesso.
• Prefinitura: È una fase intermedia che prepara il pezzo per la finitura finale.
• Finitura: È l’ultima fase del processo di tornitura, mirata a ottenere le tolleranze dimensionali e la rugosità superficiale desiderate. Nella finitura è sempre difficile ottenere un buon controllo truciolo, in particolare quando si tratta della lavorazione di punti di raccordo.

La Scanalatura (Gola) nella Tornitura Cilindrica

Per realizzare una scanalatura assiale in un componente, è importante scegliere l'utensile adatto all'inserto. L'utensile deve essere adattato al raggio di curvatura della scanalatura e dovrebbe quindi essere ricurvo. Quando si procede alla scanalatura assiale sulla faccia di un componente, è importante scegliere gli utensili corretti. Sarà il raggio di curvatura della scanalatura a determinare la curvatura dell'utensile.

Leggi anche: Realizzazione Artigianale Penne in Legno

Scelta dell'Utensile per Scanalatura

Per ottenere i migliori risultati nella scanalatura frontale, è consigliabile usare un sistema concepito appositamente per questa operazione come, ad esempio, CoroCut QF. Tutti gli utensili standard per la scanalatura frontale sono progettati per coprire una gamma di diametri di prima passata.

• Raggio di curvatura: Utilizzare l’utensile per il diametro più grande che si adatta alla scanalatura. Un utensile per un diametro maggiore è meno curvo e quindi più rigido e stabile.
• Larghezza dell'inserto: Utilizzare l'inserto e l'utensile più larghi possibile per la scanalatura.
• Interfaccia macchina: Scegliere tra una soluzione modulare o integrale.
• Orientamento: Utensile destro o sinistro.

Per disporre di un utensile ottimizzato per la scanalatura da lavorare, è possibile investire in un portautensili Tailor Made. Questa lama è realizzata su misura per un certo diametro della prima passata e ha una forma regolare, più rigida rispetto alla forma a virgola della lama standard.

Tecniche di Lavorazione per Scanalature

1. Prima Passata: Iniziare sempre sul diametro più grande (1) e lavorare verso l'interno. Un truciolo continuo è da preferire in questa fase per evitare l'intasamento da truciolo nella scanalatura stretta.
2. Passate Successive: Le passate successive (2, 3) dovrebbero essere di 0.5‒ 0.8 × larghezza inserto. Dal momento che l'evacuazione truciolo risulta più semplice a questo punto, è possibile aumentare l'avanzamento del 30‒50%.

La tornitura laterale consente di ottenere un controllo truciolo migliore. Iniziare sul diametro più grande e lavorare verso il centro. Non avanzare partendo dallo spallamento e contro lo spallamento, lasciare gradini di 0.2 mm (0.008 poll.) tra una passata e l'altra. La tornitura laterale è un processo più stabile rispetto alle operazioni di taglio con avanzamento assiale. Utilizzare la tornitura laterale per evitare le vibrazioni.

Gestione del Truciolo e del Refrigerante

Nella scanalatura frontale, l'evacuazione truciolo può rappresentare un problema proprio a causa della curva della scanalatura. Utilizzare interruzioni o microinterruzioni se si devono ottenere trucioli più corti. Utilizzare utensili per scanalatura frontale con adduzione di refrigerante ad alta precisione anche se la massima pressione del refrigerante della macchina è bassa (7‒10 bar (102‒145 PSI)). Il refrigerante ad alta precisione migliora l'evacuazione truciolo e riduce il rischio di intasamento da truciolo nella scanalatura, specialmente nel caso di scanalature profonde.

Tipi di Utensili e Fornitori

Hoffmann Group si distingue come uno dei principali punti di riferimento in Europa per la fornitura di utensili per tornitura destinati sia alle grandi realtà industriali che alle officine meccaniche di piccole e medie dimensioni. All’interno dell’e-commerce B2B è disponibile un assortimento completo di utensili per tornitura, portautensili, barre alesatrici e inserti specifici per troncatura e scanalatura. Il catalogo comprende marchi di primo livello come Iscar, Kyocera, Simtek oltre ai nostri marchi proprietari GARANT, HOLEX, disponibili a prezzi dedicati b2b.

Leggi anche: Tornitura CNC: Precisione e Qualità

Gli utensili per scanalatura presenti nel nostro shop online sono progettati per lavorazioni di scanalatura che comprendono sia operazioni esterne, eseguite su superfici cilindriche, che lavorazioni interne per la realizzazione di gole in fori o sedi di anelli elastici. Hoffmann Group offre soluzioni per ogni esigenza: inserti e portautensili studiati per garantire stabilità del taglio, evacuazione ottimale del truciolo e alta qualità superficiale.

Varietà di Utensili per Scanalature

• Scanalatura esterna: ideale per componenti cilindrici o alberi, con inserti a profilo parziale o a raggio completo.
• Scanalatura interna: realizzata con barre alesatrici o portainserti specifici, progettati per garantire rigidità anche con sporgenze elevate.
• Inserti per utensili per scanalatura: inserti per troncatura neutri, destri o sinistri, a profilo parziale, a raggio completo, ideali per lavorazioni di gole, filettature interne o troncature di precisione.
• Portautensili per scanalatura: includono inserti, porta inserti per tornitura e scanalatura, configurabili a seconda della direzione di lavoro (destro e sinistro) e della profondità di taglio richiesta.
• Portautensili per troncatura e portautensili per scanalatura: comprendono lame, portalame e barre alesatrici, progettate per offrire rigidità, precisione e cambio rapido dell’inserto.
• Portautensili per scanalatura frontale: include barre e supporti con attacco a testa o angolo (es. esecuzione di testa 90°), cartucce/portainserto, barre alesatrici / supporti portainserto curvati per scanalatura frontale.

Materiali e Rivestimenti degli Utensili

Gli inserti e utensili per gole, scanalature e troncature sono adatti alla lavorazione di metalli ferrosi, metalli non ferrosi (come l'alluminio, il rame, l'ottone, ecc..), super leghe (dei tre gruppi principali: leghe a base di nichel, di ferro e di cobalto), leghe di titanio. Sono realizzati in metallo duro sinterizzato, CBN (nitruro di boro cubico), con rivestimenti PVD o CVD a base di TiN, TiAlN, AlTiN o multistrato, che assicurano maggiore resistenza all’usura e prestazioni costanti anche in condizioni di taglio gravose.

La scelta dell’utensile più adatto dipende dalla profondità di taglio, dalla rigidità del sistema di serraggio e dal materiale del pezzo.

• Per acciai dolci e leghe leggere sono ideali geometrie di taglio positive, che riducono le forze di taglio e migliorano la finitura.
• Per acciai temprati, ghise e leghe ad alta resistenza vengono consigliate geometrie negative o neutre, più robuste e stabili in condizioni di taglio impegnative.

Sistemi Specializzati

Con i suoi nuovi sistemi di troncatura, Gühring amplia il portafoglio di prodotti con utensili verticali per la tornitura. Oltre al più vasto programma al mondo di utensili rotativi per lavorazioni con asportazione di trucioli, abbiamo completato la gamma specialistica di utensili per tornitura e troncatura. I sistemi 108 e 110 completano ora la gamma di microutensili e di utensili speciali. Questo rapido sviluppo è reso possibile anche dall’enorme integrazione verticale della produzione di Gühring, applicata anche al gruppo di prodotti Grooving Systems. Metallo duro di propria produzione, macchinari sviluppati internamente e rivestimenti creati dal proprio reparto di R&S: questa è la filosofia Gühring per tutti i suoi prodotti.

La lavorazione di pezzi con gole multiple richiede tempo, ma gli inserti WhizCut Original per tornitura di gole stile A consentono un processo in un'unica passata, combinando scanalatura e tornitura. Gli utensili WhizCut Original Tipo-J per tornitura di gole, con taglienti affilati e angoli di spoglia positivi, assicurano un eccellente controllo del truciolo e basse pressioni di taglio, consentendo la scanalatura anche dei pezzi più piccoli. Questi utensili gestiscono compiti che l'utensileria convenzionale non può affrontare. Gli inserti WhizCut Original per tornitura di gole sono disponibili in larghezze da 0,3 a 3 millimetri, rendendo facile trovare l'utensile perfetto.

Leggi anche: Precisione nella Tornitura Lenti

Altre Lavorazioni Speciali al Tornio

Sfacciatura

La tornitura in piano, o sfacciatura, si fà con un apposito utensile a coltello, manovrando il volantino del carrello trasversale e bloccando invece il primo carrello. L'utensile deve essere regolato necessariamente alla stessa altezza delle punte, perché in caso contrario non si riuscirà a completare al centro la sfacciatura e rimarrà un "codolino" sporgente al centro del pezzo. L'avanzamento si fà in automatico od a mano. Dal momento che la velocità di taglio diminuisce dall'esterno verso il centro a causa del diminuire del raggio sino ad annullarsi al centro, sarebbe bene diminuire man mano proporzionalmente anche l'entità del valore dell'avanzamento, soprattutto se si vuole il miglior grado di finitura superficiale possibile.

Tornitura Conica

Per la tornitura conica bisogna distinguere due casi:

• Torniture di debole conicità: vanno eseguite montando il pezzo tra punta e contropunta, spostando però trasversalmente quest'ultima di una certa entità necessaria a rendere parallela alle guide una generatrice del cono che si vuole creare. Il lavoro poi prosegue come nel caso della tornitura cilindrica.
• Torniture a forte conicità: nelle quali non è possibile utilizzare il metodo di cui sopra. Si deve perciò necessariamente utilizzare il movimento del terzo carrello (o slitta portautensili), procedendo a mano dopo averlo sboccato e ruotato angolarmente di un valore pari alla metà della conicità indicata sul disegno del pezzo. Si utilizza a questo scopo la scala graduata in gradi posta alla base del terzo carrello, che normalmente si tiene fissata sullo zero. Se sul disegno non è riportato l'angolo di conicità, ma invece sono indicati i diametri maggiore e minore assieme all'altezza del cono, si deve utilizzare una formula trigonometrica per ricavare l'angolo di conicità.

Foratura e Alesatura

La foratura si fà con il pezzo montato a sbalzo sull'autocentrante, sostituendo sulla controtesta un mandrino da trapano alla contropunta. La controtesta và bloccata alle guide con l'apposita leva, e l'avanzamento di lavoro si fà girando a mano il volantino che muove il cannotto che porta il mandrino. Il primo foro deve essere eseguito necessariamente con una specifica punta da centro per fare l'invito conico, e non con una normale punta elicoidale. Creato un foro iniziale, però, si può proseguire con quest'ultime per allargare il diametro di foratura e/o per renderla più profonda.

Dopo aver fatto un foro nel pezzo, a volte è necessario procedere all'allargatura del foro, magari con un alto grado di finitura. Si utilizzano a questo scopo appositi utensili alesatori, che, introdotti nel foro e spostati trasversalmente verso l'esterno passata dopo passata, producono il foro della misura desiderata. Bisogna procedere con molta cautela (per non rompere l'utensile), soprattutto se il foro è cieco. Se il foro è profondo, il gambo dell'utensile necessariamente sarà lungo, e quindi avrà una certa elasticità. Controllare molto bene quindi i diametri ottenuti, e lavorare con piccoli valori di passata. Fare anche attenzione, nel caso di fori passanti, che quando la punta dell'utensile uscirà dal foro a passata completata, non si verifichi la collisione della punta con l'autocentrante.

Troncatura

Per la troncatura, cioè per tagliare in due parti il pezzo in lavoro, si devono usare appositi utensili troncatori aventi la lama di taglio molto stretta, lavorando con piccoli avanzamenti e con molta cautela. Questa lavorazione, che sembrerebbe una delle più facili, in effetti non lo è, e spesso si verifica la rottura dell'utensile. Se proprio non ce la fate, praticate un'incisione di una certa entità, e poi completate a mano il taglio con un seghetto.

Filettatura

La prima cosa da fare è predisporre la macchina per un avanzamento del carrello pari al passo di filettatura. Ciò si ottiene montando sulla scatola degli avanzamenti gli opportuni ingranaggi, seguendo le indicazioni della tabella di macchina per il numero di denti e la posizione degli stessi. Gli ingranaggi non vanno montati troppo stretti, né con eccessivo gioco tra i denti. La velocità di rotazione del tornio è bene che sia la più bassa possibile, almeno sino a quando non si è fatta un po' di pratica. L'utensile và montato con l'asse del tagliente perfettamente a 90° con l'asse di rotazione della macchina, ben affilato e con il corretto angolo di punta.

Sul pezzo da filettare, dove è previsto il termine della filettatura, deve esserci una gola di scarico, di diametro pari a quello interno della filettatura, cioè del nocciolo. Servirà, quando si ferma la rotazione del pezzo al termine di ciascuna passata, a non far ingranare la punta dell'utensile dentro il pezzo in lavoro. Successivamente si può impegnare il carrello con la vite madre, chiudendo le semichiocciole sulla vite. Da questo momento, e sino al termine della filettatura, le semichiocciole non devono più essere disimpegnate dalla vite madre, in quanto si perderebbe la corrispondenza tra la punta dell'utensile e la gola del filetto.

Godronatura

La godronatura è la lavorazione con la quale non si asporta metallo, ma si incidono sulla periferia del pezzo delle sottili linee per renderla ruvida ed atta ad una buona presa manuale. Si usa per pomelli, impugnature, volantini di manovra ecc. Il lavoro si fà montando un apposito utensile godronatore sulla torretta portautensili, il quale porta una o due rotelle con dei rilievi periferici. Premendo le ruote sul pezzo a mezzo del volantino del carrello trasversale, queste incideranno la superficie che si vuol lavorare, lasciando il disegno in rilievo.

Rettifica in Tondo

Con il tornio si possono eseguire anche delle rettifiche di pezzi a sezione circolare, sia esterne che interne. Sulla slitta portautensili si monta una "testa a rettificare", che altro non è che un motore elettrico ad alta velocità portante sul suo asse una pinza sulla quale si possono montare delle piccole mole da rettifica. Il pezzo, durante l'azione di rettifica, deve girare a bassa velocità.

Fresatura

Alcuni produttori di torni hobbystici offrono come accessorio un dispositivo costituito da una morsa parallela montata su una slitta regolabile, da fissare al posto della torretta portautensili. Serrando sul mandrino una fresa a gambo, e regolando opportunamente in altezza la slitta che porta il pezzo da fresare (stretto in morsa), si possono fare piccole cave di fresature manovrando a mano i carrelli del tornio.

Tornitura Sferica

La tornitura sferica è eseguibile con un opportuno attrezzo che si monta al posto della torretta standard. È costituito da una base nella quale può ruotare una ruota dentata comandata a mano da una vite senza fine. Sulla ruota si monta l'utensile da taglio, con la punta dello stesso distante dal centro di rotazione della ruota dentata pari al raggio della sfera che si vuole realizzare. L'altezza della punta da taglio deve essere regolata esattamente sull'asse delle punte del tornio, così come il centro di rotazione della ruota portante l'utensile deve cadere sulla mezzeria del pezzo. Ruotando lentamente la vite senza fine che fà girare la ruota, la punta dell'utensile descriverà una circonferenza, tagliando il metallo a forma di sfera.

Lavorazioni a Mano Libera

Come ultime lavorazioni possibili al tornio, ricordo quelle eseguibili a mano libera, come le lisciature con l'uso di lime apposite o carta abrasiva, e lucidature con tamponi.

Consigli per Utenti Meno Esperti e Utensili Fai-da-Te

Per mia informazione ditemi comunque se le spiegazioni sono comprensibili anche a chi, pur avendo interesse all'argomento, non mastica molto in termini tecnici. Comunque mi darò da fare e posterò delle foto, almeno vi farò sorridere!

Se il materiale da tornire è un polimero duro, potresti farti direttamente l'utensile di forma visto che si tratta di plastica o similari. È possibile farsi in "casa" l'utensile, per tornire la gola? Sì. Nella prima immagine e successive ci sono 2 utensili in HSS che avevo preparato, quello di sx è per le gole di puleggia.

tags: #tornitura #cilindrica #utensile #per #gola