La tornitura meccanica è uno dei processi più rilevanti nell’industria, poiché consente la realizzazione di componenti dall’elevato grado di precisione. La tornitura è un processo che consente di ottenere pezzi con forma cilindrica o con geometrie complesse tramite l’asportazione di materiale. Semplificando al massimo, la tornitura è una lavorazione meccanica utilizzata per produrre pezzi con superfici assialsimmetriche. Il pezzo da lavorare viene reso solidale ad un mandrino e fatto ruotare. L’utensile da taglio, invece, si muove lungo il pezzo secondo un moto per lo più rettilineo, seguendo la direzione radiale o assiale oppure, per le superfici sagomate, spostando in entrambe le direzioni contemporaneamente.
Sono tantissime le lavorazioni che si possono ottenere con la tornitura, un processo utilizzato da fabbri, serramentisti, carpenterie metalliche, tornerie, cantieri navali e in generale in tutte le officine dotate di torni manuali, semi-automatici o macchine automatiche. Dai sistemi più antichi di fornitura, si è passati oggi a sistemi digitalizzati e automatizzati, supportati da strumentazioni CNC all’avanguardia che consentono ormai una precisione millimetrica.
Tornitura Esterna e Interna: Le Differenze
Esistono principalmente due tipologie di tornitura, distinte in base alla superficie del pezzo lavorata:
- Nella tornitura esterna si lavora il diametro esterno del pezzo in rotazione per ridurre il diametro e conferire la forma necessaria.
- Nella tornitura interna si lavora il diametro interno del pezzo in rotazione, con un utensile che penetra nella cavità e asporta il truciolo. Nella tornitura interna si lavora il diametro interno del pezzo.
Sfide Specifiche della Tornitura Interna
La tornitura interna presenta delle complessità distintive rispetto alla tornitura esterna. Lunghe sporgenze e difficile evacuazione truciolo sono due delle difficoltà legate alla tornitura interna. Le lunghe sporgenze possono creare problemi sia di flessione che di vibrazioni. Le vibrazioni e un'insoddisfacente evacuazione truciolo possono causare la rottura dell'inserto. La scelta dell’utensile è molto limitata dal diametro del foro e dalla lunghezza del componente da lavorare (la profondità del foro determina la sporgenza dell'utensile).
Utensili e Inserti per la Tornitura
Per ottenere finiture di precisione, come da progetto, servono gli adeguati strumenti. Nel passato la tornitura era eseguita con utensili da taglio in acciaio HSS e inserti saldobrasati. Oggi invece si ricorre a inserti in metallo duro a fissaggio meccanico che permettono tagli di elevata precisione.
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Tipologie di Utensili
- L’utensile brasato è composto da uno stelo in acciaio HSS alla quale viene saldatobrasata una placchetta in metallo duro, questa tipologia di utensile garantisce un’alta resistenza agli urti e alle abrasioni migliorando la durata dell’inserto stesso.
- L’utensile ad inserti è riconoscibile perché composto da uno stelo e un inserto intercambiabile. La forma dello stelo ci viene in aiuto: lo stelo dell’utensile per esterno è di forma quadrata mentre quello per interno è di forma cilindrica. Sempre lo stelo ci può fornire altre informazioni riguardanti l’utensile stesso. Su di esso, infatti, generalmente viene indicata una sigla che rispetta una normativa ISO.
Selezione degli Inserti per Tornitura Interna
La scelta di un inserto o di un porta-inserto adeguati è fondamentale per la buona riuscita dell’operazione. Per capire qual è lo strumento più corretto devi sapere quale sarà l’applicazione di base per cui sarà utilizzato. Nella tornitura interna, è consigliabile utilizzare inserti con posizionamento di base positivo perché, rispetto agli inserti negativi, generano basse forze di taglio.
Elementi chiave nella scelta dell'inserto includono:
- Angolo di registrazione: Incide sulla direzione e sulla grandezza delle forze di taglio assiali e radiali. Un angolo di registrazione grande (piccolo angolo di attacco) genera una grande forza di taglio assiale, mentre un angolo di registrazione piccolo (grande angolo di attacco) genera una grande forza di taglio radiale.
- Requisiti specifici:
- Se il componente presenta uno spallamento da lavorare, scegliere un utensile con un angolo di registrazione di 91-95° (angolo di attacco -1 ... -5°).
- Nella profilatura interna, l'utensile è esposto a forze di taglio radiali e tangenziali.
- Nella tornitura di profili, il taglio può variare in termini di profondità di taglio, avanzamento e velocità.
- Per esigenze di robustezza, economia ed accessibilità, è consigliabile selezionare il più grande angolo di punta possibile tra quelli disponibili. Angolo di registrazione e raggio di punta dell'inserto sono elementi ugualmente importanti per l'accessibilità.
- Tra il pezzo e l'inserto va mantenuto un angolo di taglio libero di almeno 2°.
- La scelta prioritaria dovrebbe essere un utensile con un angolo di registrazione di 93° (angolo di attacco -3°) e un inserto di tipo D (55°).
- Per poter eseguire la profilatura o praticare lo scarico di uno spigolo, scegliere un attacco con un angolo di registrazione di 107-117° (angolo di attacco -17 ...).
Parametri e Ottimizzazione del Lavoro
Ora che abbiamo visto che cos’è la tornitura, vediamo quali sono i valori da prendere in considerazione per impostare il lavoro al meglio. Sono numerose le variabili nei processi di tornitura, come ad esempio il tipo di utensili (torni) impiegati, la velocità di rotazione o la tipologia di output che si desidera ottenere. Tutti questi parametri sono correlati tra loro e vanno scelti accuratamente in base al tipo di lavorazione, alle caratteristiche della specifica operazione ed in funzione all’applicazione. L’incremento di uno a svantaggio degli altri può garantire prestazioni più elevate piuttosto che finiture più spinte come anche durate degli utensili più consistenti.
Soluzioni Avanzate per la Tornitura Interna
Le moderne tecnologie offrono soluzioni innovative per affrontare le sfide della tornitura interna, garantendo precisione e affidabilità.
Utensili per Lavorazioni Interne Pesanti
Mediante il bloccaggio prismatico è possibile l’uso automatizzato di utensili per la lavorazione interna pesanti come le barre alesatrici, gli utensili di foratura completa, gli utensili per fori profondi rotanti con alimentazione di refrigerante interna. Gli utensili a rotazione interna a smorzamento di vibrazioni possono raggiungere un rapporto diametro-lunghezza fino a 1:14.
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Questi utensili sono caratterizzati da:
- Potenza: per la massima trasmissione di potenza.
- Carico: per il massimo volume di taglio.
- Flessibilità e Mobilità: per lavorare aree del pezzo difficili da raggiungere.
- Intelligenza: grazie all'attrezzatura con sensori per la protezione del pezzo, dell'utensile e della macchina.
Teste ad Angolo e Barre Alesatrici CNC
Le teste angolari sono una soluzione flessibile grazie al montaggio individuale dei singoli componenti. Possono essere espansi in parti individuali, per esempio estensioni o teste di attacco.
La foratura e tornitura interna, dalla foratura profonda alla realizzazione di camere, richiede elevata precisione, sicurezza e qualità. Le apposite teste di trasmissione per l’accoppiamento con l’opzionale asse U fanno parte della gamma prodotti di WFL, ad esempio. Inoltre vi è la possibilità di impiegare teste CNC per sfacciare. L’intero “know-how” di processo e i meccanismi di controllo adeguati garantiscono una qualità elevata e riproducibile.
Alesatura con bareno e HSS particolare meccanico n°2
Mediante la barra alesatrice CNC per profili è possibile realizzare cavità nelle forature profonde (centriche o eccentriche), ad es. la lavorazione Bottle Boring o Seat Pocket. Grazie al bloccaggio su un attacco prismatico è possibile supportare le barre alesatrici smorzate in modo stabile sull’unità di tornitura - foratura - fresatura. Per l'utilizzo della barra alesatrice WFL possono inoltre essere cambiate automaticamente anche le teste di taglio. Per le barre alesatrici con un un diametro fino a 220 mm e una lunghezza di lavorazione fino a 2000 mm WFL offre una slitta separata con la massima stabilità.
L'Approccio di CP Group alla Tornitura Interna
La qualità delle lavorazioni che proponiamo alle imprese che si affidano alla nostra competenza parte innanzitutto da una progettazione accurata, che analizza le soluzioni più efficienti e individua le operazioni e i materiali di volta in volta più idonei alla realizzazione dei componenti meccanici. La disponibilità di macchinari gestiti da softwares CNC ci consente di progettare e costruire pezzi dal design più differente e complesso, che risponda in toto ai requisiti richiesti dal committente.
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Le operazioni di sgrossatura e finitura, tipiche dei processi di tornitura, permettono di ottenere pezzi dalle forme particolari, come quelle sagomate o coniche, e dotate di speciali fori o scanalature. CP Group è in grado di progettare e fornire ai clienti componenti torniti sia standard, sia customizzati. Senza dubbio, uno dei plus che siamo più fieri di offrire al mercato è la competenza, consolidata e costantemente aggiornata, dei nostri collaboratori interni, in grado di eseguire interventi di ingegnerizzazione dei progetti, nonché processi di reverse engineering, grazie a strumentazioni e softwares avanzati. Seguendo l’impegno di diventare un service provider completo, offriamo anche affidabili sistemi di stoccaggio e spedizione, nonché una gestione completa della supply chain di ogni cliente.