Nella tornitura esterna si lavora il diametro esterno del pezzo. Poiché la tornitura esterna è uno dei processi più conosciuti e diffusi, i requisiti in termini di controllo truciolo, sicurezza di processo e qualità dei componenti sono elevati. La tornitura è una lavorazione meccanica che produce, attraverso un utensile, forme cilindriche e rotonde: l’utensile ed il pezzo lavorano a contatto ed il pezzo è in rotazione mentre l’utensile è in movimento.
Nella tornitura longitudinale, il movimento di avanzamento dell’utensile avviene lungo l’asse del pezzo, il che significa che il diametro del pezzo viene ridotto tramite la tornitura. Un altro movimento che l’utensile può eseguire è lo spostamento verso il centro del pezzo: questa operazione viene detta intestazione o spianatura. Tutti gli altri tipi di movimento sono la combinazione di questi due movimenti base; quindi, si possono ottenere superfici raggiate o addirittura coniche.
Scelta e gestione degli utensili
Nella scelta di un utensile per la tornitura è consigliabile prima scegliere il sistema di bloccaggio dell'inserto nel portautensile. L'angolo di registrazione dell'utensile incide sulla formazione dei trucioli. Analizzare il profilo del pezzo da lavorare al fine di scegliere l'angolo di registrazione più adeguato. Tra il pezzo e l'inserto, va mantenuto un angolo di taglio libero di almeno 2°. La forma dell'inserto dovrebbe essere selezionata in base all'angolo di registrazione richiesto e in relazione ai requisiti di accessibilità o versatilità.
Gli utensili utilizzati per la tornitura di profili sono soggetti a grandi variazioni in termini di sollecitazioni e profondità di taglio, a causa delle variazioni della direzione di lavorazione e del diametro. Per esigenze di robustezza ed economia, è consigliabile selezionare il più grande angolo di punta possibile tra quelli disponibili, ma l'angolo di punta va considerato in relazione all'accessibilità.
Classificazione dei materiali (Norme ISO)
Secondo le norme ISO ed in base alle caratteristiche di durezza, analisi chimica ed altre variabili esistono sei gruppi di materiali:
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- ISO P: Acciai legati o fortemente legati, compresi getti di acciaio e inossidabili ferritici.
- ISO M: Acciai inox contenenti almeno il 12% di cromo, nichel e molibdeno.
- ISO K: Ghise grigie, malleabili, nodulari e a grafite compatta.
- ISO N: Metalli non ferrosi come alluminio, rame e ottone.
- ISO S: Superleghe resistenti al calore a base di ferro, cobalto, titanio e nichel.
- ISO H: Acciai con durezze HRc comprese fra 45 e 65 e ghise fuse in conchiglia.
Tecniche di tornitura CNC e impostazione
Il tornio CNC elabora i pezzi creando un piano di lavorazione basato sul disegno del pezzo e quindi generando il programma corrispondente per controllare i movimenti della macchina. La precisione dell'impostazione del sistema di coordinate del pezzo è fondamentale per la precisione e l'efficienza della lavorazione. Prima della tornitura CNC, è necessario stabilire un sistema di coordinate del pezzo in lavorazione.
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L'impostazione degli utensili viene solitamente eseguita tramite taglio di prova, che è rapido e non richiede utensili aggiuntivi. Per quanto riguarda la tornitura interna (barenatura), le dimensioni del foro e la lunghezza sono determinanti nella scelta dell'utensile. L'evacuazione del truciolo è un fattore molto importante per la buona riuscita della barenatura, poiché la forza centrifuga spinge i trucioli verso la parte interna del foro.
Ottimizzazione dei parametri e finitura
La scelta dell'utensile giusto è un fattore decisivo per una tornitura CNC economicamente vantaggiosa. Per bilanciare precisione ed efficienza, l'ottimizzazione scientifica dei parametri è di fondamentale importanza. Regolando dinamicamente la velocità di taglio e l'avanzamento, è possibile aumentare la velocità e migliorare l'efficienza senza compromettere le tolleranze.
Le diverse tecnologie di rivestimento influenzano drasticamente le prestazioni:
- TiAlN: Offre eccellenti proprietà di barriera termica, ideale per la tornitura a secco di materiali ferrosi.
- AlCrN: Conferisce una durezza superiore ad alte temperature, ideale per materiali non ferrosi e appiccicosi come le leghe di alluminio.
Un approccio sistemico che abbina substrato, geometria dell'utensile e rivestimento permette di ridurre drasticamente gli errori di base relativi a precisione, uniformità e costi.
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