Quando si parla di ciclo di lavorazione in tornitura ci si riferisce a uno dei processi industriali necessari per la produzione di o-ring metallici, rondelle piane e altri articoli tecnici.
Nello specifico, il processo di tornitura dei metalli si basa sull’asportazione del truciolo dal sovrametallo, cioè dalla parte in eccesso. Affinché ciò si realizzi, la macchina – ovvero il tornio – fa girare su sé stesso il pezzo di metallo mentre l’utensile tagliente si muove in rettilineo.
Procedendo in questo modo è possibile conferire al pezzo la forma e le dimensioni desiderate.
Betelli, azienda specializzata nella produzione di guarnizioni industriali, dispone di torni a 3/5 assi a controllo numerico computerizzato, con passaggi barra da 10 a 180 millimetri.
Il parco macchine è in continua crescita e consente di eseguire sia processi di tornitura per grandi diametri sia, in termini più generali, processi di tornitura su grandi dimensioni.
Sono inoltre disponibili processi di tornitura a lastra e una serie di altre varianti adatte alla produzione di articoli tecnici di molti tipi.
In questo articolo vedremo più in dettaglio come si svolge il ciclo di lavorazione in tornitura e quali sono le sue tipologie principali.
Sommario:
Come si svolge il ciclo di lavorazione di tornitura dei metalli
Tornitura per grandi diametri e piccoli diametri: le 2 lavorazioni principali
Parametri di taglio in tornitura: i più importanti
Il processo di tornitura a lastra per la tornitura dell’acciaio inox e altri metalli
Tornitura cilindrica vs tornitura conica: somiglianze e differenze
Tornitura: i metalli lavorati con più frequenza
- Tornitura acciaio inox
- Tornitura acciaio temprato
- Tornitura titanio
- Tornitura ferro
- Tornitura rame
- Tornitura ghisa
- Tornitura alluminio
Tornitura dei metalli a Milano di alta precisione con Betelli
Tornitura per grandi diametri e piccoli diametri: le 2 lavorazioni principali
Il tornio è una delle macchine utensili più antiche di cui abbiamo testimonianza. Nel corso dei secoli ne sono nate diverse varianti ma tutte mantengono due caratteristiche principali:
- il pezzo di metallo da lavorare viene fissato a un mandrino che gira su sé stesso grazie a un motore elettrico, facendo girare anche il pezzo di metallo
- dall’altro lato della macchina ci sono una serie di utensili di tornitura che servono per conferire al pezzo la forma desiderata
Indipendentemente dal fatto che si tratti di tornitura per grandi diametri o per piccoli, il ciclo di lavorazione in tornitura prevede solitamente due lavorazioni, comuni in qualsiasi procedimento:
- la sgrossatura (prime fasi di lavorazione), che serve a rimuove buona parte del sovrametallo
- la finitura (ultime fasi di lavorazione), durante la quale l’utensile incide la superficie finale per ottenere la forma definitiva
È ovvio che la tornitura dei metalli può cambiare notevolmente in funzione del risultato finale che si vuole ottenere.
Parametri di taglio in tornitura: i più importanti
Per ottenere il prodotto finale desiderato, prima di iniziare qualsiasi processo di tornitura sui metalli è necessario impostare alcuni parametri di taglio per la tornitura, variabili in funzione del metallo da lavorare e dell’utensile impiegato.
Tra i principali parametri di taglio in tornitura riassumiamo:
- avanzamento, la distanza che l’utensile copre rispetto al pezzo in lavorazione durante un giro di mandrino
- velocità di taglio, la velocità della superficie del pezzo in relazione al bordo dello strumento da taglio in fase di lavorazione
- velocità del mandrino, la velocità di rotazione del mandrino misurata in giri al minuto
- velocità di avanzamento, la velocità di avanzamento (rettilinea) dell’utensile rispetto al pezzo in lavorazione
- profondità di taglio assiale, la profondità dell’utensile lungo l’asse del pezzo in lavorazione durante l’esecuzione di un taglio
- profondità di taglio radiale, la profondità del taglio dell’utensile misurata lungo il raggio del pezzo in lavorazione durante la tornitura
Il processo di tornitura a lastra per la tornitura dell’acciaio inox e altri metalli
Nella tornitura a lastra la macchina deforma una lamiera di metallo per adattarla alle specifiche richieste. Ad esempio, si prende un disco in acciaio inox e lo si fa ruotare sul tornio ad alta velocità.
Nel mentre, l’utensile preme contro l’acciaio conferendogli la sagoma prestabilita. Lo stesso processo lo si può applicare anche a dischi in altri metalli e di dimensioni differenti. L’importante è che lo spessore sia di massimo 3 millimetri.
La tornitura a lastra serve per realizzare prodotti con una base tonda e simmetrica.
A seconda delle esigenze del cliente, si potranno ottenere prodotti finiti di forma conica, cilindrica o ancora semisferica. E tutti avranno in comune una finitura lucida sulla superficie esterna.
Un tempo la tornitura a lastra era un processo solo manuale.
Per garantire una produzione più precisa e veloce, Betelli si avvale di torni a controllo numerico computerizzato: si inseriscono i parametri di taglio in tornitura desiderati nel computer e la macchina produce in automatico tutti i lotti che servono.
L’evoluzione computerizzata del processo di tornitura a lastra ha portato notevoli vantaggi, sia in termini di ottimizzazione dei tempi di produzione, sia in termini di qualità del risultato finale, offrendo la possibilità di ottenere pezzi tutti uguali e con una precisione millimetrica.
Tornitura cilindrica vs tornitura conica: somiglianze e differenze
È possibile distinguere due diverse procedure di tornitura cilindrica:
- la tornitura cilindrica esterna, in cui l’utensile sgrossa il pezzo in metallo fino a ottenere il diametro desiderato
- la tornitura cilindrica interna, in cui l’utensile fora il metallo e lo scava fino a ottenere un buco della grandezza necessaria
In entrambi i casi, condizione indispensabile per la buona riuscita della tornitura dei metalli è che l’asse del pezzo da lavorare coincida con quello del tornio.
Cosa potrebbe accade, infatti, nell’ipotesi che l’asse del pezzo sia sfasato rispetto a quello della macchina?
La sfasatura si riverserà sulla qualità del prodotto finale: l’utensile darà al metallo o al buco interno una forma conica invece che cilindrica. Per questo motivo, è importante che le macchine impiegate nel ciclo di lavorazione in tornitura assicurino un elevatissimo grado di precisione.
In alcune circostante, tuttavia, l’asse del pezzo da lavorare è volontariamente disallineato con quello del macchinario: una scelta di questo tipo è funzionale alla realizzazione di una tornitura dei metalli per ricavare un prodotto finale di forma conica, specificatamente richiesto dal cliente.
In questo caso di parla quindi di tornitura conica che, al pari della tornitura cilindrica, può essere sia interna che esterna.
Tornitura: i metalli lavorati con più frequenza
Il processo di tornitura dei metalli permette di lavorare svariate tipologie di metalli: dal titanio al ferro, ma anche rame, ghisa, alluminio, acciaio inox e temprato.
Ogni metallo ha le sue proprietà in ragione delle quali risponderà in maniera differente al ciclo di lavorazione in tornitura. Vediamo insieme le caratteristiche principali dei metalli più diffusi.
· Tornitura acciaio inox
L’acciaio inox – o acciaio inossidabile – può essere suddiviso in diverse famiglie di materiali: tra i gruppi più comuni si distinguono soprattutto gli acciai inox austenitici e gli acciai inox duplex, per i quali si hanno diverse raccomandazioni di lavorazione per la tornitura dell’acciaio inox.
- Acciaio Inox Austenitico.
È un materiale con ottime qualità di duttilità che purtroppo non gioca a favore del processo di tornitura dei metalli a causa della conseguente formazione di un truciolo lungo, tenace e continuo, difficile da spezzare, oltre all’accumulo di metallo sul tagliente. Inoltre, gli acciai inox austenitici mostrano una bassa conducibilità termica tale per cui il calore si accumula sulla faccia dell’utensile causando possibili distorsioni. - Acciaio Inox duplex.
È un materiale resistente alla trazione, più della famiglia austenitica, e con un elevato punto di snervamento, caratteristiche queste che comportano un livello mediocre di lavorabilità. La tornitura dell’acciaio inox duplex produce un truciolo resistente che può provocare martellamento e creare elevate forze di taglio, e può generare un notevole livello di calore causa di possibile deformazione plastica e craterizzazione.
Gli accorgimenti sulla tornitura dell’acciaio inox sono molteplici, in particolare:
- in merito agli acciai inox austenitici, si consiglia l’impiego di taglienti in grado di agire sotto lo strato di incrudimento soprattutto per mantenere costante la profondità di taglio
- in merito agli acciai inox duplex, sono preferibili angoli di ingresso ridotti per evitare usura a intaglio e formazione di bava
· Tornitura acciaio temprato
L’acciaio è definito temprato quando mostra una durezza tipicamente compresa tra 55 e 65 HRC (secondo la scala di Rockwell). La tornitura dell’acciaio temprato è molto diffusa in ambito industriale in virtù dei miglioramenti offerti in termini di flessibilità, tempi di produzione, qualità del prodotto finito.
Gli inserti in CBN – o nitruro di boro cubico – sono i più adatti nella tornitura dell’acciaio temprato poiché garantiscono una buona lavorazione e stabilità di bloccaggio.
Inoltre, per migliorare la durata dell’utensile, si suggerisce di utilizzare profondità di taglio minori volte a ottenere un piccolo angolo di registrazione e la corretta preparazione del tagliente.
Infine, la finitura superficiale al termine della tornitura dell’acciaio temprato può essere ottimizzata ricorrendo all’utilizzo di un raschiante.
· Tornitura titanio
Il titanio è un metallo dalle eccellenti proprietà ingegneristiche:
- bassa densità e alta resistenza
- basso modulo di elasticità ed espansione termica
- grande resistenza a corrosione
- facilità di lavorazione
Inoltre è caratterizzato da bassa conduttività termica, tale da limitare la propagazione del calore generato durante la lavorazione, e dalla generazione di elevate forze di taglio e temperature a causa della tendenza all’indurimento delle leghe di titanio.
È un materiale molto duttile da cui deriva un criterio di usura diffusamente comune in caso di tornitura del titano: l’usura ad intaglio. Per ottimizzare il ciclo di lavorazione in tornitura è allora consigliabile:
- usare un angolo di registrazione inferiore a 45°
- utilizzare la relazione corretta tra diametro dell’inserto/raggio di punta e profondità di taglio
- utilizzare una profondità di taglio superiore a 0.25 mm (0.0098 poll.), in caso di lavorazione in rampa o di molteplici passate
· Tornitura ferro
Il ferro è un materiale con ottime caratteristiche di resistenza: è difatti largamente diffuso nelle lavorazioni industriali e frequentemente sottoposto al ciclo di lavorazione in tornitura del ferro.
Il grande vantaggio che offre, parlando soprattutto di tornitura del ferro, è la possibilità di ottenere prodotti finali di elevata qualità.
· Tornitura rame
Il rame è un metallo rosso ad alta conducibilità termica ed elettrica. È inoltre resistente alla corrosione e non è magnetico. Date le sue caratteristiche, il rame è diffuso in ambito idrosanitario, nautico, elettrotecnico, meccanico, in architettura e in molti altri settori.
Quando si parla di tornitura del rame è bene sottolineare che questo si presenta come un materiale di difficile lavorabilità poiché estremamente duttile e malleabile.
Sono tuttavia frequenti le combinazioni del rame con altri materiali fino alla formazione di leghe metalliche che, in virtù delle caratteristiche degli elementi leganti, possono mostrare un comportamento migliore se sottoposte alla tornitura del rame.
Tra le leghe più diffuse troviamo: bronzo, ottone, cupronichel e i cuprallumini (detti anche bronzi all’alluminio).
· Tornitura ghisa
In seguito all’applicazione di ciclo di lavorazione in tornitura della ghisa, ciò che si ottiene è un truciolo corto, facilmente controllabile nella maggior parte delle condizioni.
È possibile distinguere 5 tipi principali di ghisa, tutti sottoponibili alla tornitura: 1) ghisa grigia (GCI), 2) ghisa nodulare (NCI), 3) ghisa malleabile (MCI), 4) ghisa a grafite compatta (CGI), 5) ghisa duttile austemperata (ADI).
Per migliorare il processo di tornitura della ghisa è consigliabile utilizzare inserti in ceramica e soprattutto in CBN – o nitruro di boro cubico – per la ghisa grigia, a velocità di taglio più elevate.
· Tornitura alluminio
L’alluminio è un materiale non ferroso, generalmente classificato tenero.
Se sottoposto al processo di tornitura dell’alluminio è consigliabile utilizzare sempre inserti con posizionamento di base positivo e spigoli taglienti.
Per leghe di alluminio con contenuto di silicio superiore al 13%, si suggerisce l’utilizzo di inserti in PCD per aumentare la durata dell’utensile.
Infine, nelle lavorazioni tornitura dell’alluminio, il refrigerante è spesso utilizzato per favorire l’evacuazione dei trucioli.
Tornitura dei metalli a Milano di alta precisione con Betelli
Grazie all’ampia selezione di torni a controllo numerico computerizzato, Betelli propone lavorazioni in tornitura per grandi dimensioni e non solo.
L’azienda di Lacchiarella, in provincia di Milano, è leader nella produzione di guarnizioni industriali e produce o-ring metallici di tutte le dimensioni, guarnizioni spirometalliche e rondelle sia maggiorate sia piane. Su richiesta, esegue anche lavorazioni personalizzate.
Inoltre, grazie a un parco macchine in linea con le evoluzioni tecnologiche che il mercato offre, Betelli supporta più processi di tornitura dei metalli: dalla tornitura del titanio alla tornitura del rame, includendo anche la tornitura della ghisa o ancora quella dell’alluminio e molto altro.
Per avere ulteriori informazioni riguardo i servizi offerti, compila il form di contatto o chiama.