TORNIO: FORMAZIONE DEL TRUCCIOLO

GENERALITA’

Il truciolo si forma perché il materiale da tornire, nel suo moto circolare uniforme (detto di taglio) è staccato, deformato e deviato dall’utensile.

Perché ciò avvenga non è sufficiente che il pezzo ruoti con moto circolare, ma occorre anche che l’utensile penetri nel materiale e raggiunga le diverse parti della materia da esportare. A tale scopo si imprime all’utensile un movimento (generalmente rettilineo) detto moto di alimentazione, e quando occorre (cioè alla fine della passata) anche quello di profondità di passata.

Il movimento risultante è un moto relativo detto moto di lavoro.

Il truciolo asportato ha due dimensioni caratteristiche, generalmente tra di loro ortogonali:

• L’avanzamento per giro a (mm/giro).
• La profondità di passata p (in mm) – (figura 1).

Il prodotto di a X p determina la sezione q teorica del truciolo.

La velocità del moto di taglio Vt in mm/min. si ha dalla formula:

Infine la potenza necessaria per il distacco del truciolo nell’operazione di sgrossatura si ottiene approssimativamente con la formula:

ANGOLI DEGLI UTENSILI

Per ben comprendere il comportamento dell’utensile rispetto al truciolo che si distacca, oltre agli angoli caratteristici della sezione normale e quelli del profilo superiore, occorre considerare:

1. Gli angoli di scarico, che si eseguiscono specialmente negli utensili di carburi metallici allo scopo di limitare l’affilatura di finitura a superfici meno estese; inoltre l’angolo di scarico del fianco principale può essere necessario negli utensili da alesare, quello della faccia invece può favorire la fuoriuscita del truciolo (figura 2).
2. L’angolo di registrazione del tagliente principale, che è quello formato (nel piano di base) dalla prciezione del tagliente principale con la superficie lavorata (figura 1).
3. L’angolo effettivo di spoglia superiore y che non sempre si indentifica con l’angolo y ottenuto con l’affilatura, ma dipende anche:

• Dall’altezza del tagliente rispetto all’asse, come si osserva per la tornitura esterna nella figura 3; un aumento dell’angolo effettivo di spoglia superiore produce con aumento del raggio di curvatura del truciolo (R1- R2- R3 in figura 3), una diminuzione del suo spessore e un aumento della sua lunghezza (figura 3).
• Dall’avanzamento per giro e dell’angolo di registrazione, cioè l’angolo effettivo di spoglia superiore aumenta con l’aumentare dell’avanzamento per giro e con l’aumentare dell’angolo di registrazione del tagliente stesso.

La conoscenza dei vari gruppi di angoli permette di :

1. Orientare i trucioli in modo conveniente (verso il basso).
2. Stabilire la direzione da dare al gradino rompitruciolo.
3. Favorire la fuoriuscita del truciolo, perché il loro aggrovigliamento non pregiudichi la precisione del lavoro e la stabilità del tagliente (figura 9).

FORMAZIONE DEL TRUCIOLO

Può essere :

• Libera, quando l’utensile lavora con un solo tagliente, perciò il truciolo affluisce liberamente sulla faccia (figura 4).

Esempio: tornitura di un disco o tornitura frontale di un tubo. In questi casi la sezione effettiva del truciolo asportato è eguale a quella teorica, cioè (q = a x p).

• Vincolata, quando l’utensile lavora con il tagliente principale e con quello, o quelli, secondari (figura 5), perciò il truciolo si svolge meno liberamente perché le parti asportate dai singoli taglienti hanno tendenza a defluire quasi perpendicolarmente ai taglienti stessi e quindi si svincolano vicendevolmente il cammino.

La sezione effettiva del truciolo asportato differisce più o meno notevolmente da quella teorica.

FORMA DEL TRUCIOLO E DELLA SUPERFICIE LAVORATA

La forma del truciolo può risultare:

1. Discontinua, quando il truciolo si distacca a pezzettini quasi regolari (figura 6).
2. Segmentata, quando il truciolo raggiunge una certa lunghezza, pur essendo costituito da più elementi parzialmente separati da spaccature più o meno profonde(figura 6).
3. Fluente, quando il truciolo è lungo, continuo e compatto, sovente arrotolato in sensi e forme assai diverse (figura 7).

In certe condizioni di temperatura e per materiali teneri si accumula sulla punta del tagliente, aderendovi fortemente, un deposito di materiale; esso sporge dalla punta e si comporta come se fosse esso stesso un utensile rigando la superficie lavorata; per questo viene chiamato tagliente di riporto (figura 7).

Il T.D.R.:

1. E’ causa di superficie scabrosa.
2. Riduce la durata del tagliente dell’utensile.
3. Richiede uno sforzo di taglio maggiore.

Nella lavorazione, si può passare gradualmente dal truciolo discontinuo a quello segmentato, a quello fluente con T.D.R. e infine a quello fluente senza T.D.R. (e quindi riducendo gli inconvenienti accennati):

1. Riducendo la velocità di taglio.
2. Aumentando l’angolo di spoglia superiore.
3. Diminuendo l’avanzamento per giro.
4. Diminuendo la profondità di passata.
5. Refrigerando opportunamente.
6. Affilando accuratamente l’utensile.

Quando si forma il truciolo discontinuo la superficie lavorata è molto irregolare, con zone lucide alternate con altre opache; spesso la profondità di passata risulta maggiore di quella dell’utensile .

Con un truciolo segmentato la superficie lavorata è maggiore, ma soltanto con il truciolo fluente senza T.D.R. la superficie risulta veramente liscia.

ORIENTAMENTO DEL TRUCIOLO

1. Quando il tagliente principale dell’utensile è perpendicolare alla direzione del moto di lavoro ed è parallelo all’asse, il truciolo scorre sulla faccia del tagliente normalmente al tagliente (figura 4).
2. Quando il tagliente principale dell’utensile giace in un piano verticale parallelo all’asse del pezzo, ma inclinato (a destra o a sinistra) rispetto al moto di lavoro, il truciolo si avvolge in forma di elicoide, generalmente verso la parte più bassa del tagliente (figura 8).
3. Quando il tagliente principale dell’utensile giace su di un piano verticale non parallelo all’asse del pezzo, sul disco lavorato si genera un cono e il truciolo, avendo i lati di diversa lunghezza (a causa della diversa circonferenza da cui è ricavato), scorre sulla faccia dell’utensile dalla parte del diametro minore del tronco di cono (figura 9).

Variando dunque l’angolo y si può variare la traiettoria del truciolo e favorire la fuoriuscita del medesimo nel senso desiderato. Ciò è assai importante quando si alesa un foro cieco e si vuole che i trucioli abbiano la tendenza a uscire anziché accumularsi al fondo del foro (figura 9).

4. Sull’orientamento del truciolo ha pure influenza la velocità: aumentando questa, aumenta pure il raggio di curvatura del truciolo.
5. Affilando curva, anziché piana, la faccia dell’utensile, il truciolo assume pure forme diverse secondo l’angolo e il raggio di curvatura.
6. Infine, quando la formazione del truciolo è vincolata, l’avvolgimento dello stesso resta influenzato delle tre parti del tagliente, cioè:

• Dal tagliente principale, che generalmente avvolgerebbe il truciolo quasi normale allo stesso tagliente.
• Dal tagliente secondario, che tende a produrre un truciolo segmentato per la sua spoglia negativa.
• Dal tagliente curvilineo (raccordo dei due precedenti), che formerebbe un elicoide di piccolo diametro.

Con notevoli avanzamenti e piccole profondità di passata predomina il tagliente curvilineo e in parte quello secondario; in genere però (poco avanzamento e grande profondità di passata) la forma del truciolo dipende dal tagliente principale.

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