DURATA E CURVA DI USURA DEL UTENSILE

DURATA DELL’UTENSILE

È influenzata:

• Dalla velocità di taglio.
• Dall’avanzamento.
• Dalla profondità di passata.
• Dal materiale dell’utensile.
• Dal materiale in lavorazione.
• Dalla geometria dell’utensile.
• Dall’azione del fluido da taglio se presente.

CURVE DI USURA DEL TAGLIENTE

• Durata (T) definita imponendo un limite al valore di VB.
• Quando tale limite viene superato, l’utensile ha esaurito la vita utile:
  • Nel caso di utensili integrali, la geometria originale del tagliente può essere ripristinata mediante riaffilatura.
  • Nel caso di utensili con inserti, il tagliente viene sostituito mediante riposizionamento e ricambio della placchetta.
• Valore massimo dell’usura sul dorso (VBmax) dipendente dal materiale dell’utensile e dal tipo di operazione. Orientativamente:
  • Per acciai rapidi: 1.5 mm in tornitura e fresatura frontale, 0.5 mm in fresatura periferica, 0.4 mm in foratura e 0.15 mm in alesatura.
  • Per carburi metallici sinterizzati: 0.8 mm in operazioni di tornitura o fresatura di sgrossatura e 0.4 mm in finitura.

Vt è il parametro che influenza maggiormente l’usura e quindi la durata essendo correlato alla temperatura nella zona di taglio.

All’aumentare di Vt le curve si spostano verso l’alto e la durata del tagliente diminuisce.

Curva T-vt: andamento di tipo iperbolico.

Curva T-vt su scala logaritmica: andamento di tipo rettilineo.

Se Vt varia in un intervallo molto ampio.

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Variazione di T con Vt non monotona.

• Per Vt < Vt1 ⇒  T diminuisce all’aumentare di Vt e raggiunge un minimo in corrispondenza di Vt1
• Per Vt1 < Vt < Vt2 ⇒  T cresce all’aumentare di Vt
• Per Vt > Vt2 ⇒ T torna a diminuire all’aumentare di Vt e la curva diventa monotona. Questo è il tratto che, per le elevate Vt, presenta interesse pratico e tecnico.

INFLUENZA DELLA VELOCITÀ DI TAGLIO SULL’USURA UTENSILE KT

Grafici KT-t: andamento di tipo lineare

Grafici KT-t su scala log: andamento rettilineo con rette sempre più inclinate, rispetto all’asse delle ascisse, di quelle relative a VB

DURATA DELL’UTENSILE: LEGGE DI TAYLOR

T : durata utile [min].

vt: velocità di taglio [m/min].

C: costante pari alla vt corrispondente ad una durata dell’utensile di 1 min.

n: sensibilità della durata alla velocità di taglio.

Su scala logaritmica la legge di Taylor assume andamento lineare:

• C è individuata dall’intersezione con l’asse delle ascisse per T=1 min.
• n è pari alla tangente dell’angolo minore tra retta e asse delle ordinate.

n=1 corrisponderebbe ad un processo di usura a tasso costante, dipendente solo dallo spazio percorso e indipendente da Vt

In realtà, la temperatura all’interfaccia, crescente con Vt, accelera il degrado per cui n<1

Valori indicativi della costante C e dell’esponente n dell’equazione di Taylor.

Rappresentazione grafica della legge di Taylor per:

• Acciaio rapido (C=60, n=0.15).
• Carburo metallico sinterizzato (C=300, n=0.3).
• Materiale ceramico (C=1500, n=0.6).

LEGGE DI TAYLOR GENERALIZZATA

a: avanzamento [giri/min].

p: profondità di passata [mm].

r: sensibilità della durata all’avanzamento.

s: sensibilità della durata alla profondità di passata.

Utensili in acciaio rapido (n=0.15, r=0.6, s=0.15):

• a è il parametro che, dopo Vt, esercita la maggiore influenza su T

• Per mantenere invariata T, ad un aumento di Vt deve corrispondere una diminuzione di a e/o p
• Sgrossatura: la principale richiesta è asportare elevate quantità di truciolo ⇒ è opportuno adottare sezioni del truciolo (p·a) grandi e Vt moderate.
• Finitura: è necessario adottare bassi valori di a ⇒ si utilizzano Vt maggiori.
• Per aumentare la sezione del truciolo è preferibile accrescere p poiché ha una minore incidenza su T rispetto ad a

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