TORNIO: VELOCITA’ DI TAGLIO, NUMERO DI GIRI – TEMPI DI LAVORAZIONE

tabella velocità di taglio

grafico velocita di taglio

PRINCIPIO GENERALE

Il massimo rendimento, nella sgrossatura al tornio con utensili di acciaio rapido, si ottiene lavorando con velocità  di taglio (Vt) e avanzamento relativamente ridotti ed elevate profondità di passata, mentre con utensili di carburi metallici lavoranti ad alta velocità, si preferisce aumentare l’avanzamento (a) per favorire lo spezzettamento del truciolo che diversamente sarebbe pericoloso.

VELOCITA’ DI TAGLIO

È quella con la quale si distacca il truciolo dal pezzo in lavorazione. Si esprime in metri per minuto(m/min) e si ottiene con la formula:

formula velocità di taglio 1

Essendo la circonferenza = D x 3.14 la formula risolutiva sarà:

formula velocità di taglio 2

Dalla quale si ricavano i giri (n) con la formula:

formula velocità di taglio 3

Dove D è espresso in mm.

La velocità di taglio dipende principalmente (vedi tabella):

  1. Dalla durezza e tenacità del materiale da lavorare, cioè aumenta con il diminuire della durezza del materiale da lavorare.
  2. Dall’operazione da compiere, cioè aumenta nella finitura e diminuisce nella filettatura, alesatura, sgrossatura ecc.
  3. Dalla qualità dell’utensile usato, cioè aumenta con l’uso della placchette di carburi metallici e ceramici.

Come si osserva nella tabella retrostante, in pratica si impiegano velocità che vanno da pochi m/min. per l’operazione di alesatura con utensili di acciaio rapido, sino a 800 m/min. per la finitura di leghe leggere con utensili di carburi metallici.

ALTRI FATTORI CHE INFLUISCONO SULLA VELOCITA’ DI TAGLIO

A) Durata dell’utensile, cioè il tempo di lavoro che intercorre tra due affilature successive.

La pratica conferma il principio generale, vale a dire che, a parità di durata dell’utensile, la velocità deve diminuire con l’aumentare della sezione del truciolo, cioè:

  • Per piccole sezioni, velocità elevate (finitura).
  • Per grosse sezioni, velocità ridotte (sgrossatura).

B) Quantità di trucioli prodotti (Q)

Si ricava dalla formula:

formula produzione trucioli

Nella quale :

q = sezione dei trucioli in mm2 (a x p).

Vt = velocità in n/min.

Ta = tempo che intercorre fra due affilature dell’utensile.

Ps = peso specifico del materiale.

Velocità maggiori potrebbero permettere una qualità maggiore di trucioli staccati, però rovinerebbero rapidamente il tagliente, per cui occorre attenersi alle velocità indicate nella tabella.

C) Grado di finitura del pezzo

Dovendosi ottenere superfici lisce, si scelgono le velocità più convenienti, prescindendo dalla durata del tagliente.

A ottenere buona finitura influisce anche il raccordo fra i due taglienti. Aumentando molto la velocità si va incontro a pericolose vibrazioni.

D) Temperatura dell’utensile

La velocità eccessiva riscalda molto l’utensile, gli fa perdere prematuramente il filo tagliente e genera in esso un rinvenimento che lo rende meno atto a sopportare le velocità indicate nella tabella.

Si rimedia con un’efficiente refrigerazione (vedi art. Refrigeranti).

AVANZAMENTO (a)  E PROFONDITA’ DI PASSATA (p) (SGROSSATURA)

La profondità di passata dipende dal genere di lavoro (quantità da asportare) e dalla resistenza del pezzo.

L’avanzamento per giro aumenta con la potenza del tornio, la resistenza del pezzo, il tipo di utensile e diminuisce con l’aumento della profondità di passata.

La ricerca di Vt, p, a, massimi è sommamente importante nei lavori in serie.

In pratica: a = 0,1 : 0,5 per giro; p = 5 : 12 mm, Con utensili a placchetta di carburi questi valori si possono duplicare.

USO DELLA TABELLA E DIAGRAMMA LOGARITMICO

  1. In relazione al materiale da lavorare, all’operazione da compiere e all’utensile usato, si cerca sulla tabella la Vt corrispondente.
  2. Letta la Vt sull’ascissa inferiore del diagramma, s’innalza la verticale corrispondente fino a incontrare l’ordinata del diametro del pezzo da tornire.
  3. La obliqua a 45° più vicina a tale intercezione rappresentata il numero di giri da adottare.
  4. In caso di differenze notevoli, attenersi al numero di giri immediatamente inferiori.
  5. Scelto l’opportuno avanzamento sull’ascissa superiore (degli avanzamenti ) si abbassa la verticale corrispondente fino a incontrare la inclinata a 45° che rappresenta il numero di giri trovato in precedenza.
  6. Si proietta tale punto sull’ordinata dei tempi e si trova a destra il tempo necessario per tornire il pezzo per una lunghezza di 10mm.
  7. Tale valore moltiplicato per la lunghezza del pezzo e diviso per 10 darà il tempo necessario per tornire il pezzo completo; se le passate fossero ripetute si sommano i vari tempi ottenuti (vedi esempio sotto il diagramma).

REFRIGERANTI

A) I fluidi da taglio hanno la funzione di :

  1. Refrigerare l’utensile e il pezzo.
  2. Ridurre l’attrito tra utensile e truciolo con azione lubrificante.
  3. Prevenire la formazione dei tagliente di riporto.
  4. Favorire l’allontanamento del truciolo dall’utensile.

Un buon fluido da taglio deve possedere:

  • Bassa viscosità.
  • Buona capacità di bagnare il metallo.
  • Proprietà anticorrosive.

Principali fluidi da taglio:

  • Miscele di olio vegetali e minerali.
  • Oli da taglio emulsionabili e solubili.
  • Oli minerali (petroli).

Scelta dei fluidi da taglio in base al materiale da lavorare:

  • Per gli acciai: miscele di oli o emulsioni.
  • Per ghisa, ottone e bronzi: a secco.
  • Per leghe leggere: petrolio.

B) Preparazione dell’emulsione

Sono necessari rapporti di miscela (olio-acqua) bassi quando, essendovi grande generazione di calore, l’emulsione deve avere un buon potere refrigerante, piuttosto che lubrificante (lavori di rettifica), e viceversa un elevato potere lubrificante (emulsione grassa per fresatura) quando si deve favorire il distacco del truciolo.

A contatto con il pezzo caldo o con i trucioli roventi l’olio contenuto nell’emulsione tende ad evaporare; occorre allora aggiungere olio.

I rapporti di miscela (olio-acqua) più consigliati sono:

  • Rettifica = 1,5%
  • Tornitura = 3%
  • Filettatura = 4,5%
  • Fresatura = 5%

Per preparare correttamente l’emulsione si versi lentamente l’olio nell’acqua tenuta in leggera agitazione.

N.B.: l’emulsione preparata e non utilizzata è facilmente soggetta ad elementi batterici che favoriscono la fermentazione e il cattivo odore, specialmente quando si fanno i travasi in recipienti non puliti, a contatto di polveri e dell’umidità.

C) Conservazione del fluido da taglio

Si ottiene con la massima pulizia del:

  • Contenitori.
  • Condotti.
  • Raccoglitori dei trucioli.

È possibile il recupero del fluido impoverito per mezzo di:

  • Centrifugazione dei trucioli.
  • Decantazione e filtrazione della miscela.

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