Torni

CLASSIFICAZIONE DELLE LAVORAZIONI
PER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO
Classificazione secondo i movimenti
Moto di taglio
- rettilineo
- alternativo
- rotatorio
Moto di avanzamento - continuo
- intermittente
all’utensile
o al pezzo
Moto di registrazione - per posizionare
l’utensile in prossimità
della zona di lavoro
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CLASSIFICAZIONE DELLE LAVORAZIONI
PER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO
Classificazione secondo contatto utensile pezzo
Continuo
MonotaglientiBitaglienti
tornitura
limatura
piallatura
stozzatura
- foratura
Pluritaglienti - brocciatura
Discontinuo
Pluritaglienti - fresatura
Taglienti indefiniti
- rettifica
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CLASSIFICAZIONE DELLE LAVORAZIONI
PER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO
CLASSIFICAZIONE SECONDO MOTO DI TAGLIO
Rotatorio
Rettilineo
Torni
(pezzo)
Limatrici
(utensile)
Trapani
(utensile)
Piallatrici
(utensile)
Alesatrici
(utensile)
Stozzatrici
(utensile)
Fresatrici
(utensile)
Brocciatrici
(utensile)
Rettificatrici
(utensile)
In genere è più facile mettere in movimento ad elevata velocità l’utensile piuttosto che il pezzo
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LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
Moto di taglio
pezzo - rotatorio
Moto di avanzamento utensile - lineare
rettilineo o meno
Moto di registrazione utensile - lineare
discontinuo
Moto di lavoro
T
A
R
elicoidale
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LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
Al moto di taglio è associata la velocità di taglio, V, definita come la velocità periferica
del pezzo in rotazione, funzione del diametro del pezzo in lavorazione e della velocità di
rotazione. Nella pratica di officina la velocità di taglio è definita mediante la ben nota
relazione:
V=πDn/1000 [m/min]
nella quale n è la velocità di rotazione (espressa in numero di giri al minuto) e D è il
diametro del pezzo (espresso in mm).
Per quanto invece riguarda il moto di avanzamento, esso è definito mediante il
parametro avanzamento per giro:
a [mm/g]
nel caso della tornitura, infatti, il moto di avanzamento è derivato dal moto di taglio
mediante appositi cinematismi. Dunque l’avanzamento dell’utensile è riferito alla rotazione
del pezzo ed il parametro a indica di quanti millimetri avanza l’utensile per ogni rotazione
del pezzo.
Per quanto infine concerne il moto di registrazione, il parametro da assegnare è l’entità
di sovrametallo che sarà asportata nel corso della lavorazione, detta anche profondità di
passata, p [mm]. Ad esempio, nel caso di una semplice operazione di cilindratura al
tornio, con la quale un semilavorato di forma inizialmente cilindrica viene trasformato in
un componente cilindrico di minor diametro, la profondità di passata determina appunto
66
l’entità della riduzione del diametro.
LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
LAVORAZIONIPER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO:
TORNITURA
STRUTTURA TORNIO PARALLELO
Elementi fondamentali del tornio:
1.
2.
3.
4.
bancale (guide controtesta e carrello)
Testa motrice (mandrino)
carro porta-utensile (torretta)
controtesta
4
2
3
1
CATENA
CINEMATICA
Caratteristiche
meccaniche
elevate per le
guide!
Particolarità costruttive:
Altezza delle punte sul banco
basamento
Distanza massima tra le punte
Diametro massimo tornibile sull’incavo
Diametro massimo tornibile sul carrello
IL TORNIO PARALLELO
Leva di comando
cambio di velocità
Volantino
comando slitta
longitudinale
Manovella comando
Leva innesto
e frizione
Levafilett.
innesto
slitta trasversale
avanz. filettature e
Scatola cambio
avanzamenti
avanzamenti e per
filettare
IL TORNIO PARALLELO
LAVORAZIONI AL TORNIO
LA TESTA MOTRICE: IL MANDRINO
Scatola a tenuta d’olio realizzata per
fusione in ghisa; essa contiene diversi
organi e in particolare il mandrino. Il
mandrino è cavo (raramente pieno) e la
parte anteriore a contatto col pezzo è
denominata naso. Essa ha il foro tronco
conico per potere alloggiare la punta. La
parte esterna è filettata per poter
montare autocentrante o attacco
flangiato. Il mandrino è sostenuto da due
supporti ricavati sulla testa. Cuscinetti o
bronzine.
CONTROTESTA E CONTROPUNTA
La controtesta è l’organo che insieme alla contropunta deve sorreggere il pezzo
quando quest’ultimo possiede una lunghezza notevole; montaggio tra le punte.
La linea immaginaria che passa tra punta e contropunta si chiama asse del tornio.
CONTROPUNTE
Punte da centro per la lavorazione tra
“punta e contropunta”
Contropunta rotante
Contropunte fisse.
Controllo parallelismo
controindicazioni:
rimedi:
riscaldamento
lubrificazione
vibrazioni usura
carburi
IL CARRELLO
Il carrello del tornio è composto dalle seguenti parti:
a) Le slitte del carrello. Esse hanno il compito di sostenere l’utensile,
permettere il suo posizionamento e imprimergli il moto di alimentazione
(automatico o manuale)
b) Il grembiale. Esso costituisce la parte inferiore del carrello e comprende i
meccanismi e gli organi di manovra per i movimenti longitudinali e trasversali
della slitta.
1) Slitta longitudinale: si appoggia
alle due guide esterne del bancale.
2) Slitta trasversale. E’ una slitta
che si appoggia a delle guide ricavate
sulla slitta longitudinale. Si muove in
senso perpendicolare all’asse del
tornio.
3) Piastra girevole. Avviene solo
manualmente.
4) Slitta portautensili. Si muove
manualmente e scorre sulla piastra
girevole per posizionare l’utensile.
BARRA – VITE MADRE
I movimenti automatici del carrello provengono dalla barra o dalla vite madre e
precisamente: con la vite madre si ottiene l’avanzamento longitudinale, mentre con la
barra si ottengono i movimenti di avanzamento longitudinale e trasversale.
Vite madre
Barra
MOVIMENTO AUTOMATICO - VITE MADRE
Avanzamento longitudinale automatico con vite madre
Semichiocciole di collegamento
della vite madre al carrello.
MOVIMENTO AUTOMATICO – L.-BARRA
Avanzamento longitudinale automatico con la barra
Mediante un innesto a
denti si mette in
funzione la catena
cinematica collegata
alla dentiera del tornio
La ruota conica viene
resa solidale con la
barra
MOVIMENTO AUTOMATICO – T.-BARRA
Avanzamento trasversale automatico con la barra
Spostando la leva nella
posizione opposta al
caso precedente la ruota
dentata che riceve il
moto dalla barra lo
trasferisce alla vite della
slitta trasversale
TIPI DI TORNI
Secondo le caratteristiche costruttive si possono
distinguere i seguenti torni:
TORNIO PARALLELO
(il più comune e diffuso nelle officine meccaniche)
In commercio esistono anche, per particolari lavorazioni:
TORNIO A CONTROLLO NUMERICO
(in grado di eseguire automaticamente complessi programmi di lavoro
e gestire più utensili sulla stessa torretta)
TORNIO A TORRETTA
di largo uso nelle officine meccaniche per lavorazioni di una certa ripetibilità
semiautomatica
TORNIO FRONTALE
per pezzi di grandi dimensioni
TORNIO VERTICALE
per pezzi di grandi dimensioni
TORNIO AUTOMATICO
per produzioni di serie
TORNIO A COPIARE
per pezzi di forma complessa
ACCESSORI DEL TORNIO
Piattaforme autocentranti con griffe
piolo
brida
Disco menabrida
TORRETTA PORTAUTENSILI
MONTAGGIO E SOSTEGNO DEL PEZZO
A sbalzo su piattaforma autocentrante D/L=1
A sbalzo su piattaforma a griffe indipendenti
A sbalzo su spina espandibile
MONTAGGIO E SOSTEGNO DEL PEZZO
Su spina tra punta e contropunta
Tra punta e contropunta
Tra punta con trascinatore e contropunta
Tra piattaforma autocentrante e contropunta
MONTAGGIO E SOSTEGNO DEL PEZZO
Tra piattaforma autocentrante e lunetta fissa
Alla barra
Tra piatt. autocentr. e contropunta speciale per tubi
Lavorazioni possibili
tornitura cilindrica esterna
tornitura piana esterna
sfacciatura
tornitura esterna di
superfici complesse
tornitura interna
filettatura interna - esterna
esecuzione di gole
troncatura
zigrinatura
BLOCCAGGIO INSERTO
BLOCCAGGIO INSERTO-TIPO A LEVA
BLOCCAGGIO INSERTO-STAFFA/CUNEO
BLOCCAGGIO INSERTO-VITE/STAFFA
PRINCIPI FONDAMENTALI DEL
PROCESSO DI TAGLIO
FORMAZIONE DEL TRUCIOLO
utensile
truciolo
Azione di utensile elementare
misure sperimentali mostrano che:
- produzione di calore
- spessore del truciolo S1 > S
- durezza del truciolo > durezza metallo base
materiale in lavorazione
la formazione del truciolo avviene per deformazione plastica
2
PRINCIPI FONDAMENTALI DEL
PROCESSO DI TAGLIO
Metodi per analizzare la deformazione plastica durante la lavorazione
- taglio interrotto
- microscopia ottica ed elettronica della morfologia del truciolo
zona di deformazione plastica secondaria
zona di deformazione plastica primaria
3
TIPI DI TRUCIOLO
Ad elementi staccati
tipico di materiali duri
fragili (ottone, ghisa)
nella zona
secondaria non si ha
deformazione
Fluente, continuo,
tipico di materiali duttili
(acciai basso carbonio,
alluminio, alcune leghe
leggere), la deformazione
e l’attrito nella zona di
deformazione secondaria
portano a notevole
produzione di calore
Segmentato tipico di materiali
duri ma tenaci (acciai alto
carbonio)
si ha modesta deformazione
nella zona secondaria
Fluente, continuo
frammentato, indica che
nella zona di deformazione
primaria si è avuta una
variazione della direzione
di deformazione
vibrazioni,irregolarità,
durata inferiore di utensile
TAGLIO ORTOGONALE
TAGLIO ORTOGONALE LIBERO
IPOTESI:
- larghezza del tagliente maggiore
di larghezza del pezzo
- velocità di taglio costante lungo tagliente
- tagliente perpendicolare alla velocità di taglio
s
l
MECCANICA DELLA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO
ANGOLI DI TAGLIO
γ angolo di spoglia superiore o frontale >0, <0, =0
α angolo di spoglia inferiore o dorsale >0
β angolo di taglio
γ + α + β = 90°
γ
β
α
L’angolo α deve necessariamente essere maggiore di 0° (in
caso contrario l’utensile striscerebbe sulla superficie già
lavorata).
γ
può essere maggiore o minore di 0°: la figura
L’angolo
mostra il significato convenzionalmente attribuito ad un
angolo di spoglia superiore positivo o negativo.
MECCANICA DELLA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO
s1
γ
Φ
s1
s
c = s / s1
angolo di scorrimento
s
spessore del truciolo tagliato
spessore del truciolo indeformato
fattore di ricalcamento del truciolo<1
l = larghezza del truciolo prima del suo distacco;
l1= larghezza del truciolo dopo il distacco;
L = lunghezza del truciolo prima del distacco
L1= lunghezza del truciolo dopo il distacco
geometricamente:
s·l·L= s1·l1·L1
c = sen ( φ ) / cos ( φ − γ )
A
φ
O
MECCANICA DELLA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO
Poiché nel taglio ortogonale si suppone
che non vi siano deformazioni del truciolo
nel senso della larghezza del taglio:
s1
γ
l=l1
sL=L1s1
Φ−γ
s
O
c = s/s1= L1/L
c = sen ( φ ) / cos ( φ − γ )
Q
s1 =
Lt ⋅ l ⋅ ρ
c ⋅ cos γ
tgφ =
1 − c ⋅ senγ
A
φ
Materiali fragili:
deformazione
elastica. Distacco
lungo OA
La seguente immagine riporta con maggiore completezza tutti gli
angoli necessari per la completa definizione della geometria
dell’utensile.
MECCANICA DELLA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO
Modello di Pijspanen
per la formazione del truciolo
Deformazione di scorrimento:
γs =
Δ s KM
=
KL
Δx
s
KM = KN + MN = NL ⋅ ctgφ + NLtg (φ − γ )
KM = NL ⋅ [ctgφ + tg (φ − γ )]
γ S = ctgφ + tg (φ − γ )
Angolo di scorrimento che
minimizza la deformazione:
φ = 45° +
γ
2
A’
O
MECCANICA DELLA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO
Analisi cinematica del processo di taglio:
v = velocità di taglio;
vt = velocità del truciolo;
vs = velocità di scorrimento;
Cinematica del truciolo
KL = vt cos(φ − γ ) = v sin (φ )
vt = v
sin φ
= v⋅c
cos(φ − γ )
NM = vs cos(φ − γ ) = v cos γ
cos γ
vs = v
cos(φ − γ )
γ
φ
A
K
v v
s
φ
O vt M
v
d Δs vs
cos γ
γs =
=
=
⋅
dt Δx Δx Δx cos(φ − γ )
•
•
γ s = 10 2 ÷ 106 s −1
L
α
N
φ
γ
γ