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TORNIO CNC: COS'È, COME FUNZIONA, LAVORAZIONI E PARAMETRI

componenti tornitura cnc
luglio 22, 2021

Cos’è un tornio CNC e come funziona

Per capire cos’è e come un funziona un tornio CNC, è utile specificare dapprima cosa significa CNC.

L’acronimo inglese ha il significato di: Computer Numerical Control.

In pratica un codice numerico identifica le fasi di lavorazione CNC del tornio e viene tradotto in segnali di controllo da un computer.
Quest’ultimo consente dunque un totale automatismo.

Infatti, basta inserire in un programma i parametri del pezzo e i movimenti del macchinario vengono controllati e orchestrati dal computer.
A quest’ultimo, contemporaneamente, arrivano segnali provenienti da sensori (laser) posti in punti essenziali del tornio.
Essi:

·       Consentono un costante monitoraggio del suo operato.

·       Sono capaci di registrare eventuali errori (ad esempio il pezzo non rientra più nelle dimensioni impostate); a questo punto un sistema provvede all’immediata correzione.

Per tali motivi, il tornio a controllo numerico rappresenta la massima evoluzione di questa macchina utensile.
Ciò anche grazie ai risultati di cui sono capaci: assicurano una precisione prima inarrivabile, dell'ordine dei centesimi o addirittura millesimi di millimetro.

Il suo funzionamento, così regolato, consente la realizzazione di solidi in rotazione e l’asportazione del truciolo.

Praticamente: il tornio CNC ruota il pezzo grezzo mentre uno strumento di taglio lo incide e rimuove i residui di materiale.
Così si ottiene il prodotto nella forma e nelle caratteristiche tecniche desiderate.

Si tratta dunque di un processo di fabbricazione sottrattiva.
Questa lavorazione è detta tornitura.

A questo punto va chiarita un’altra questione, in quanto usuale è chiedersi quanti assi può avere un tornio CNC.

I modelli più moderni possono avere fino a 5 assi simultaneamente.
Questa configurazione, che include assi rotanti e assi lineari, è idonea a lavorazioni molto complesse.

In generale, le macchine CNC a:

·       2 assi effettuano movimenti solo lungo l’asse X e quella Y, dunque su 2 dimensioni, senza variazioni nella profondità.

·       3 assi lavorano su 3 dimensioni in simultanea: altezza, lunghezza e profondità.

·       4 assi aggiungono alle 3 dimensioni un ulteriore movimento rotatorio.

·        5 assi consentono il movimento completo della testa e dalla tavola, lavorando tutte le superfici del pezzo.


Cosa si può fare con un tornio CNC: a cosa serve

A questo punto si può entrare nel merito delle funzioni del tornio CNC, così da capire a cosa serve e cosa si può fare.

Esso rende possibili lavorazioni come:

1.     Tornitura cilindrica esterna, interna e di spallamenti

La tornitura cilindrica è il processo che consente di ottenere un cilindro, dando al pezzo il diametro desiderato.

Si parla di tornitura interna o esterna a seconda che l’utensile venga posizionato dentro o fuori il pezzo.

La lavorazione prevede operazioni di sgrossatura e finitura.

La prima si realizza tramite l’impiego di un utensile di sgrossatura apposito, preferibilmente di raggio sostenuto per facilitare l’asportazione del truciolo.
Infatti, la sgrossatura è una lavorazione superficiale indirizzata a rimuovere una grande quantità di residui e, per essere realizzata in modo ottimale, è necessario lasciare un soprametallo di circa 5 decimi.
Si tratta di una fase propedeutica alla finitura.

Quest’ultima si esegue a misura mediante un utensile finitore, di raggio inferiore e più idoneo alla realizzazione di particolari dettagliati.

La tornitura tra spallamenti permette la realizzazione di ampie scanalature e può essere eseguita con diversi metodi:

·       Lavorazione di piani inclinati

·       Profilatura a tuffo

·       Scanalatura a passata multipla

A seguito di tali operazioni di sgrassatura segue infine la finitura.


2.     Troncatura e profilatura con utensili di forma

La troncatura impiega specifici utensili (i troncatori) ed è funzionale alla separazione di un pezzo finito dalla barra originaria cui apparteneva.
Tale pezzo viene tornito finché non assume diametro pari a 0, dunque fino al suo asse.

L’esecuzione della troncatura prevede:

·       Il pezzo rotante è posto in senso contrario rispetto all’usuale

·       Allo scopo di limitare le vibrazioni, l’utensile viene capovolto con il tagliente verso il basso

·       La passata dev’essere pari alla larghezza dell’utensile

·        L’avanzamento va da 0,05 a 0,3 mm/giro

La profilatura viene utilizzata per lavorare scanalature complesse.


3.     Sfacciatura

La sfacciatura, similmente al caso precedente, prevede la tornitura del pezzo fino al suo asse.
Ciò è funzionale a fargli assumere le dimensioni desiderate, quelle previste dal disegno.

Per eseguire questa operazione, l’utensile si sposta radialmente lungo l’estremità del particolare meccanico.
Esso rimuove un sottile strato di materiale, così da restituire una superficie liscia e piana.
L’utensile si muove trasversalmente al fine di minimizzare le vibrazioni, con una velocità che dipende dal tipo di materiale e dal tipo di inserto utilizzato.
In media comunque corrisponde a 0,5 mm/giro.


4.     Foratura e alesatura

La foratura viene eseguita montando il tornio sulla controtesta e facendolo avanzare manualmente.

Quest’operazione prevede che:

·       Il pezzo viene montato nella piattaforma autocentrante

·       La punta del trapano viene posizionata nel cannotto della controtesta

·       L’avanzamento avviene a mano ed è limitato; viene fatto ruotare il volantino di comando del cannotto della controtesta

·       La velocità è variabile, ma comunque notevolmente inferiore rispetto alla tornitura cilindrica

L’alesatura serve a correggere l'asse e il diametro dei fori.


5.     Tornitura conica

La tornitura conica, come suggerisce il nome, serve per conferire al pezzo le caratteristiche di conicità predefinite.

Precisamente, permette la realizzazione di pezzi:

·       Corti e con elevata conicità, tramite l’inclinazione del carrellino superiore pari a metà dell’angolo del pezzo in questione

·       Con piccole conicità, mediante lo spostamento della controtesta


6.     Filettatura esterna e interna

La filettatura si ottiene tramite un’operazione in cui l’avanzamento per giro equivale al passo della filettatura.
Dunque, ad ogni giro del pezzo il tornio deve avanzare di una quantità uguale al passo della filettatura che si intende realizzare.

La filettatura al tornio viene eseguita con più di una passata.

Essa è molto utile in quanto:

·       Consente all’utensile di disimpegnarsi

·       Rende possibile l’avvitamento della vite contro lo spallamento o in fondo a un foro

·       Scongiura la creazione di bave nel tratto a filetto incompleto

Le velocità di impiego e gli avanzamenti variano dal tipo di materiale e dal tipo di inserto utilizzato.


7.     Tornitura sferica

Questa lavorazione è funzionale all’ottenimento di superfici sferiche.

Tale risultato presuppone che:

·       Al posto della torretta standard viene montato uno specifico attrezzo
 
·       Alla base di quest’ultimo, viene fatta ruotare una ruota dentata comandata a mano da una vite senza fine

·       Su tale ruota viene montato l’utensile da taglio

·       La sua punta deve distare dal centro di rotazione della ruota di una misura uguale al raggio della sfera da realizzare

·       L’altezza della punta da taglio deve essere regolata esattamente sull’asse delle punte del tornio, e il centro di rotazione della ruota deve cadere sulla linea mediana del pezzo

La vite senza fine (che fa girare la ruota) si muove ruotando lentamente.
La punta dell’utensile descrive così una circonferenza, tagliando il materiale a forma di sfera.


8.     Godronatura o zigrinatura

Si tratta di un’operazione che non si basa sull’asportazione del truciolo, quanto invece sulla deformazione plastica del materiale.

La zigrinatura è funzionale a produrre serie di rigatura sulla superficie cilindrica.
Quest’ultima, resa ruvida, consente una miglior presa sulle parti che vanno manovrate manualmente.

Per questa lavorazione viene impiegato un utensile chiamato godrone UNI 5599.
Questo, premuto contro la superficie del pezzo, ruota ad una velocità sostenuta.

La scelta del passo dipende dal diametro del pezzo.
In ogni caso, la zigrinatura può essere: spinata, incrociata, parallela, sinistra, destra.


9.     Stozzatura

La strozzatura, che rende lavorazioni che vanno dalla semplice sede per chiavetta a profili dentati interni o esterni, è possibile tramite l’impiego di un utensile chiamato stozzatore motorizzato.

Questo è appositamente pensato per ottenere il massimo della rigidità, consentendo un utilizzo molto prolungato dell’inserto e un ottimo grado di finitura della superficie lavorata.

L’utilizzo di questo utensile offre dei grandi vantaggi, tra cui:
 

·       Estrema rapidità nell’esecuzione della lavorazione

·       Nessuna necessità di movimentazione del pezzo su altre macchine

Compreso per cosa si può usare, dunque cosa si fa con un tornio CNC, può essere utile osservare esempi concreti dei prodotti realizzabili.
Officine Meccaniche Marcucci si rende disponibile per la loro produzione e consegna in un solo giorno lavorativo.

 
I parametri di tornitura

I parametri da impostare per le lavorazioni con il tornio sono fondamentali per ottenere esattamente il prodotto desiderato.

Essi dipendono strettamente da: dimensione del pezzo, materiale da lavorare e misura dell’utensile impiegato.

I principali parametri da considerare e calcolare sono:

Avanzamento.
Esso corrisponde alla distanza coperta dall’utensile rispetto al pezzo in lavorazione; ciò in relazione a un giro di mandrino.

-  Velocità di avanzamento.
Si tratta della velocità di avanzamento in modo rettilineo che ha l’utensile rispetto al pezzo in lavorazione.
Essa può essere calcolata tramite una moltiplicazione: velocità di taglio X velocità del mandrino.

-  Velocità di taglio.
Questo parametro consiste nella velocità del moto di taglio, dunque quella raggiunta dalla superficie del pezzo rispetto al bordo dello strumento da taglio.
In altri termini, si può definire come la velocità con cui un utensile affronta il materiale da asportare.
Essa si misura in metri al minuto.

-  Velocità del mandrino.
Si tratta della velocità con cui il mandrino ruota.
Viene misurata in giri al minuto e può essere calcolata tramite una divisione: velocità di taglio / circonferenza del pezzo.
Per mantenere la velocità di taglio costante, tale variabile deve variare in funzione del diametro di taglio.

-  Profondità di taglio assiale.
Questo parametro corrisponde alla profondità dell’utensile lungo l’asse del pezzo in lavorazione; ciò durante l’esecuzione di un taglio.

-  Profondità di taglio radiale.
Essa consiste nella profondità del taglio dell’utensile in relazione al raggio del pezzo in lavorazione durante la tornitura.

Per entrambi questi ultimi due parametri vale un’indicazione.
Se si tratta di grandi profondità è necessario:

·       Ridurre la velocità di avanzamento

Oppure

·       Procedere con più passaggi successivi

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