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Tecnologia Meccanica1

TORNITURA


LAVORAZIONI INDUSTRIALILAVORAZIONI INDUSTRIALINelle lavorazioni industriali per asportazione di truciolo sono sempre presenti:

– Pezzo Grezzo

– Macchina Utensile

– Utensile

– Attrezzatura

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TORNITURATORNITURA


TORNITURATORNITURA

Obiettivo: ottenere superfici assialsimmetriche

• Moto di taglio: di tipo rotatorio uniforme, intorno all’asse di tornitura, posseduto dal pezzo

• Moto di avanzamento: di tipo traslatorio uniforme, rettilineo o curvilineo, posseduto dall’utensile

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TORNITURATORNITURA


TORNITURATORNITURASuperfici piane - Ottenute con:• avanzamento longitudinale e // all’asse di rotazione del pezzo per

lavorazione, con utensile a coltello, di uno spallamento• avanzamento trasversale e ⊥ all’asse di rotazione del pezzo

(sfacciatura e troncatura)Superfici cilindriche - Ottenute con:• avanzamento longitudinale e // all’asse di rotazione del pezzo

Calotte sferiche – Ottenute con:• Avanzamenti longitudinale e trasversale tali da far descrivere

all’utensile un arco di cerchio con asse ortogonale incidente quello di rotazione del pezzo

Superfici toroidali – Ottenute con:• Come nel punto precedente ma con assi ortogonali ma sghembi

rispetto a quello di rotazione del pezzo

Superfici coniche - Ottenute con:• avanzamento con moto rettilineo secondo una direzione

complanare ed obliqua rispetto all’asse di rotazione del pezzo

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TORNITURATORNITURA

Filettature – Ottenute con:• avanzamento longitudinale, pari al passo, impresso ad un

utensile di forma (corrispondente al vano tra due filetti adiacenti)

Superfici di rivoluzione di forma generica – Ottenute con:• avanzamenti longitudinale e trasversale risultanti in una traiettoria

dell’utensile del tutto generica (anche se generalmente composta da segmenti rettilinei ed archi di cerchio)


TORNITURATORNITURA

Tornitura interna:• Si lavora la parete di un foro, passante o cieco

Tornitura esterna:• Si lavora la superficie esterna del pezzo

In entrambi i casi si possono eseguire sia moti di avanzamento longitudinali, sia trasversali

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TORNITURATORNITURA

•Tornitura esterna con avanzamento longitudinale (a – e)

•Tornitura esterna con avanzamento trasversale (f – q)

•Foratura e allargatura (r, s)

•Tornitura interna con avanzamento longitudinale e trasversale (t – y)


TORNITURATORNITURA

a) Tornitura esterna longitudinale con utensile a coltello (χ=90)

b) Tornitura esterna longitudinale con utensile di sgrossatura (χ<90)

c) Tornitura esterna longitudinale con utensile di finitura

d) Tornitura conica

e) Filettatura

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TORNITURATORNITURA

f) Sfacciatura con con utensile a coltello (χ=90)

g) Sfacciatura (utensile con χ<90)

h) Svasatura

i) Smusso esterno

l) Smusso interno


TORNITURATORNITURA

m) Lavorazione di gola (forma generica)

n) Lavorazione di gola (forma rettangolare)

o) Lavorazione di gola (forma rettangolare)

p) Troncatura

q) Sagomatura mediante utensile di forma

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TORNITURATORNITURA

r) Foratura dal pieno con punta elicoidale

s) Allargatura (allargatore pluritagliente)


TORNITURATORNITURA

t) Tornitura interna longitudinale

u) Tornitura interna longitudinale + Sfacciatura

x) Gola di scarico (utensile di forma)

y) Filettatura interna

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TORNIOTORNIO

Tornio parallelo manuale


Comando movimenti barra o

madrevite

Comando cambio di velocità Mandrino

autocentrante

Vite per fissaggio torretta

Rubinetto per liquido refrigerante

Contropunta

Controtesta

Volantino movimento contropunta

Madrevite

Barra avanzamento automatico

Barra avviamento rotazione mandrinoBancaleCarroComandi cambio di

avanzamenti e passi per filettature

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TORNIOTORNIO

Torretta portautensili

Volantino slitta trasversale

Comando avanzamento automatico longitudinale

Volantino spostamento manuale del carro

Volantino slitta portautensili

Comando avanzamento automatico trasversale

Avviamento rotazione mandrino

Innesto madrevite


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Moto del carro tramite barra scanalata


TORNIOTORNIO

Tornio a controllo numerico

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Centri di tornitura CNC


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Shortt.wmv

shortlathempg.wmv

shortpawn.wmv


ATTREZZATURAATTREZZATURA

Serve per:

– definire in maniera univoca la posizione del pezzo in lavorazione (riferimento)

– bloccare il pezzo in lavorazione (bloccaggio)• il pezzo non deve spostarsi sotto l’azione delle

forze di lavorazione

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Tornitura cilindrica esterna / internamontaggio a sbalzo – con contropunta – tra le punte

Bloccaggio pezziBloccaggio pezzi


TORNIO: Mandrino AutocentranteTORNIO: Mandrino Autocentrante

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Tornitura cilindrica esterna / internapiattaforma a tre griffe autocentranti



Tornitura cilindrica esterna / internapiattaforma a quattro griffe indipendenti


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TORNIO: controtesta e contropuntaTORNIO: controtesta e contropunta


Foro da centro

ATTREZZATURAATTREZZATURA

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TORNIO: ContropuntaTORNIO: Contropunta



Tornitura cilindrica esterna• tra le punte

• brida + menabrida

• trascinatore frontale

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Tornitura cilindrica esterna / interna di pezzi piccoli• pinze elastiche


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Tornitura cilindrica esterna di pezzi snelli• supporto del pezzo tramite lunetta

Bloccaggio pezzi


TORNIO: Controtesta e LunettaTORNIO: Controtesta e Lunetta

Lunetta

Controtesta

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TORNITURATORNITURA• Parametri di lavorazione caratteristici:

– avanzamento a [mm/giro]– profondità di passata p [mm]– spessore di truciolo s [mm]– sezione di truciolo S [mm2]– velocità di taglio vt [m/min]

Sezione teorica: è data dal prodotto fra profondità di passata e avanzamento:

S = a · p


SEZIONE DEL TRUCIOLO

Sezione equivalente:

è l’area del parallelogramma di cui un lato è pari alla lunghezza del profilo utensile in presa con il materiale le e l’altezza è pari a se (spessore del truciolo equivalente):

se = S / le = (a p) / leSe = se le

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SEZIONE DEL TRUCIOLO

Sezione reale: è la sezione effettiva del truciolo dopo il distacco dal pezzo.

Sr = s1 l1


FORZE E POTENZAIN TORNITURA

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FORZE IN TORNITURAFORZE IN TORNITURA

Componenti della forza

Fa = Forza di avanzamentoFr = Forza di repulsioneFt = Forza di taglio

R

Fr

Fa

Ft


POTENZA IN TORNITURAPOTENZA IN TORNITURA

Calcolata attraverso il prodotto scalare:

Poiché: vr = 0

Inoltre:

Quindi:

rraatt vFvFvFvRP ++=×=rr

tata FFvv <<<

ttvFP =

aatt vFvFP +=

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FORZE IN TORNITURAFORZE IN TORNITURA

Metodo della pressione di taglio

SpF tt ⋅=

ns

t Spp /1=

( )nst SpF /11−⋅=


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Verifiche in tornituraAffinché una lavorazione sia realizzabile è necessario

verificare che:– la profondità di passata considerata sia compatibile con

l’utensile selezionato– l’avanzamento selezionato sia nell’intervallo di

ammissibilità per il tornio– la velocità di taglio e, quindi, il numero di giri selezionato

sia compatibile con le caratteristiche del tornio– la potenza necessaria alla lavorazione sia effettivamente

erogabile dal tornio considerato

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Verifiche in tornitura…inoltre, è necessario verificare che:

– i parametri di taglio siano compatibili con la finitura superficiale richiesta

– i parametri di taglio siano compatibili con le tolleranze dimensionali e geometriche imposte

– l’attrezzatura selezionata sia in grado di afferrare saldamente il pezzo in lavorazione


Verifiche sull’attrezzatura

Mt

Mr

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Verifica dell’autocentranteMomento di taglio: Mt = Ft D / 2

Momento resistente: Mr = z μ p A D* / 2

dove:z = numero di griffe dell’autocentrante;p = pressione di contatto griffa-pezzo;A = area di contatto griffa-pezzo;μ = coefficiente di attrito statico;D = diametro del pezzo in corrispondenza dell’utensile;D* = diametro del pezzo in corrispondenza delle griffe.

μ =0.15 per griffe in acciaio dolce;0.25 per griffe con profilo ondulato;0.35 ÷ 0.8 per griffe rigate in acciaio temprato.


Verifica dell’autocentrante

Affinché la lavorazione sia eseguibile, si deve verificare che:

Mt = Ft D / 2 < Mr = z μ p A D* / 2

N.B.Se i dispositivi dell’autocentrante sono di tipo meccanico,allora la pressione di contatto p varia con la velocità dirotazione n: se n aumenta, p diminuisce!

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INFLESSIONEDEL PEZZO


INFLESSIONE DEL PEZZOCaso 1: a sbalzo (autocentrante)

[mm]JELFf t

⋅⋅

⋅=3

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N.B.La freccia f è massimaquando la forza èapplicata all’estremitàlibera.

Ft

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INFLESSIONE DEL PEZZOCaso 2: autocentrante - contropunta

[mm]JELFf t

⋅⋅

⋅≈3

1071

N.B.La freccia f è massimaquando L1 ≈ 0.6 L

Ft


INFLESSIONE DEL PEZZOCaso 3: tra le punte (punta - contropunta)

[mm]JELFf t

⋅⋅

⋅=3

481

N.B.La freccia f è massimaquando L1 = L/2

Ft

31


INFLESSIONE DEL PEZZOCaso 1: a sbalzo

(autocentrante)

Caso 2: autocentrante -contropunta

Caso 3: tra le punte(punta - contropunta) [mm]

JELFf t

⋅⋅

⋅=3

481

[mm]JELFf t

⋅⋅

⋅≈3

1071

[mm]JELFf t

⋅⋅

⋅=3

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RUGOSITA’SUPERFICIALE

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RUGOSITA’ SUPERFICIALERugosità Teorica: utensile con raggio di punta nullo


RUGOSITA’ SUPERFICIALERugosità Teorica: utensile con raggio di punta r ≠ 0

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RUGOSITA’ SUPERFICIALEInfluenza dell’avanzamento “a” e del raggio di punta “r”


RUGOSITA’ SUPERFICIALEInfluenza della velocità di taglio sulla rugosità reale

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Esempio dell’influenza dell’avanzamento

ra2

321000Ra =

RUGOSITA’ SUPERFICIALE


Tipologie utensili

Fig 5.17

Tornitura esterna

Tornitura interna

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Tipologie utensili

Tornitura esterna

Contornatura: a – k

Tornitura longit. Dx: b

Tornitura cilindrica e sfacciatura: c

Tornitura cilindrica e sfacciatura (ut. a losanga): d - e

Tornitura cilindrica e sfacciatura (ut. tondo): f

Sgrossatura longitudinale Dx: g

Utensile a coltello: h


Tipologie utensili

Tornitura interna

Tornitura longit. Di sgrossatura: i

Tornitura di gole e spallamenti: l - m

Tornitura longitudinale: n - p

Utensile a coltello: q

Contornatura: r

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FilettaturaSchema di realizzazione

Fig 5.22 2

1

zz

pp

m

=


Utensili per filettare

Fig 5.23

Filettatura

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Modalità di esecuzione di una filettatura

Filettatura



Filettatura

INCREMENTO RADIALE

Tagliente principale e secondario sono impiegati in egual misura

La lunghezza su cui avviene il taglio è elevata

Possibile insorgenza di vibrazioni dannose per la finitura superficiale

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Filettatura

INCREMENTO PARALLELO AL FIANCO DEL FILETTO

Tagliente secondario impiegato su una lunghezza minore (pari all’incremento stesso)

Migliore formazione e controllo del truciolo

Possibilmente incrementi tali da garantire una sezione costane del truciolo



Filettatura

INCREMENTO ALTERNATO

Utilizzato per filettature di grande diametro

Usura indifferenziata tra i due taglienti e maggiore durata utensile

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Filettatura

Gli inserti con profilo a V, comunemente utilizzati, non permettono di lavorare le creste del filetto…

Con inserti a PROFILO COMPLETO è invece possibile realizzare l’intera forma del profilo filettato

Nel caso di inserti a DOPPIO PROFILO il secondo dente penetra più in profondità nella superficie lavorata

Esistono anche utensili dotati di più pettini…



Filettatura

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Utensili speciali

Inserti autobloccantiper lavorazioni di gole radiali e di troncatura


Utensili speciali

Inserti autobloccantiper lavorazioni di gole radiali e di troncatura

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Un tornio frontale manuale

Configurazione orizzontale

Lavorazione di pezzi con elevati diametri e lunghezza limitata

I torni semifrontali presentano anche la controtesta


Un tornio verticale manuale

Configurazione verticale

Lavorazione di pezzi con elevati diametri e lunghezza limitata

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