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TORNIO Descrizione della macchina I torni sono macchine che
eseguono l’asportazione di truciolo: lo scopo è ottenere superfici
esterne e interne variamente conformate. Nel tornio il pezzo in
lavorazione è solidale con il mandrino che riceve il moto e la
potenza da un organo motore che conferisce al pezzo in lavorazione
la velocità di taglio (figura 1).
Figura 1 - Vista di insieme del tornio parallelo
L’utensile è posizionato in un carrello porta-utensile che si
può muovere longitudinalmente, tra- sversalmente e secondo una
retta inclinata rispetto all’asse di rotazione; questi movimenti
sono garantiti da un insieme di slitte sovrapposte. In questa
macchina il moto di alimentazione, ret- tilineo o curvilineo, è
sempre posseduto dall’utensile. Il moto di appostamento, sempre
pos- seduto dall’utensile, è rettilineo e ha la funzione di
regolare la posizione dell’utensile rispetto al pezzo. Combinando
il moto di taglio con il moto di alimentazione si ottiene il moto
di lavoro che è elicoidale. I torni si distinguono essenzialmente
per il grado di automazione: ◊ torni manuali, quando le operazioni
sono compiute manualmente dall’operatore nella
sequenza del ciclo produttivo; ◊ torni a programma, quando
alcune o tutte le operazioni sono impostate in modo che si svol-
gano
nella sequenza stabilita senza alcun intervento manuale; ◊ torni
a controllo numerico, quando la macchina utensile è comandata
completamente da ordini
ricevuti da un nastro. Il ciclo di lavorazione è relativamente
semplice e sono economici sia la macchina che l’utensile.
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Rischi specifici della macchina Per tali rischi si intendono
quelli che possono manifestarsi per il mancato intervento dei ripa-
ri e dei dispositivi di sicurezza oppure per errori di manovra o
per uso non corretto dei DPI.
Impigliamento degli indumenti nel mandri- no rotante con
conseguente trascinamento nella rotazione.
Proiezione del materiale in lavorazione per effetto della forza
centrifuga.
ON
Avviamento accidentale della macchina, specialmente nei torni di
vecchia costru- zione dove il comando di messa in moto del mandrino
è del tipo a leva sporgente.
Schiacciamento degli arti con il mandrino durante la sua
sostituzione.
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Requisiti specifici di sicurezza Si riportano di seguito i
requisiti specifici di sicurezza indicati per il tornio.
◊ Le viti di fissaggio del pezzo al mandrino devono essere
incassate oppure protette con appo- sito manicotto che circonda il
mandrino.
◊ Deve essere installata una protezione costituita da uno
schermo, incernierato, scorrevole e idoneamente dimensionato, di
materiale trasparente, per permettere la visione del pezzo in
lavorazione, che garantisca solidità sotto l’azione di urti
violenti. Deve essere protetta anche la parte posteriore del tornio
a tutela delle persone che si trovano o transitano die- tro la
macchina.
◊ Gli organi di comando devono essere del tipo a pulsante. Per
quelli del tipo a leva è neces- sario applicare un dispositivo che
obblighi ad eseguire la manovra in due tempi.
◊ Il mandrino, quando per peso e volume non può essere sollevato
manualmente, deve esse- re sostituito usando idonee
imbracature.
Si fa presente che per tale macchina possono essere indicati
altri e/o diversi requisiti di sicurezza e, pertanto, quanto
riportato non è da intendersi né esaustivo né obbligatorio.
Principali norme comportamentali dei lavoratori e procedure Il
lavoratore deve porre la massima attenzione durante le normali
operazioni di lavoro, seguen- do le istruzioni impartite dal datore
di lavoro, dai dirigenti e dai preposti e alle informazioni ripor-
tate nel manuale d’uso e manutenzione della macchina. Si riportano
di seguito le principali operazioni da eseguire per la lavorazione
al tornio.
Accertarsi che il tornio sia spento. Accertarsi che il tornio
sia in folle. Montare il pezzo nel mandrino bloccandolo con
l’apposita chiave (figura 2).
Montare l’utensile.
Figura 2 – Operazione di serraggio del pezzo
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Abbassare il manicotto di protezione del mandrino (figura 3 e
figura 4).
Figura 3 – Manicotto in posizione aperta
Figura 4 – Manicotto con dispositivo di blocco che circonda il
mandrino in posizione di lavoro
Avviare il motore (il mandrino è fermo). Innestare la frizione
(il mandrino ruota). Avvicinare l’utensile al pezzo in movimento.
Lavorare sempre con la pedana di protezione.
Raccomandazioni La pulizia del tornio va effettuata con
l’apposito uncino salvamano. Non utilizzare in alcun modo l’aria
compressa. Quando vengono lavorati pezzi in grafite, in teflon o in
altri materiali che producono pol- veri tossiche o nocive deve
essere indossata la maschera antipolvere o i DPI previsti dalla
valutazione dei rischi.
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Dispositivi di protezione individuale
L’operatore deve indossare i seguenti dispositivi di protezione
individuale: ◊ guanti contro i rischi di natura meccanica con grado
minimo di protezione 2 per la
resistenza al taglio e alla lacerazione durante la manipolazione
dei pezzi da lavorare o l’asportazione di truciolo, come da norma
UNI – EN 388;
◊ occhiali di protezione contro la proiezione di schegge dal
pezzo lavorato durante le fasi di lavorazione, come da norma UNI –
EN 166;
◊ abiti antimpigliamento, evitando di indossare capi o accessori
personali che possano avvol- gersi nelle parti in movimento del
tornio, come da norma UNI – EN 510;
◊ calzature di sicurezza di categoria S2, come indicato dalla
norma UNI - EN 345.
Nota: si fa presente che i DPI da utilizzare sono sempre quelli
che il datore di lavoro ha individuato in base alle esigenze emerse
dalla valutazione dei rischi.
Il tornio è una macchina che opera per asportazione di truciolo,
il moto di taglio è dato dal pezzo in lavorazione (moto rotatorio)
mentre il moto di avanzamento è posseduto dall’utensile (moto
traslatorio). Il truciolo è asportato da un utensile a punta
singola cui durezza è superiore a quella del metallo in
lavorazione. Mediante tornitura si possono lavorare superfici di
diversa forma , sia esterne che interne.
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Gruppo testa
motrice fissa
Basamento E’ costituito da una struttura portante in ghisa fusa.
Le guide sono ampie e sono indurite mediante tempra
superficiale.
Gruppo carrello Carro (o slitta) longitudinale Carrello (o
slitta) trasversale Carrellino superiore Torretta portautensili
Gruppo barre
Vite madre Barra scanalata Barra rotazione mandrino
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Gruppo carrelli
Testa mobile (controtesta/ Toppo mobile)
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Attrezzature
Tornitura
Mandrino autocentrante
Obiettivo: Ottenere solidi di rivoluzione
Il pezzo possiede il moto di taglio
L'utensile possiede il moto diappostamento e di avanzamento
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Sfacciatura/Intestatura
Tornitura cilindrica esterna - spallamenti
Tornitura cilindrica esterna - spallamenti
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Tornitura cilindrica interna - spallamenti
Troncatura
Tornitura conica Grandi angoli piccola lunghezza con α/2 >=
10° In questo caso la conicità si esegue ruotando la torretta
utensile L’avanzamento sarà manuale
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LE FORMULE DI TORNITURA Legenda: Vc. = Velocità di taglio in
metri al minuto. E’ la velocità periferica con cui
il tagliente asporta il materiale. n. = Velocità di rotazione
del mandrino in giri al minuto. D. = Diametro del pezzo in
millimetri. f. = Avanzamento utensile ad ogni giro in millimetri /
giro. Vf. = Avanzamento utensile in millimetri al minuto. TT =
Pigreco valore 3,14.
n x rr x D Velocità di taglio metri/min : Vc =
---------------------
1000
Vc x 1000 N° di giri min. : n = -----------------
rr x D
Velocità di avanzamento mm. / min. : Vf = n x f
Velocità di taglio costante in metri/minuto E’ l’adeguamento
automatico del numero di giri del mandrino al variare del diametro
di lavoro, per mantenere costante la velocità di taglio scelta.
Caratteristica tipica dei torni CNC.
Limitazione del numero di giri Sfacciare fino a diametri piccoli
a Vc. costante implica un aumento progressivo del numero di giri,
che in molti casi ci obbliga a impostare una limitazione del numero
di giri. In questo caso la velocità di taglio costante verrà
mantenuta fino al raggiungimento del numero di massimo impostato
poi si continuerà a lavorare a giri fissi.
La formula per calcolare fino a che diametro verrà mantenuta la
Vc costante è la seguente:
D = Vc : limitazione : 3,14 X1000 Esempio: se ad un diametro di
mm.100 impostiamo una Vc. Di 200 metri/min ed una limitazione di
giri di 800 noi partiremo con un numero di giri S= 636 e manterremo
la Vc costante fino al diametro di mm.79.
200 : 800 : 3,14 x 100 = 79
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La profondità di taglio Ap in mm In tornitura è lo spessore di
materiale da asportare. E’ sempre radiale ed è espressa in mm.
Volume di truciolo asportato al minuto in cm3/min Si calcola
moltiplicando velocità di taglio per l’avanzamento al giro per la
profondità di taglio.
Volume di truciolo asportato cm3/min : Q = Vc x f x Ap
Calcolo del tempo di lavoro in minuti per una lunghezza L.
Velocità di avanzamento Vf. mm. / min. : Vf = n x f Tempo di
contatto Tc. in minuti. : Tc = L / Vf
Esempio :
Percorso L. = 200 n° = giri 400 f. = 0,3 mm. Vf. = 400 x 0,3 =
120 mm./ min.
Tc = 200/ 120 = 1,66 minuti
Per trasformare la frazione di minuto in secondi moltiplicarla x
60. 0,66 x 60 = 40 secondi.
Per il calcolo su una sfacciatura a Vc costante utilizzare il
numero di giri calcolati sul diametro medio.
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f2 0.252 0,252 Ry = --------- esempio: --------- = 19.5 micron
---------
RUGOSITA E RAGGIO DI PUNTA DEL TAGLIENTE : re
Il raggio di punta influenza la rugosità Ra e l’ altezza Ry,
Ry = E’ la massima distanza verticale tra singoli picchi – valle
prodotti sulla superficie dall’avanzamento del tagliente sul pezzo.
Si calcola in modo approssimativo con la seguente formula e
sintetizzata nella tabellina dimostrativa sottostante (il risultato
è in mm., moltiplicare x 1000 per trasformare in micron):
8 x re
8 x 0,4
8 x 2,4 = 3,3 micron
Possiamo notare come un raggio di punta 0,4 con f. 0,25 genera
un’altezza del profilo di 19,5 micron, un raggio 2,4 con pari
avanzamento genera un’altezza di 3,3 micron.
Tabella altezza profilo partendo da avanzamento e raggio di
punta
Avanzamento " f " in mm./giro
Raggio di punta Re in mm. 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 2,4
Valore Ry Altezza profilo in micron
0,05
1,6
0,8
0,10 6,3 3,1 1,6 1,0 0,8 0,5 0,15 14,1 7,0 3,5 2,3 1,8 1,2 0,20
25,0 12,5 6,3 4,2 3,1 2,1 0,25 39,1 19,5 9,8 6,5 4,9 3,3 0,30 56,3
28,1 14,1 9,4 7,0 4,7 0,40 50,0 25,0 16,7 12,5 8,3 0,60 56,3 37,5
28,1 18,8 0,80 66,7 50,0 33,3 1,00 104,2 78,1 52,1
Il raggio di punta influenza parallelamente il valore
superficiale Ra
Ra = E’ la media aritmetica degli scostamenti assoluti del
profilo rispetto alla linea media, all’interno della lunghezza di
misura L. In maniera approssimativa si calcola anche il valore di
rugosità Ra le formule seguenti e sintetizzate nella tabellina
dimostrativa sottostante:
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f2 x 50 re X Ra Ra -------------- f = v ---------
re 50
Tabella avanzamenti partendo da Ra e raggio di punta
Valore Ra Finitura superficiale
Raggio di punta Re in mm. 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 2,4
Avanzamento " f " in mm./giro
0,6
0,05 0,07 0,10 0,12 0,14 0,17 1,6 0,08 0,12 0,16 0,20 0,23 0,29
3,2 0,12 0,16 0,23 0,29 0,33 0,40 6,3 0,23 0,33 0,40 0,47 0,57 8,0
0,40 0,49 0,57 0,69
Il raggio di punta e la forma dell’inserto influenzano
l’avanzamento da utilizzare
Tabella indicativa degli avanzamenti massimi consigliati con
inserto a 90° circa.
FORMA INSERTO
Raggio di punta Re in mm. 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 2,4
Avanzamento massimo al giro. (in mm.giro) CNMG SNMG DNMG
TNMG
0,13
0,25
0,50
0,80
1,00
1,60
TCMT DCMT VBMT CCMT
0,08
0,16
0,32
0,50
0,63
1,00