Come migliorare la finitura superficiale nella tornitura

 

Durante la fase di finitura delle operazioni di tornitura, l'ultima cosa che un operatore desidera è scartare una parte a causa di una scarsa finitura superficiale. I produttori devono considerare vari fattori per migliorare la finitura superficiale e soddisfare i requisiti del cliente. Sebbene sia essenziale utilizzare l'inserto e i parametri di taglio corretti, è altrettanto importante adottare un approccio olistico per produrre una migliore qualità superficiale.

 

▲ operazioni di tornitura

 

Adottare un approccio olistico

 

È fondamentale considerare tutti i passaggi dalla sgrossatura alla finitura, poiché sono interconnessi, correlati e interdipendenti. Ad esempio, devi considerare la tolleranza lasciata per la finitura e la semi-finitura prima di iniziare le operazioni di sgrossatura.

 

Per garantire una finitura superficiale di alta qualità, l'operatore deve rimuovere una quantità appropriata di materiale durante le fasi di sgrossatura e semi-finitura in modo che il processo di finitura possa procedere senza intoppi e con errori minimi. Qualsiasi problema durante queste fasi può portare a una scarsa qualità della superficie.

 

La sgrossatura rimuove la maggior parte del materiale, riducendo lo stress sull'utensile di finitura. Anche la corretta corrispondenza della tolleranza di sgrossatura impedisce danni prematuri all'utensile di finitura. Molti produttori preferiscono utilizzare parametri di avanzamento più aggressivi durante la sgrossatura, che possono causare grandi sbavature sulle pareti delle parti, rendendole difficili da rompere.

 

▲ rimuovere una quantità adeguata di materiale

 

Se queste bave vengono trovate durante le operazioni di finitura, possono essere molto dure (con conseguente tagliente di riporto), portando a una durata dell'inserto notevolmente ridotta. L'utensile di sgrossatura deve essere programmato per rimuovere le bave di intaglio e fornire una buona superficie lavorata per la fase di finitura.

 

▲ bordo costruito

 

Se si osserva una macchina che funziona normalmente o un'operazione di tornitura su acciaio dolce, l'operatore deve ottenere una finitura superficiale sufficientemente buona nelle fasi iniziali per ottenere la qualità superficiale necessaria. Se si inizia ad analizzare componenti in acciaio temprato, la finitura superficiale durante la laminazione grezza prima del trattamento termico influenzerà notevolmente la qualità superficiale finale dopo il trattamento termico.

 

 

II Selezione dell'avanzamento e della velocità appropriati

 

Durante la finitura, utilizzerai un avanzamento superficiale maggiore, che porterà a una velocità maggiore e a una velocità di avanzamento inferiore. Inoltre, la profondità di taglio sarà generalmente inferiore. Tuttavia, è altrettanto importante assicurarsi che la velocità di avanzamento sia allineata con la finitura superficiale desiderata. Se la velocità di avanzamento è troppo lenta, può causare un attrito eccessivo e un'usura prematura dell'inserto, con conseguente scarsa qualità della superficie.

 

Una velocità di taglio più elevata aiuta ad aumentare leggermente la temperatura, il che può migliorare la finitura superficiale. Inoltre impedisce al materiale di aderire alla parte superiore o alla superficie dell'utensile. Rispetto alle applicazioni di sgrossatura, l'operatore dovrebbe aumentare leggermente la velocità, ma non troppo, poiché ciò potrebbe avere l'effetto opposto. Se il tagliente di riporto appare sul lato dell'inserto, la velocità di avanzamento dovrebbe essere aumentata.

 

Molti marchi tendono ad abbassare la velocità rispetto alle applicazioni di sgrossatura, il che è un errore comune nelle operazioni di finitura. Aumentare la velocità è essenziale per ottenere una finitura superficiale di alta qualità.

 

▲ Una scanalatura del portautensili con tolleranza dimensionale eccessiva può ridurre l'area di contatto tra l'inserto (come un inserto WNMG) e la scanalatura, determinando movimenti nella scanalatura. Ciò può causare micro-vibrazioni, che hanno un impatto negativo sulla finitura superficiale.

 

Determinare la corretta profondità di taglio aiuterà a stabilizzare il processo di tornitura. Una profondità di taglio troppo bassa può far sì che il raggio della punta dell'utensile applichi tutta la forza radialmente sulla parte, il che può causare vibrazioni e influire negativamente sulla finitura superficiale.

 

È anche importante evitare di usare una profondità di taglio troppo grande, poiché la maggior parte del materiale dovrebbe essere rimossa durante le fasi di sgrossatura e lavorazione intermedia. In genere, si desidera una profondità di taglio leggera e una velocità di avanzamento inferiore.

 

 

III Selezione degli strumenti di marca appropriati

 

▲ inserti di marca

 

L'utilizzo di inserti di marca può aiutare a ottenere migliori prestazioni di taglio. Inoltre, discutere di nuove applicazioni con i produttori di inserti può aiutare a identificare quali inserti produrranno finiture superficiali di alta qualità durante le operazioni di tornitura, consentendo così la selezione dell'inserto appropriato. Le condizioni di lavorazione e il materiale della parte determinano quale tipo di inserto è adatto, ma alcune caratteristiche generali possono essere consigliate durante la fase di finitura.

 

Finché la geometria del pezzo lo consente, in genere si preferiscono raggi più grandi durante la finitura. Un raggio più grande aiuta a levigare il materiale in modo più efficace, quasi come un wiper. Con un raggio di inserto più grande, è possibile aumentare leggermente la velocità di avanzamento mantenendo comunque un'elevata qualità della superficie. Tuttavia, nelle applicazioni a parete sottile, un raggio di inserto più piccolo riduce le forze di taglio radiali, il che può impedire flessione e vibrazione, evitando così impatti negativi sulla finitura superficiale.

 

La forma dell'inserto ha un impatto significativo sulla formazione iniziale del truciolo e sulla finitura superficiale.

 

 

IV Il ruolo degli inserti Wiper nella lavorazione

 

L'utilizzo di inserti di marca può aiutare a ottenere migliori prestazioni di taglio. Inoltre, discutere di nuove applicazioni con i produttori di inserti può aiutare a identificare quali inserti produrranno finiture superficiali di alta qualità durante le operazioni di tornitura, consentendo così la selezione dell'inserto appropriato. Le condizioni di lavorazione e il materiale della parte determinano quale tipo di inserto è adatto, ma alcune caratteristiche generali possono essere consigliate durante la fase di finitura.

 

Finché la geometria del pezzo lo consente, in genere si preferiscono raggi più grandi durante la finitura. Un raggio più grande aiuta a levigare il materiale in modo più efficace, quasi come un wiper. Con un raggio di inserto più grande, è possibile aumentare leggermente la velocità di avanzamento mantenendo comunque un'elevata qualità della superficie. Tuttavia, nelle applicazioni a parete sottile, un raggio di inserto più piccolo riduce le forze di taglio radiali, il che può impedire flessione e vibrazione, evitando così impatti negativi sulla finitura superficiale.

 

La forma dell'inserto ha un impatto significativo sulla formazione iniziale del truciolo e sulla finitura superficiale.

 

 

V Selezione del rompitruciolo appropriato

 

Anche la scelta del rompitruciolo appropriato è fondamentale. Quando l'inserto si impegna nel taglio, la superficie superiore dell'inserto interagisce direttamente con il materiale in lavorazione e con l'area del truciolo. Pertanto, se si utilizza una velocità di avanzamento inferiore per ottenere una profondità di taglio ridotta, il rompitruciolo apparirà diverso rispetto a quando si utilizza una velocità di avanzamento superiore per ottenere una profondità di taglio maggiore. È necessario selezionare il rompitruciolo appropriato per il materiale, poiché una corretta rottura del truciolo è essenziale per mantenere una finitura superficiale uniforme e buona, soprattutto su più parti.

 

 

VI I rivestimenti più sottili sono migliori

 

Un aspetto di questo processo spesso trascurato è il modo in cui la qualità dell'inserto influisce sulla finitura superficiale, in particolare per quanto riguarda i rivestimenti.

 

Confrontando i rivestimenti PVD (Physical Vapor Deposition) con quelli CVD (Chemical Vapor Deposition), i rivestimenti CVD sono spesso molto più spessi dei rivestimenti PVD. I rivestimenti più spessi affrontano sfide maggiori nel produrre finiture superficiali di alta qualità, in modo coerente. Grazie alla natura adesiva del rivestimento, il PVD fornisce una finitura superficiale migliore rispetto ai rivestimenti CVD. Gli inserti PVD hanno un rivestimento completo su tutte le superfici, mentre il CVD può ridurre il rivestimento sulle micro geometrie, alterando così la forma delle micro geometrie.

 

 

VII Come controllare i chip

 

▲ refrigerante ad alta pressione direttamente sul tagliente

 

Per la maggior parte delle operazioni di tornitura, si consiglia di dirigere il refrigerante ad alta pressione direttamente sul tagliente. Ciò aiuta a rimuovere i trucioli dall'area di taglio. Il controllo dei trucioli è essenziale per mantenere una finitura di alta qualità. La rimozione dei trucioli impedisce all'utensile di reinserirsi con essi, il che potrebbe danneggiare il tagliente dell'utensile. Inoltre impedisce ai trucioli di arricciarsi attorno all'utensile e di spostarsi sulla superficie del pezzo in lavorazione, il che potrebbe causare graffi o imperfezioni durante la finitura.

 

"Il refrigerante aiuta a mantenere sia la parte che l'utensile freddi, consentendo di tagliare a velocità maggiori. Se il refrigerante ad alta pressione non è un'opzione, il raffreddamento convenzionale o interno è la migliore alternativa."

 

Il refrigerante non è consigliato per tutte le applicazioni. Per la tornitura di materiali temprati, ovvero qualsiasi cosa sopra HRC, 50-evitare di usare refrigerante con inserti in ceramica, poiché tende a causare shock termico all'utensile, che potrebbe portare alla rottura dell'utensile. Tuttavia, se il materiale è più morbido, il refrigerante può essere usato con inserti in ceramica.

 

Il controllo del truciolo è fondamentale perché, in questo processo, dobbiamo dissipare il calore attraverso i trucioli. Tuttavia, è anche necessaria un'area di taglio sufficientemente ampia. Se l'area di taglio viene ridotta, la massa di materiale che rimuove calore dalla zona di taglio diminuirà, causando usura chimica, usura del fianco e usura del cratere sull'inserto. Quando si considera la finitura superficiale, il controllo del truciolo diventa una vera sfida. Ecco perché è essenziale scegliere la geometria corretta e mantenere i parametri di taglio appropriati per una determinata applicazione.

 

 

VIII Anche la rigidità è importante

 

Molti concordano sul fatto che il portautensili e l'attrezzatura svolgono un ruolo significativo nel raggiungimento di finiture superficiali di alta qualità. Se l'attrezzatura manca di rigidità, causerà vibrazioni, che possono influire sulla finitura. È ugualmente importante assicurarsi che il portautensili abbia la sporgenza più corta possibile per aiutare a mantenere la sua rigidità. Sia il pezzo in lavorazione che l'utensile devono essere adeguatamente supportati per eliminare le vibrazioni durante la finitura.

 

Un aspetto che molti potrebbero non considerare è il modo in cui l'inserto è montato nel portautensili. Il design del portautensili può svolgere un ruolo critico. Una scanalatura del portautensili troppo aperta riduce l'area di contatto tra l'inserto e la scanalatura del portautensili (come nel caso degli inserti WNMG), introducendo movimento nella scanalatura. Ciò può causare micro-vibrazioni che hanno un impatto negativo sulla finitura superficiale.

 

Il movimento nell'utensile rende anche difficile mantenere le tolleranze dimensionali della parte. Il portautensile deve corrispondere alla tolleranza dimensionale dell'inserto e rimanere in buone condizioni. Non deve esserci usura o deformazione, poiché anche il più piccolo movimento può causare conseguenze negative.

 

 

IX Rispettare le buone pratiche di lavorazione

 

Il modo migliore per ottenere una buona finitura superficiale è iniziare con le raccomandazioni del produttore dell'inserto e seguire le sue linee guida. Questo è un buon punto di partenza. È possibile apportare modifiche durante i tagli di prova, ma queste raccomandazioni sono più adatte agli operatori con una vasta esperienza, quindi è essenziale accumulare regolarmente conoscenze professionali.

 

Per le operazioni di finitura è preferibile selezionare inserti con un angolo di spoglia positivo. Un angolo di spoglia positivo aiuta a creare un tagliente affilato per tagliare il materiale. Per la sgrossatura, potrebbe essere consigliato un angolo di spoglia negativo, in quanto eserciterà più forza dietro il tagliente per rimuovere più materiale, fornendo un punto di partenza migliore per la finitura.

 

Un altro fattore da considerare è la forza direzionale. Nelle fasi finali, vuoi applicare quanta più forza possibile in senso assiale lungo la parte, poiché ciò fornirà la stabilità di cui hai bisogno. La scelta di un inserto con un angolo di approccio vicino a 0 gradi ti consentirà di esercitare più forza in senso assiale, ma devi anche aumentare il gioco posteriore dell'inserto per ottenere una finitura superficiale di alta qualità.

 

La forza tangenziale è un fattore importante nella lavorazione. La forza tangenziale, che combina forze assiali e radiali, può essere considerata una costante nelle operazioni di tornitura. Se gli operatori aumentano la forza assiale, ridurranno l'impatto della forza radiale, consentendo loro di mantenere tolleranze migliori e ridurre le micro-vibrazioni riducendo al minimo l'instabilità naturale. Questa potrebbe non essere una considerazione cruciale durante le fasi di sgrossatura e semi-finitura del processo.

 

Infine, nota che anche la direzione della forza di taglio è importante. Devi assicurarti che la forza operativa sia diretta nella parte ben supportata del pezzo in lavorazione. Lavorare lontano dal supporto provocherà vibrazioni, che possono anche avere un impatto sulla durata dell'utensile e la finitura della superficie ne sarà sicuramente influenzata.