Configurazione del tornio CNC: struttura e funzione
La tornitura è uno dei processi di lavorazione. La tornitura è caratterizzata dal movimento di taglio eseguito dal pezzo. Il movimento ausiliario - cioè l'avanzamento e l'entrata - è generato dall'utensile con l'ausilio di una slitta longitudinale e trasversale. Se si lavorano pezzi molto sottili, è possibile sostenerli con un appoggio fisso. Il design di un tornio CNC si è evoluto negli ultimi decenni: da un semplice tornio, che di solito viene impostato e azionato manualmente, a una moderna macchina CNC.
Oltre al mandrino principale e alla torretta (portautensili), questi includono le seguenti opzioni:
- Un contromandrino per la lavorazione completa su 6 lati
- Posizioni utensile motorizzate sulla torretta
- Un asse Y per la lavorazione fuori centro
Alta tecnologia all'interno: cosa rende le macchine CNC così speciali
Le lettere NC sono sinonimo della parola inglese “Numerical Control”. Descrivono il controllo di una macchina mediante l'immissione di numeri. Se questo controllo viene effettuato con l'ausilio di un computer, si parla di “controllo numerico computerizzato”, ovvero di macchine CNC. Questi controlli CNC sono utilizzati per controllare e regolare le macchine utensili, compresi i torni. Oltre al CNC, i torni sono sempre costituiti da un telaio, un banco di tornitura, la cosiddetta fantina, la slitta portautensili, un contro-mandrino per un asse a 6 lati e un asse Y per la lavorazione fuori centro, una contropunta opzionale e un appoggio.
Progettazione di torni CNC: dal semplice al complesso
I torni sono utilizzati in tutto il mondo e in un'ampia gamma di settori. L'esperienza ha dimostrato che ogni industria ha i propri standard, procedure, norme e regolamenti per la produzione. Ne conseguono requisiti diversi per il funzionamento e il controllo di un tornio CNC. L'esempio seguente lo illustra: Se un tornio viene utilizzato nella produzione di grandi volumi per il settore automobilistico, ad esempio, e vengono prodotti componenti con poche variazioni, la macchina viene utilizzata e programmata relativamente poco. In questo caso l'attenzione è rivolta all'alta efficienza, ai brevi tempi non produttivi, alla massima stabilità del processo e quindi alla qualità dei componenti. D'altro canto, nella costruzione di stampi o nella produzione per conto terzi, ad esempio, la produzione avviene spesso con un numero maggiore di varianti e in piccoli lotti. Ciò richiede un funzionamento più frequente della macchina. Per offrire all'industria il maggior numero possibile di opzioni di lavorazione, i produttori di macchine utensili come DMG MORI sviluppano continuamente torni CNC. Ad esempio, oggi esistono torni con più di una torretta (2 ¾) per contenere più utensili e la funzione dell'asse B, un movimento interpolante dell'utensile. I movimenti orizzontali e verticali dell'utensile che sono possibili in questo caso consentono la lavorazione di componenti complessi.
Tipi di componenti
Indipendentemente dal luogo di utilizzo o dai requisiti tecnici di produzione, la struttura dei torni CNC è costituita dai seguenti componenti:
- Telaio: elemento portante (solitamente in ghisa grigia) che sostiene tutti gli elementi mobili e fissi di una macchina. Garantisce stabilità e resistenza, previene le vibrazioni e assicura la precisione.
- Piano del tornio: piastra di base su cui è montata una macchina. Il basamento del tornio fornisce una base stabile e piana in modo che le guide degli utensili e le altre parti mobili possano muoversi agevolmente.
- Paletta: contiene il mandrino principale che fa ruotare un pezzo. La paletta è responsabile della rotazione precisa di un pezzo. Può anche ospitare diversi dispositivi di serraggio (mandrini, pinze).
- Contromandrino: è un secondo mandrino che ruota in senso opposto al mandrino principale. Consente la lavorazione del pezzo da 6 lati senza bisogno del doppio serraggio del pezzo. Le macchine con contromandrino sono ora di serie: l'NLX 2500 SY700 - un tornio universale con asse Y e contromandrino - è ora una delle macchine più vendute di DMG MORI.
- Posizioni dell'utensile guidato nella torretta: può essere spostato da un motore per aumentare la precisione.
- Asse Y: per la lavorazione decentrata consente di lavorare pezzi complessi fuori centro.
- Azionamento di avanzamento: è responsabile dei movimenti della slitta dell'utensile e di altre parti mobili lungo gli assi desiderati. Garantisce movimenti precisi e controllati durante il processo di tornitura.
- Slitta utensile: trasporta l'utensile da taglio e lo sposta con precisione lungo gli assi desiderati per lavorare il pezzo. La slitta può essere spostata in diverse direzioni e consente quindi diversi processi di taglio.
- Contropunta: è la controparte opposta alla paletta e la sostiene. La contropunta può essere spostata lungo il basamento della macchina. Ha un centro rotante per mantenere stabile il pezzo.
- Lunetta: supporto aggiuntivo per stabilizzare i pezzi lunghi durante la lavorazione. Ciò impedisce anche che il pezzo si pieghi o oscilli.
- Tecnologia di controllo CNC: fornisce e converte i dati digitali in dati della macchina per ottenere una sequenza completamente automatica di tutte le funzioni all'interno di un'operazione di lavorazione.
- Refrigerante/lubrificante: circuito indipendente all'interno di una macchina per lubrificare e raffreddare i componenti in movimento utilizzando i cosiddetti lubrificanti di raffreddamento. Sono rilevanti per la sicurezza delle macchine e la qualità dei componenti.
Ecco come funziona un processo di tornitura
Prima dell'avvio del processo di tornitura, ovvero la lavorazione CNC, l'operatore carica un programma creato in precedenza con sequenze di lavorazione o sequenze di movimento. Il pezzo viene anche bloccato nel mandrino. La scelta degli utensili da taglio si basa sull'attività di tornitura e sul materiale del pezzo. Una volta che tutti gli utensili sono stati definiti, vengono bloccati nella torretta: un portautensili per diversi utensili. Il tornio CNC è ora pronto per il processo di lavorazione CNC, durante il quale il pezzo ruota e l'utensile da taglio rimuove il materiale dal pezzo in base ai parametri specificati.
Molte varianti: diversi processi di tornitura
Ai pezzi torniti semplici viene data la loro forma da un movimento di avanzamento nella direzione dell'asse di rotazione o perpendicolare ad esso. I diversi processi di tornitura sono denominati in base al movimento di avanzamento direzionale.
- Tornitura lunga: l'utensile di tornitura si muove parallelamente all'asse del pezzo (solitamente da sinistra a destra) con l'obiettivo di tornire un componente cilindrico a un diametro specifico.
- Sfacciatura: l'utensile si muove perpendicolarmente all'asse del pezzo con l'obiettivo di lavorare una faccia terminale o uno spallamento. La direzione di movimento dell'utensile di tornitura dipende dall'attività e dal tagliente.
- Tornitura: l'utensile si muove parallelamente o perpendicolarmente all'asse del pezzo.
- Piercing: Processo di tornitura per la produzione di determinate forme di scanalature.
- Taglio: Forma speciale di tornitura per incavo in cui il pezzo o una sezione di esso è completamente separato dal grezzo. Il tagliente principale dell'utensile non solo può essere inclinato, ma anche dritto.
- Taglio: Descrizione della scanalatura, in cui la direzione di avanzamento dell'utensile di scanalatura è parallela all'asse del pezzo.
- Tornitura di profili: il tagliente principale dell'utensile di tornitura ha la forma del profilo da produrre. - Tornitura conica: Tornitura lunga con diametro decrescente e creando così una forma conica.
- Tornitura dei filetti: Processo di tornitura lungo in cui la velocità di avanzamento è il fattore decisivo per determinare il passo dei filetti.
- Tornitura della forma: i singoli movimenti di avanzamento e taglio creano una forma specifica.
- Tornitura a copia: in questo caso, la forma del pezzo viene prelevata da una dima e trasferita su slitte longitudinali e trasversali.
Orizzontale o verticale: disegni al tornio
La posizione del mandrino definisce il tipo di macchina: nelle macchine verticali, il mandrino è verticale e il pezzo è bloccato orizzontalmente o sospeso. Nelle macchine orizzontali, il mandrino è orizzontale e il pezzo è tenuto in posizione verticale. Per pezzi molto grandi con grandi diametri, come ad esempio flange di grandi dimensioni (> 1 m), può essere utile eseguire la lavorazione su un tornio verticale. Oltre a un bloccaggio più semplice (deposito mediante tecnologia di sollevamento dall'alto), le forze che si verificano possono essere gestite molto meglio con questo design. Le macchine di questo tipo sono solitamente progettate con costruzione a portale o a portale. I torni orizzontali sono generalmente progettati come una colonna console o un design a croce. Questi torni CNC sono utilizzati per lavorare pezzi particolarmente lunghi. DMG MORI ha anche macchine per la tornitura di produzione orizzontale nel suo portafoglio.
Inoltre, le cosiddette macchine di tornitura-fresatura sono ormai standard anche nell'uso industriale quotidiano. Questo termine comprende le tecnologie in cui lo spettro di lavorazione viene ampliato da un cambio utensile automatico e spesso da un mandrino di fresatura con una propria unità di azionamento e/o attrezzature aggiuntive. La varietà e la ricca varietà di torni CNC, torni universali e le suddette versioni orizzontali fanno di DMG MORI un produttore di macchine utensili in grado di coprire in modo affidabile l'intero spettro delle attività di tornitura.