La tornitura CNC ha reso più semplice la lavorazione di pezzi che decenni fa sarebbero stati impegnativi. Questa tecnica è accurata e garantisce coerenza nella produzione di parti di alta qualità. Utilizza uno stazionario Strumento per tagliare per rimuovere materiale da un pezzo in rotazione. Di conseguenza, produce componenti di diverse forme e dimensioni che soddisfano specifiche e tolleranze rigorose.
È fondamentale comprendere i fondamenti della tornitura CNC di precisione per massimizzarne i vantaggi e aumentare la produttività. Questo articolo contiene tutte le risposte alle domande sulla tornitura CNC. Spiegherà in modo approfondito il processo di produzione della tornitura, i tipi di operazioni che è possibile utilizzare e le applicazioni delle parti tornite a CNC nelle industrie manifatturiere.
Cos'è la tornitura CNC?
La tornitura CNC è un processo di lavorazione sottrattiva che rimuove il materiale da un pezzo che gira ad alta velocità. Il pezzo è fissato ad un mandrino che effettua un numero variabile di giri al minuto. Quando l'utensile da taglio entra in contatto con il pezzo in rotazione, rimuove il materiale e scolpisce la forma desiderata. I torni CNC lavorano con componenti prevalentemente cilindrici o oblunghi. Può essere utilizzato anche per produrre altre forme come dischi, coni per quadri, esagoni o un mix.
Come utilizzare un tornio CNC
Il processo di produzione della tornitura è semplice. Si verifica in 4 fasi
Creazione di un modello CAD
Il primo passo della tornitura CNC è preparare un modello 2D o 3D del progetto finale utilizzando il software CAD. Esistono molti tipi di software che è possibile utilizzare. SOLIDWORKS, Fusion 360 e AutoCAD sono i più comuni. È facile preparare modelli CAD per progetti semplici. Tuttavia, progetti più complessi richiederanno i servizi di un esperto.
Conversione in formato compatibile CNC
La fase successiva è convertire il progetto elettronico in un linguaggio comprensibile alla macchina. Puoi farlo utilizzando software CAM come Mastercam, solidCAM o CAMWorks. Il software CAM controlla se il modello presenta errori, fornisce indicazioni per l'utensile di tornitura e imposta i parametri macchina necessari.
Preparare il tornio CNC
Prima di eseguire l'operazione di tornitura, è necessario impostare e configurare la macchina. Nonostante l'automazione, un operatore svolge un ruolo cruciale nella preparazione del tornio CNC. Per fare questo,
- Spegnere la macchina e caricare il pezzo sul mandrino.
- Successivamente selezionare gli utensili e fissarli sulla torretta portautensili.
- Calibrare impostando correttamente gli strumenti e il pezzo.
- Controllare e ottimizzare i parametri necessari.
- Carica il codice CNC e preparati per l'operazione di tornitura.
Nota: una velocità di rotazione bassa e una velocità di avanzamento elevata sono migliori per una forma grezza. Per finiture più lisce e parti con requisiti di tolleranza precisi, scegliere una velocità di rotazione elevata e una velocità di avanzamento inferiore.
Produci le parti tornite a CNC
Ora è il momento di riportare in vita la tua idea. Ci sono molte operazioni di tornitura che è possibile utilizzare. Non appena si esegue il programma, la macchina funziona continuamente fino al termine del programma o fino allo spegnimento. Il tempo di caricamento, taglio e inattività determina il tempo del ciclo di tornitura. Potrebbe essere necessario utilizzare la macchina più di una volta. Ciò dipende dalla complessità della parte.
Tipi di CNC Operazioni di tornitura
Le operazioni di lavorazione del tornio CNC possono essere interne o esterne. Le operazioni esterne agiscono sul diametro esterno del pezzo mentre le operazioni interne lavorano sul diametro interno. Tuttavia, è più difficile eseguire operazioni interne. Provoca l'accumulo di più trucioli e richiede strumenti più lunghi.
Esaminiamo in dettaglio entrambe le categorie di operazioni CNC
Operazioni di tornitura esterna (specifiche)
Svolta
Nel processo di tornitura, l'utensile rimuove gradualmente il materiale lungo il lato del pezzo con l'intenzione di ridurne il diametro esterno. Questa operazione può essere sia di sgrossatura che di finitura. Nella tornitura di sgrossatura, le parti finali sono precise con una finitura superficiale ruvida. Tuttavia, la superficie della parte finale nella tornitura di finitura è fine e lucida. Inoltre la superficie del pezzo tornito può avere diverse caratteristiche. Può variare da gradini e rastremazioni a smussi e contorni.
Tornitura dura
La tornitura dura è simile alle normali operazioni di tornitura CNC. Gli esperti lo riservano però agli acciai temprati con valori di durezza compresi tra 58 Rc e 68 Rc. L'inserto a punto singolo produce parti precise che soddisfano le strette tolleranze del settore. La tornitura dura è un'alternativa alla rettifica CNC. Rispetto alla rettifica, la tornitura dura è efficiente, più rapida ed economica.
Di fronte
Molte volte, un pezzo è solitamente più lungo di come dovrebbe essere. La tornitura frontale mira a ridurre la lunghezza di una parte. Nella sfacciatura, l'estremità del pezzo si trova perpendicolarmente all'asse di rotazione e si muove contro l'utensile. Questo processo leviga la parte mentre produce la lunghezza desiderata.
scanalatura
L'operazione di scanalatura prevede la creazione di un taglio stretto in un pezzo. La dimensione del taglio è correlata alla larghezza dell'utensile da taglio. Più largo è l'utensile, maggiore è la scanalatura che può produrre. Scanalature molto grandi richiedono più passaggi e tempi più lunghi. Si noti che la scanalatura può essere posizionata esternamente o sulla superficie del pezzo.
Separazione
Nella troncatura, l'utensile da taglio si muove radialmente nel lato del pezzo. Quando raggiunge il diametro interno o nucleo, separa o taglia una sezione della materia prima. Questa operazione riguarda le parti che sono state lavorate secondo la forma e le dimensioni richieste.
Operazioni di tornitura interna (non specifiche)
Noioso
L'alesatura comporta la rotazione di un pezzo preforato su un inserto. Mentre la parte gira, l'inserto taglia i bordi del foro per creare una varietà di caratteristiche. Le operazioni di alesatura aiutano ad espandere fori più piccoli, raddrizzare fori e mascherare difetti di pressofusione.
Perforazione
La perforazione utilizza una punta da trapano per praticare fori in un pezzo rimuovendo lentamente i materiali in eccesso. La dimensione dell'utensile di perforazione determinerà il diametro del foro. È importante calibrare correttamente il tornio CNC per garantire la precisione.
Threading
Questa operazione utilizza uno specializzato strumento di filettatura con un inserto indicizzabile che si muove assialmente lungo il lato del pezzo. Questo strumento ha un rumore appuntito a 60 gradi che taglia i fili sulle superfici esterne. I fili hanno lunghezze variabili e alcuni potrebbero richiedere più di un singolo passaggio.
zigrinatura
L'operazione di zigrinatura su un tornio CNC crea creste modellate su un pezzo di metallo. Questi motivi seghettati sono funzionali poiché migliorano la presa. Può anche servire a scopi estetici per migliorare l'aspetto di una parte.
Alesatura
L'alesatura utilizza strumenti specializzati per allargare i fori preforati e migliorarne la finitura superficiale. È simile a noioso e perforante. Tuttavia, rimuove una quantità minore di materiale e agisce principalmente come tecnica di post-elaborazione.
Tipi di torni CNC
Puoi utilizzare quattro principali tipi di torni CNC per il tuo progetto. Loro includono
Centri di tornitura orizzontali
È una macchina chiusa che utilizza un asse mandrino orizzontale. Mentre il pezzo ruota, l'utensile da taglio lo modella. È più adatto per parti più lunghe e cilindriche. Questo centro di tornitura CNC non beneficia della gravità. Di conseguenza, attorno agli utensili da taglio si accumulano trucioli che possono essere difficili da rimuovere. Questo tipo di macchina trova applicazione nella produzione di utensili di precisione e ricambi auto personalizzati.
Centri di tornitura verticali
Qui il pezzo si trova su un mandrino verticale. L'utensile da taglio funziona anche verticalmente per lavorare il pezzo verso l'alto o verso il basso. Questo tipo è appropriato per parti complesse poiché incorpora funzioni aggiuntive di fresatura e foratura. Ha un uso diffuso nelle applicazioni strutturali e nella creazione di prototipi per scopi sperimentali. La direzione verticale di questo tipo di macchina facilita la rimozione dei trucioli e velocizza il cambio utensile.
Torni orizzontali
In questo caso il pezzo viene posizionato parallelamente al suolo perché il mandrino è in posizione orizzontale. Questa macchina ha una capacità portante ridotta e una rigidità limitata che la rendono adatta a componenti di piccole e medie dimensioni. Raggiunge tolleranze strette nella produzione di raccordi elettrici e apparecchiature mediche.
Torni verticali
A differenza dei torni orizzontali, qui il mandrino è in posizione verticale. È un'opzione perfetta per i negozi con spazio limitato. Questa macchina ha un'eccellente capacità di carico che la rende adatta per componenti pesanti come parti di turbine marine ed eoliche. La configurazione verticale aggiunge flessibilità alle pratiche di lavorazione, adattandosi alle diverse esigenze di spazio e peso.
Componenti del tornio CNC
È importante capire come funziona ciascuna parte di un tornio CNC per ottenere il massimo risultato. Di seguito vengono identificati i torni CNC per quello che sono
paletta
La paletta è la centrale elettrica di un tornio CNC. Ospita il mandrino che fa ruotare il pezzo. La paletta si muove lungo l'asse X e si trova sul lato sinistro della macchina. Determina il diametro massimo del pezzo su cui è possibile lavorare.
Contropunta
La contropunta si trova all'estremità opposta della paletta e si muove sullo stesso asse. La sua funzione principale è quella di sostenere i pezzi lunghi e impedire che si spostino.
Mandrino
Gli esperti definiscono il mandrino la spina dorsale del tornio CNC. Fissa e ruota il pezzo. La maggior parte delle macchine ha un solo mandrino. Tuttavia, alcuni ne hanno più di uno per completare un'operazione di lavorazione.
Chuck
Il mandrino è una parte importante della macchina poiché trattiene il pezzo mentre ci lavori. Il mandrino è fissato alla paletta e ruotato dal mandrino. Mentre ruota, il pezzo viene rimosso nella stessa direzione.
Letto del tornio
Questa è la base della macchina dove si monta il pezzo. Serve come base che supporta e collega altri componenti. Di solito, viene fornito con fori che l'operatore può utilizzare per fissare le maschere di sostegno del pezzo. Ciò garantisce che il pezzo rimanga in posizione per evitare errori.
Trasporto
Il carrello monta e controlla il movimento dell'utensile di tornitura. Tiene sollevata la torretta portautensili e la guida contro il pezzo in lavorazione. Le parti principali di una carrozza sono la torretta, la slitta trasversale e la sella. Il carrello si muove lungo il bancale rispetto al pezzo.
Torretta portautensili
Le torrette portautensili sono i portautensili. Possono contenere più strumenti contemporaneamente nel giusto ordine. Ciò consente rapidi cambi tra gli utensili da taglio e riduce il numero di passaggi necessari per elaborare una parte.
Pannello di controllo
Questo è il cervello dietro tutte le operazioni di tornitura CNC. Il pannello di controllo interpreta il codice G e lo traduce in istruzioni. Determina la posizione dell'utensile e consente all'operatore di regolare i programmi prima di iniziare il processo di lavorazione.
Vantaggi della tornitura CNC
Ci sono molti vantaggi del processo di tornitura CNC che includono
- La tornitura CNC produce parti precise poiché elimina gli errori umani utilizzando CAD e software CAD.
- I centri di tornitura offrono flessibilità nella produzione poiché sono compatibili con molti materiali e diverse dimensioni dei pezzi.
- I torni CNC sono efficienti e veloci e consentono ai pezzi di arrivare sul mercato in tempo senza compromettere la qualità.
- Inoltre, la tornitura CNC è un metodo preciso in quanto garantisce coerenza nei lotti di produzione.
- La lavorazione di tornitura è un processo sicuro perché è completamente chiuso e impedisce ai materiali di volare via.
Svantaggi della tornitura CNC
Nonostante i numerosi vantaggi, la tornitura CNC presenta alcuni limiti. Di seguito sono riportati alcuni svantaggi del processo di produzione di parti di tornitura
- Il costo di installazione e manutenzione di un tornio CNC è elevato.
- La lavorazione al tornio CNC prevede limitazioni dimensionali e potrebbe non essere in grado di ospitare pezzi molto grandi.
- Poiché il processo di tornitura è un metodo sottrattivo, genera una notevole quantità di rifiuti.
Quali sono i materiali più appropriati per la tornitura CNC?
La tornitura CNC può lavorare con una varietà di materiali per fornire parti finali di alta qualità. Materiali diversi richiedono considerazioni specifiche in termini di velocità di rotazione, velocità di avanzamento e attrezzatura. Ecco una ripartizione di alcuni comuni materiali di tornitura CNC di precisione:
Metalli
La maggior parte delle parti tornite a CNC sono realizzate in metalli perché sono duri e possono resistere ai rigori dell'operazione. I macchinisti usano spesso ottone, alluminio, titanio e acciaio.
Plastica
Materie plastiche come nylon, ABS, PTFE e acrilico trovano applicazioni nella tornitura CNC. Sono leggeri, resistenti e facili da lavorare.
Legno
La tornitura CNC di precisione può anche lavorare materiali in legno tra cui noce, quercia e acero. Questo processo crea una lavorazione artistica del legno dettagliata con una finitura impeccabile.
Vetro
Anche se il vetro potrebbe non essere comune come altri materiali, è fattibile per alcune applicazioni di tornitura CNC. Con i giusti parametri è possibile lavorare diversi tipi di vetro con spessori variabili.
Cera
La cera trova applicazione nella prototipazione quando si utilizzano processi di tornitura CNC. È conveniente e facile da tagliare per renderlo dettagliato prototipi rapidi.
Applicazioni della tornitura CNC
La tornitura CNC è un processo importante nel settore manifatturiero. Quasi tutte le parti cilindriche e coniche sono il risultato del processo. Questa sezione discuterà brevemente alcuni settori che fanno molto affidamento sulla tornitura CNC
Componenti aerospaziali
La tornitura CNC ha rivoluzionato il settore aerospaziale. È un metodo inestimabile perché produce componenti aerospaziali leggeri con zero margini di errore. I produttori utilizzano la lavorazione di tornitura per produrre filettature, viti, alberi, pin di connettore e dadi.
Ricambi automotive
La lavorazione di tornitura svolge un ruolo cruciale nel settore automobilistico. È ripetibile, accelera la produzione e aumenta le vendite. I torni CNC sono utili nella produzione di ricambi auto come blocchi cilindri e componenti del cruscotto.
Industria elettronica
Poiché non richiede utensili specializzati, la tornitura CNC aiuta a produrre parti nell'industria elettronica in un breve lasso di tempo. È compatibile sia con i metalli che con la plastica per creare componenti elettronici di studio.
Industria petrolifera e del gas
La tornitura CNC di precisione aiuta nella produzione, riparazione e manutenzione di parti di macchine pesanti nell'industria petrolifera e del gas. È il metodo più affidabile e preciso per la produzione di parti come spinotti, pistoni, aste e cilindri.
Perché utilizzare Zintilon per i tuoi servizi di tornitura CNC?
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Conclusione
La tornitura CNC è fondamentale nel settore manifatturiero, poiché fornisce precisione e versatilità per un'ampia gamma di componenti. Questo articolo ha spiegato i diversi tipi di torni disponibili, le operazioni di tornitura CNC e i relativi pro e contro. Per favore contattarci se hai domande su qualsiasi lavorazione CNC.
FAQs
Quali sono i parametri chiave della tornitura CNC?
Alcuni parametri determinano il risultato e le operazioni di tornitura CNC. Includono velocità di taglio, velocità di avanzamento, profondità di taglio, geometria dell'utensile, flusso di refrigerante e velocità del mandrino.
Quali sono gli utensili utilizzati nella tornitura CNC?
Gli strumenti comuni della tornitura CNC sono utensili di tornitura, barre di alesatura, lame di troncatura, utensili per il taglio di filetti e alesatori.
Quanto costa la tornitura CNC?
Il costo per l'acquisto e la configurazione di un sistema di tornitura CNC varia. Copre le spese sostenute per macchine, strumenti software, costi di attrezzaggio, consumo energetico e costi di manodopera.
Come si confrontano la tornitura e la fresatura CNC?
Sebbene la tornitura e la fresatura siano tecniche di lavorazione CNC popolari. Nonostante le loro somiglianze, differiscono in molti modi. Nella fresatura CNC, è l'utensile da taglio che ruota per modellare un pezzo stazionario. Questo lo rende ideale per superfici irregolari e piane.
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