Torni per metalli & Co. Corso breve per vili genti meccaniche, bricoleurs e simpatizzanti.
Ora che sappiamo come si chiamano le varie parti del tornio, ed a cosa servono, parliamo delle possibili lavorazioni che su questa macchina utensile sono possibili.
Provo a farne un elenco :
- tornitura cilindrica
- tornitura in piano (spianatura o sfacciatura)
- tornitura conica
- foratura
- alesatura (tornitura cilindrica interna)
- troncatura
- filettatura
- godronatura
- rettifica in tondo
- fresatura
- tornitura sferica
- lavorazioni a mano libera
Vediamole una ad una.
-- Tornitura cilindrica--
La tornitura cilindrica è quella maggiormente praticata, e consiste semplicemente nella riduzione del diametro del pezzo alla misura desiderata eseguendo le necessarie "passate" di utensile manovrando con il volantino del primo carrello.
Generalmente si inizia con le passate di sgrossatura eseguite a media velocità, medi avanzamenti e forti penetrazioni con l' utensile sgrossatore, che ha tagliente rettilineo e punta a spigolo.
Ci si avvicina al diametro finito maggiorato di alcuni decimi di millimetro, e poi si ultima con una o più passate di finitura con velocità maggiore ed avanzamento inferiore che nella sgrossatura, utilizzando un utensile finitore con la punta avente un piccolo raggio di curvatura.
In questa operazione è molto utile azzerare il tamburo graduato del volantino del secondo carrello per apprezzare la misura del diametro raggiunto, senza stare a controllare frequentemente con il calibro a corsoio.
Punta e contropunta, naturalmente, devono essere perfettamente allineate, pena una conicità non voluta!
-- Sfacciatura --
La tornitura in piano, o sfacciatura, si fà con un apposito utensile a coltello, manovrando il volantino del carrello trasversale e bloccando invece il primo carrello. L' utensile deve essere regolato necessariamente alla stessa altezza delle punte, perchè in caso contrario non si riuscirà a completare al centro la sfacciatura e rimarrà un "codolino" sporgente al centro del pezzo. L' avanzamento si fà in automatico od a mano.
Dal momento che la velocità di taglio diminuisce dall' esterno verso il centro a causa del diminuire del raggio sino ad annullarsi al centro, sarebbe bene diminuire man mano proporzionalmente anche l' entità del valore dell' avanzamento, soprattutto se si vuole il miglior grado di finitura superficiale possibile
Tornitura conica ----
Per la tornitura conica bisogna distinguere due casi :
- torniture di debole conicità, che vanno eseguite montando il pezzo tra punta e contropunta, spostando però trasversalmente quest' ultima di una certa entità necessaria a rendere parallela alle guide una generatrice del cono che si vuole creare. Il lavoro poi prosegue come nel caso della tornitura cilindrica.
- torniture a forte conicità, nelle quali non è possibile utilizzare il metodo di cui sopra. Si deve perciò necessariamente utilizzare il movimento del terzo carrello (o slitta portautensili, se vi fà piacere chiamarla così), procedendo a mano dopo averlo sboccato e ruotato angolarmente di un valore pari alla metà della conicità indicata sul disegno del pezzo.
Si utilizza a questo scopo la scala graduata in gradi posta alla base del terzo carrello, che normalmente si tiene fissata sullo zero. Se sul disegno non è riportato l' angolo di conicità, ma invece sono indicati i diametri maggiore e minore assieme all' altezza del cono, si deve utilizzare una formula trigonometrica per ricavare l' angolo di conicità.
Se qualcuno pensa possa esserle utile, la posterò.
-- Foratura --
La foratura si fà con il pezzo montato a sbalzo sull' autocentrante, sostituendo sulla controtesta un mandrino da trapano alla contropunta. La controtesta và bloccata alle guide con l' apposita leva, e l' avanzamento di lavoro si fà girando a mano il volantino che muove il cannotto che porta il mandrino.
Il primo foro deve essere eseguito necessariamente con una specifica punta da centro per fare l' invito conico, e non con una normale punta elicoidale.
Creato un foro iniziale, però, si può proseguire con quest' ultime per allargare il diametro di foratura e/o per renderla più profonda. Un sistema più sofisticato per eseguire forature al tornio, non praticato nei torni hobbystici, è quello di montare le punte elicoidali non sul mandrino alloggiato sulla controtesta, ma su un apposito portautensili con alloggiamento conico montato sulla torretta della slitta.
La punta và regolata esattamente in asse con il centro di rotazione del pezzo, e successivamente si procede alla foratura, con il vantaggio che l' avanzamento della punta è fatto inserendo il movimento automatico del primo carrello. E' molto utile quindi quando si devono eseguire molte forature in successione, senza dover girare a mano il volantino della controtesta.
-- Alesatura --
Dopo aver fatto un foro nel pezzo, a volte è necessario procedere all' allargatura del foro, magari con un alto grado di finitura.
Si utilizzano a questo scopo appositi utensili alesatori, che, introdotti nel foro e spostati trasversalmente verso l' esterno passata dopo passata, producono il foro della misura desiderata.
Bisogna procedere con molta cautela (per non rompere l' utensile), soprattutto se il foro è cieco. Se il foro è profondo, il gambo dell'utensile necessariamente sarà lungo, e quindi avrà una certa elasticità.
Controllare molto bene quindi i diametri ottenuti, e lavorare con piccoli valori di passata.
Fare anche attenzione, nel caso di fori passanti, che quando la punta dell' utensile uscirà dal foro a passata completata, non si verifichi la collisione della punta con l' autocentrante.
-- Troncatura --
Per la troncatura, cioè per tagliare in due parti il pezzo in lavoro, si devono usare appositi utensili troncatori aventi la lama di taglio molto stretta, lavorando con piccoli avanzamenti e con molta cautela.
Questa lavorazione, che sembrerebbe una delle più facili, in effetti non lo è, e spesso si verifica la rottura dell' utensile.
Se proprio non ce la fate, praticate un' incisione di una certa entità, e poi completate a mano il taglio con un seghetto. (Speriamo che i tornitori di professione non inorridiscano a sentire ciò).
-- Filettatura --
E siamo arrivati alla filettatura, gioia e dolori dei tornitori per hobby.
Dò per scontato ovviamente che chi si accinge a tornire una filettatura sappia i dati geometrici di quella che si accinge a tagliare : diametro, passo ed angolo al vertice del filetto.
Se i valori devono essere rilevati da una vite esistente, è molto utile dotarsi di un contafiletti (poche lire nelle utensilerie), che consiste in una serie di sagomine campione riportanti i profili delle più comuni filettature, sia metriche che Withworth.
La prima cosa da fare è predisporre la macchina per un avanzamento del carrello pari al passo di filettatura. Ciò si ottiene montando sulla scatola degli avanzamenti gli opportuni ingranaggi, seguendo le indicazioni della tabella di macchina per il numero di denti e la posizione degli stessi.
Gli ingranaggi non vanno montati troppo stretti, nè con eccessivo gioco tra i denti. Un piccolo trucco è quello di interporre tra le dentature che ingranano una strisciolina di carta, che funzionerà da giusto distanziale. Alla messa in moto la carta verrà espulsa e l' ingranamento avrà un gioco corretto.
La velocità di rotazione del tornio è bene che sia la più bassa possibile, almeno sino a quando non si è fatta un po' di pratica.
L' utensile và montato con l' asse del tagliente perfettamente a 90° con l' asse di rotazione della macchina, ben affilato e con il corretto angolo di punta ( 60° per le filettature metriche ISO e le
americane Sellers NC e NF, 55° per le inglesi Withworth BSW - BSF e le Gas BSP).
Sul pezzo da filettare, dove è previsto il termine della filettatura, deve esserci una gola di scarico, di diametro pari a quello interno della filettatura, cioè del nocciolo. Servirà, quando si ferma la rotazione del pezzo al termine di ciasuna passata, a non far ingranare la punta dell' utensile dentro il pezzo in lavoro.
Successivamente si può impegnare il carrello con la vite madre, chiudendo le semichiocciole sulla vite.
Da questo momento, e sino al termine della filettatura, le semichiocciole non devono più essere disimpegnate dalla vite madre, in quanto si perderebbe la corrispondenza tra la punta dell' utensile e la gola del filetto.
Fanno eccezione alla regola di cui sopra i casi nei quali il passo della vite che si vuole tagliare sia un sottomultiplo intero del passo della madre vite.
Per maggiore chiarezza riporto un esempio : se il passo della vite madre è di 3 mm, ed il passo della filettatura che si vuol fare è 3 mm, oppure 1,5 - 0,6 - 0,5 - 0,3 - 0,2 mm (che sono tutti valori sottomultipli di 3), è possibile aprire le semichiocciole al termine di ciascuna passata per riportare indietro il carrello a mano, e quindi più velocemente che con il movimento automatico.
In tutti gli altri casi (cioè quando il passo della vite madre non è divisibile per quello della filettatura che si vuol fare), le semichiocciole devono rimanere chiuse.
Predisposta in tal modo la macchina, è bene provare il giusto passo, accostando l' utensile in maniera che la punta incida appena appena il metallo, graffiandolo leggermente. Le mani devono essere pronte sui comandi, e cioè la destra sulla leva di comando della rotazione della vite madre, e la sinistra sull' interruttore del motore. Posto in rotazione il motore, si avvia la rotazione della vite madre.
La punta dell' utensile disegnerà una traccia elicoidale sul pezzo, e quando l' utensile raggiungerà la gola di scarico, si fermerà la rotazione della vite madre. Per fare ciò, bisogna distinguere se sul tornio, e precisamente sul grembiale, esiste la leva di innesto e di inversione di moto della vite madre (come nei buoni torni) oppure se per fermare la vite madre si deve fermare il motore, come in alcuni torni hobbystici. In questo ultimo caso, per riportare indietro il carrello all' inizio di un' altra passata, si deve far girare il mandrino all' indietro, a mezzo dell' invertitore elettrico che comanda il motore.
Controllato se il passo è corretto, si possono fare le ulteriori passate per approfondire il solco, avanzando di alcuni decimi ogni volta il carrello trasversale. Quando si raggiunge circa la metà della profondità voluta, è bene dare un piccolissimo accostamento con il terzo carrello, in maniera che il ferro da taglio operi solamente su un fianco del filetto. Fatta l' ultima passata di taglio, si eseguono altre due passate di finitura per lisciare i fianchi del filetto (quindi senza ulteriore penetrazione), si aprono le semichiocciole, si aumenta la velocità di rotazione e si dà una passatina alla cresta dei filetti con un pò di tela smeriglio.
Se si deve tagliare insieme una vite e la madrevite corrispondente, è bene lavorare sempre per prima la vite, che potrà diventare così un opportuno calibro di controllo quando si eseguirà la madrevite.
-- Godronatura --
La godronatura è la lavorazione con la quale non si asporta metallo, ma si incidono sulla periferia del pezzo delle sottili linee per renderla ruvida ed atta ad una buona presa manuale. Si usa per pomelli, impugnature, volantini di manovra ecc.
Il lavoro si fà montando un apposito utensile godronatore sulla torretta portautensili, il quale porta una o due rotelle con dei rilievi periferici. Premendo le ruote sul pezzo a mezzo del volantino del carrello trasversale, queste incideranno la superfice che si vuol lavorare, lasciando il disegno in rilievo.
-- Rettifica in tondo --
Con il tornio si possono eseguire anche delle rettifiche di pezzi a sezione circolare, sia esterne che interne.
Sulla slitta portautensili si monta una "testa a rettificare", che altro non è che un motore elettrico ad alta velocità portante sul suo asse una pinza sulla quale si possono montare delle piccole mole da rettifica.
Il pezzo, durante l' azione di rettifica, deve girare a bassa velocità. Sui piccoli torni hobbystici non si possono montare le ingombranti e costose teste a rettificare in commercio, però con un pò di inventiva si può adattare un minitrapano tipo Dremel (per mole a gambo diametro 3 mm), oppure una ancor meno costosa moletta azionata ad aria compressa ( per mole a gambo diametro 6 mm).
-- Fresatura --
Alcuni produttori di torni hobbystici offrono come accessorio un dispositivo costituito da una morsa parallela montata su una slitta regolabile, da fissare al posto della torretta portautensili.
Serrando sul mandrino una fresa a gambo, e regolando opportunamente in altezza la slitta che porta il pezzo da fresare (stretto in morsa), si possono fare piccole cave di fresature manovrando a mano i carrelli del tornio. Per fresature in piano, invece, vale quanto ho detto per la sfacciatura.
-- Tornitura sferica --
La tornitura sferica è eseguibile con un opportuno attrezzo che si monta al posto della torretta standard. E' costituito da una base nella quale può ruotare una ruota dentata comandata a mano da una vite senza fine. Sulla ruota si monta l' utensile da taglio, con la punta dello stesso distante dal centro di rotazione della ruota dentata pari al raggio della sfera che si vuole realizzare.
L' altezza della punta da taglio deve essere regolata esattamente sull' asse delle punte del tornio, così come il centro di rotazione della ruota portante l' utensile deve cadere sulla mezzeria del pezzo.
Ruotando lentamente la vite senza fine che fà girare la ruota, la punta dell' utensile descriverà una circonferenza, tagliando il metallo a forma di sfera.
Senza arrivare a tanto, una sfera si può anche tagliare approssimativamente a mano, manovrando opportunamente i carrelli. E' un sistema che può essere usato anche per verificare la padronanza dell' operatore nell' uso del tornio. Provateci !
Piccoli raccordi circolari, concavi o convessi che siano, invece, possono essere fatti dando la forma corrispondente alla punta di una barretta in acciaio superrapido per utensili ed usandola convenientemente.
-- Lavorazioni a mano libera --
Come ultime lavorazioni possibili al tornio, ricordo quelle eseguibili a mano libera, come le lisciature con l' uso di lime apposite o carta abrasiva, e lucidature con tamponi.
Al tornio si può anche imbutire su sagoma una lastra di metallo, cioè deformarla plasticamente per farle assumere forme di rivoluzione, come ogive o più prosaicamente contenitori circolari (padelle o pentole). Non credo sia di interesse generale, e la spiegazione di come si procede è complicata come peraltro la sua esecuzione. Se si lavora con le mani e le braccia vicino al mandrino, comunque, fare molta attenzione, anche per gli indumenti che si indossano. Una manica che che si aggancia ad un morsetto sporgente dalla piattaforma può avere conseguenze anche gravi per l' incolumità dell' operatore distratto.
Alla prossima (e ultima), parleremo delle velocità di lavoro in funzione dei materiali, del diagramma a ventaglio e degli angoli caratteristici degli utensili da taglio.
Cordialità.
Per mia informazione ditemi comunque se le spiegazioni sono comprensibili anche a chi, pur avendo interesse all' argomento, non mastica molto in termini tecnici. Mi servirà, se possibile, per adeguarmi nel prosieguo di queste brevi note.
Cordialità.
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Nota: By: Paul (paulhass@tiscalinet.it)
