Tornio: il suo funzionamento e come viene usato

Il tornio è la macchina utensile più comune in ogni officina.

Permette un lavoro di precisione su pezzi di legno, metallo o plastica con molte forme e dimensioni diverse di frese in una sola volta – il che significa meno tempo sprecato quando si lavora su progetti più complicati!

Il tornio è uno strumento versatile che può essere usato per modellare e creare varie forme e superfici.

Esiste dal 15° secolo, quando fu pensato da Leonardo da Vinci.

È una macchina che sagoma i materiali usando il movimento rotatorio.

I diversi tipi di utensili con cui si può lavorare realizzano superfici a cilindro, superfici coniche, superfici sferiche o diversamente sagomate. 

Ci sono molti tipi diversi di torni, ognuno dei quali è adatto a scopi specifici.

Per esempio, c’è la macchina parallela, semi-automatica che può essere usata in situazioni di produzione dove la velocità e la precisione devono combaciare bene con altri aspetti come le limitazioni delle dimensioni.

Il cambio utensile automatico a rotazione a fascio orizzontale ha quella che viene chiamata una culla frontale che tiene fermi i pezzi mentre vengono lavorati; questo tipo viene tipicamente pre programmato, quindi tutto quello che si deve fare dopo è caricarli su un kit di accessori per torretta XYZ (o perno).

I parametri di taglio che definiscono la lavorazione sono la velocità di taglio del pezzo e la velocità di avanzamento del utensile di tornitura.

Velocità di taglio (Vt)

La velocità di taglio (Vt), espressa in metri al minuto, rappresenta la velocità periferica della superficie del pezzo quando viene a contatto con un utensile.

La scelta della velocità di taglio dipende dal materiale dell’utensile e dal materiale del pezzo da lavorare.

Tuttavia altri fattori, ad esempio la forma della sezione trasversale può influenzare le decisione del valore della velocità di taglio così come la lubrificazione o la finitura superficiale desiderata possono entrare in gioco in questo processo decisionale.

Il valore della velocità si assume comunque consultando le tabelle che mostrano,i valori consigliati in relazione ai fattori suddetti.

Una volta che avete scelto la vostra velocità di taglio dalla tabella in m/min, si calcola  quanti giri al minuto (n) dovranno essere impostati su un tornio in funzione del diametro (d) espresso in millimetri, usando la formula: n=1000 x Vt/ 3,14 x d .

Velocità di avanzamento (Va)

La velocità di avanzamento (Va), espressa in mm/giro, rappresenta lo spazio coperto dal vostro utensile ad ogni giro del pezzo.

Il valore della velocità di avanzamento dipende dalla profondità di passata (spessore di materiale asportato dalla superficie del pezzo) e dalla potenza del tornio e dal grado di finitura che si desidera ottenere.

Anche per il valore di questo parametro sono disponibili opportune tabelle che ne consigliano l’impostazione in funzione delle tipologie di lavorazioni che si vogliono eseguire.

La tornitura è un processo di lavorazione che utilizza il tornio, e che produce pezzi con superfici cilindriche ottenute tramite la rivoluzione intorno a un asse.

Il tornio parallelo è la macchina più comunemente usata per la tornitura e ha una varietà di parti.

I componenti fondamentali includono:

la Base – questa parte tiene insieme tutto il resto – Gruppo testa motrice a guida fissa (FHDG) – Mandrino – carrelli – torretta portautensili, gruppo barre, testa mobile.

I lavori eseguibili al tornio sono: Troncatura, sfacciatura, foratura, alesatura, tornitura conica, tornitura cilindrica esterna, tornitura cilindrica interna, filettatura.

Funzionamento del tornio

Il tornio funziona ruotando ad una certa velocità e su cui è fissato un oggetto da modellare attraverso uno strumento di taglio che rimuove dalla sua superficie il materiale in maniera  uniforme.

Quando è programmato per rimuovere una grande quantità di materiale in maniera massiva si dice che esegue una <<svolta approssimativa>>, mentre quando rimuove il materiale agevolmente si dice che esegue una <<svolta finale>>, a ciò sono dedicati diversi strumenti di taglio che possono essere montati sul tornio.

Quando si usa un tornio, bisogna prima mettere un oggetto nel mandrino e poi caricare lo strumento scelto, tra la varietà in dotazione, nel portautensile.

Non appena il mandrino inizia a girare in maniera rapida, il carrello sposta il portautensile facendo muovere lo strumento verso il pezzo ruotante.

Questo movimento permette un taglio ripartito uniformemente sul pezzo contemporaneamente allo spostamento dello strumento.

Tipi di tornio

Il parallelo  è un tornio manuale ed è quello che i meccanici chiamano il padre della categoria.

E’ un tipo di tornio abbastanza conosciuto ed è quello su cui si esercitano gli allievi che vogliono imparare a manovrare il tornio.

E’ facile da utilizzare in molte situazioni diverse, da piccole produzioni fino a prodotti su larga scala. 

Il parallelo CNC (controllo numerico) è un tornio automatico molto usato ed è dotato di multimandrino, è composto da assi collegati a seromotori con sensori di posizione; sono torni facilmente configurabili e lavorano con ripetibilità e accuratezza e precisione dovuta anche al basamento molto rigido a cui sono assemblatte le guida a gabbia mobile.

Il verticale CNC è uno dei più grandi che si trovano in commercio, ha la possibilità di lavorare pezzi di grandi dimensioni e pertanto è utile, anzi indispensabile per poter lavorare pezzi che diventeranno turbine o volani di motori marini.

La loro struttura può essere a sbalzo o a portale per i modelli tornio più grandi.

Il tornio da barra è un tornio che costituisce una variante al tornio parallelo CNC, in aggiunta il tornio da barra ha in dotazione un caricatore spingibarra ove sono allocate le barre grezze che vengono a turno lavorate dal tornio.

Infatti una volta completato un pezzo, questo viene tranciato dal tornio medesimo facendo intervenire lo spingibarra che posizione il nuovo pezzo per essere lavorato e che viene ammorsato dal sistema autocentrante idraulico, tutto ciò fa si che il lavoro sia consecutivo con abbattimento dei tempi morti dovuti a carico della barra grezza da parte dell’operatore.

Il tornio da barra lavora barre di diametro 60/80 mm.

Il plurimandrino è un tornio automatico per produzioni di pezzi in serie di piccole dimensioni che però devono essere di grande precisione. 

Il tornio, come dal nome, è dotato di più mandrini o elettromandrini posizionati su una struttura rotante denominata “giostra”.

In prossimità dei mandrini è posizionata la stazione con montati su di se gli utensili specifici  che lavorano tutti contemporaneamente.

La giostra rotante porta i mandrini e quindi i pezzi in successione e in avanzamento sulle varie strutture fisse dell’utensile lavorando i pezzi e ripetendo il ciclo produttivo.

Le stazioni come sopra possono essere caricati con appositi strumenti per lavori di tornitura, di fresatura complessa e di foratura.