Che cos'è il tornio in metallo CNC?

Oggi la nostra azienda ha tenuto una lezione sui torni CNC，

Il direttore tecnico di Maxtors CNC ha riassunto per noi la conoscenza dei torni CNC:

Che cos'è il tornio in metallo CNC?

Il tornio per metalli CNC o il tornio per la lavorazione dei metalli è una vasta categoria di torni CNC progettati per la lavorazione precisa di materiali relativamente duri. Sono stati originariamente progettati per elaborare i metalli; tuttavia, con l'avvento della plastica e di altri materiali, e con la loro versatilità intrinseca, possono essere utilizzati anche in un'ampia gamma di applicazioni e in un'ampia gamma di materiali. In gergo di lavorazione, dove il contesto più ampio è già compreso, di solito vengono chiamati semplicemente torni, oppure indicati con nomi di sottotipi più specifici (tornio da utensileria, tornio a torretta, ecc.). Queste macchine utensili rigide rimuovono il materiale da un pezzo rotante tramite i movimenti (tipicamente lineari) di vari utensili da taglio, come punte per utensili e punte per trapano.

Tornio per metalli CNC / Centro di tornitura CNC

I torni a controllo numerico computerizzato (CNC) stanno rapidamente sostituendo i vecchi torni di produzione (come multimandrino, ecc.) grazie alla loro facilità di impostazione, funzionamento, ripetibilità e precisione. Un tornio CNC è un pezzo di macchina controllato da computer. Consente di eseguire lavorazioni di base come tornitura e foratura come su un tornio convenzionale. Sono progettati per utilizzare moderni utensili in metallo duro e utilizzare completamente i processi moderni. La parte può essere progettata e i percorsi utensile programmati dal processo CAD/CAM o manualmente dal programmatore e il file risultante caricato sulla macchina, e una volta impostata e testata la macchina continuerà a produrre pezzi sotto la supervisione occasionale di un operatore.

La macchina del tornio CNC per metalli è controllata elettronicamente tramite un'interfaccia in stile menu del computer, il programma può essere modificato e visualizzato sulla macchina, insieme a una vista simulata del processo. L'incastonatore/operatore ha bisogno di un alto livello di abilità per eseguire il processo. Tuttavia, la base di conoscenza è più ampia rispetto alle vecchie macchine di produzione in cui la conoscenza approfondita di ciascuna macchina era considerata essenziale. Queste macchine sono spesso impostate e gestite dalla stessa persona, dove l'operatore supervisionerà un piccolo numero di macchine (cella).

Il design di un tornio per metalli varia con i diversi produttori, ma tutti hanno alcuni elementi comuni. La torretta tiene i portautensili e li indicizza secondo necessità, il mandrino trattiene il pezzo e ci sono slitte che consentono alla torretta di muoversi su più assi contemporaneamente. Le macchine sono spesso completamente chiuse, in gran parte a causa di problemi di salute e sicurezza sul lavoro (OH&S).

Con la rapida crescita in questo settore, diversi produttori di torni CNC utilizzano interfacce utente diverse che a volte rendono difficile per gli operatori che devono conoscerle. Con l'avvento di computer economici, sistemi operativi gratuiti come Linux e software CNC open source, il prezzo di entrata delle macchine CNC è crollato.

Fresatura orizzontale CNC

La lavorazione orizzontale CNC viene eseguita utilizzando torni metallici configurati orizzontalmente, centri di lavoro, alesatrici o alesatrici. L'attrezzatura utilizzata è tipicamente costituita da frese cilindriche rotanti che si muovono su e giù lungo cinque assi. Queste macchine sono in grado di produrre una varietà di forme, asole, fori e dettagli su una parte tridimensionale.

Fresatura verticale CNC

Le macchine CNC a orientamento verticale utilizzano frese cilindriche su un asse verticale del mandrino per creare tagli a tuffo e fori, nonché forme personalizzate, asole e dettagli su parti tridimensionali. Le attrezzature utilizzate in questo tipo di fresatura includono torni verticali, centri di lavoro verticali e macchine a 5 assi.[7]

Tornio svizzero / Centro di tornitura svizzero

Una vista all'interno dell'involucro di un tornio/vite CNC in stile svizzero

Un tornio in stile svizzero è un design specifico del tornio che fornisce un'estrema precisione (a volte mantiene tolleranze di pochi decimi di millesimo di pollice, pochi micrometri). Un tornio in stile svizzero trattiene il pezzo sia con una pinza che con una boccola di guida. La pinza si trova dietro la boccola di guida e gli utensili si trovano davanti alla boccola di guida, mantenendosi fermi sull'asse Z. Per tagliare longitudinalmente lungo la parte, gli utensili si sposteranno all'interno e il materiale stesso si sposterà avanti e indietro lungo l'asse Z. Ciò consente di eseguire tutto il lavoro sul materiale vicino alla boccola di guida dove è più rigido, rendendoli ideali per lavorare su pezzi sottili poiché la parte è tenuta saldamente con poche possibilità di flessione o vibrazione. Questo tipo di tornio è comunemente usato sotto il controllo CNC.

La maggior parte dei torni CNC di tipo svizzero oggi utilizzano uno o due mandrini principali più uno o due mandrini posteriori (mandrini secondari). Il mandrino principale viene utilizzato con la bussola di guida per le principali lavorazioni. Il mandrino secondario si trova dietro il pezzo, allineato sull'asse Z. In una semplice operazione preleva il pezzo appena tagliato, lo accetta per le seconde operazioni, quindi lo espelle in un bidone, eliminando la necessità di dover cambiare manualmente ogni pezzo da parte di un operatore, come spesso accade con i normali centri di tornitura CNC . Questo li rende molto efficienti, poiché queste macchine sono in grado di velocizzare i tempi di ciclo, producendo parti semplici in un ciclo (cioè, non c'è bisogno di una seconda macchina per finire la parte con le seconde operazioni), in appena 10-15 secondi. Questo li rende ideali per grandi produzioni di pezzi di piccolo diametro.

Torni in stile svizzero e utensili dal vivo

Poiché molti torni svizzeri incorporano un mandrino secondario, o "sub-mandrino", incorporano anche "utensili motorizzati". Gli utensili motorizzati sono utensili da taglio rotanti alimentati da un piccolo motore indipendentemente dai motori del mandrino. Gli utensili motorizzati aumentano la complessità dei componenti che possono essere prodotti dal tornio svizzero. Ad esempio, produrre automaticamente una parte con un foro praticato perpendicolarmente all'asse principale (l'asse di rotazione dei mandrini) è molto economico con utensili motorizzati e altrettanto antieconomico se eseguito come operazione secondaria dopo che la lavorazione da parte del tornio per metalli è completa . Un'"operazione secondaria" è un'operazione di lavorazione che richiede il fissaggio di una parte parzialmente completata in una seconda macchina per completare il processo di fabbricazione. Generalmente, il software CAD/CAM avanzato utilizza strumenti live oltre ai mandrini principali in modo che la maggior parte delle parti che possono essere disegnate da un sistema CAD possano essere effettivamente prodotte dalle macchine supportate dal software CAD/CAM.

Tornio combinato / macchina 3 in 1

Un tornio combinato, spesso noto come macchina 3 in 1, introduce operazioni di foratura o fresatura nella progettazione del tornio. Queste macchine hanno una colonna di fresatura che si eleva sopra il banco del tornio e utilizzano il carrello e la slitta come assi X e Y per la colonna di fresatura. Il nome 3-in-1 deriva dall'idea di avere un tornio, una fresatrice e un trapano a colonna tutto in un'unica macchina utensile economica. Questi sono esclusivi per i mercati degli hobbisti e MRO, poiché comportano inevitabilmente compromessi in termini di dimensioni, caratteristiche, rigidità e precisione per rimanere accessibili. Tuttavia, soddisfano abbastanza bene la domanda della loro nicchia e sono in grado di offrire un'elevata precisione con tempo e abilità sufficienti. Possono essere trovati in aziende più piccole, non orientate alle macchine, in cui è necessario lavorare occasionalmente piccole parti, in particolare dove le tolleranze rigorose di costose macchine utensili, oltre ad essere inaccessibili, sarebbero eccessive per l'applicazione da un punto di vista ingegneristico.

Tornio in metallo CNC, mini torni e micro torni sono versioni in miniatura di un tornio centrale per uso generale (tornio a motore). Solitamente gestiscono solo lavori con un diametro da 3 a 7 pollici (da 76 a 178 mm) (in altre parole, un raggio da 1,5 a 3,5 pollici (da 38 a 89 mm)). Sono torni piccoli e convenienti per l'officina domestica o il negozio MRO. Gli stessi vantaggi e svantaggi si applicano a queste macchine come spiegato in precedenza per quanto riguarda le macchine 3 in 1.

Come si trova altrove nell'ortografia in lingua inglese, c'è una variazione nello stile dei prefissi nei nomi di queste macchine. Sono designati alternativamente come mini tornio, mini tornio e mini tornio e come micro tornio, micro tornio e micro tornio.

tornio freno

Un tornio specializzato per il lavoro di riporto di tamburi e dischi freno nelle officine automobilistiche o di camion.

tornio

I torni per ruote sono macchine utilizzate per fabbricare e riaffilare le ruote dei vagoni ferroviari. Quando le ruote si usurano o vengono compromesse da un uso eccessivo, questo strumento può essere utilizzato per tagliare e ricondizionare la ruota del vagone. Sono disponibili diversi torni per ruote, tra cui varianti sottopavimento per il rivestimento di ruote che sono ancora attaccate al vagone, tipi portatili che possono essere facilmente trasportati per riparazioni di emergenza delle ruote e versioni CNC che utilizzano sistemi operativi basati su computer per completare la riparazione delle ruote .

tornio a fossa

Un tornio per grandi diametri, ma per lavori brevi, costruito sopra un incavo nel pavimento per far entrare la parte inferiore del pezzo in lavorazione permettendo così ai più freschi di stare all'altezza della vita del tornitore. Un esempio è in mostra al London Science Museum, Kensington.

Tornio verticale

Per diametri ancora maggiori e lavori più pesanti, come recipienti a pressione o motori marini, il tornio viene ruotato in modo da assumere la forma di una piattaforma girevole su cui vengono posizionate le parti. Questo orientamento è meno conveniente per l'operatore ma facilita il supporto di parti di grandi dimensioni. Nella più grande, la tavola rotante è installata a filo pavimento, con la paletta incassata sotto, per facilitare il carico e lo scarico dei pezzi.

Poiché l'accesso dell'operatore è meno problematico per loro, i torni verticali CNC sono più popolari dei torni verticali manuali.

Tornio paese dell'olio

Torni specializzati per la lavorazione di pezzi lunghi come segmenti di batterie di perforazione. I torni petroliferi sono dotati di mandrini cavi di grande diametro, un secondo mandrino sul lato opposto della paletta e spesso stabilizzatori esterni per supportare pezzi lunghi.

Meccanismi di alimentazione

Esistono vari meccanismi di alimentazione per alimentare il materiale in un tornio a una velocità definita. Lo scopo di questi meccanismi è automatizzare parte del processo produttivo con l'obiettivo finale di migliorare la produttività.

Spingibarra

Un caricatore di barre alimenta un singolo pezzo di barra nella macchina da taglio. Man mano che ogni parte viene lavorata, l'utensile da taglio crea un taglio finale per separare la parte dalla barra e l'alimentatore continua ad alimentare la barra per la parte successiva, consentendo il funzionamento continuo della macchina. Esistono due tipi di avanzamenti della barra utilizzati nella lavorazione al tornio: avanzamenti della barra idrodinamici, che appoggiano la barra in una serie di canali durante il bloccaggio sulla parte superiore e inferiore della barra, e avanzamenti della barra idrostatici, che trattengono il materiale della barra in un tubo di alimentazione utilizzando olio pressurizzato.[9]

Caricatore di barre

Un caricatore di barre è una variazione del concetto di caricatore di barre in quanto più pezzi di barre possono essere alimentati in una tramoggia e il caricatore alimenta ciascun pezzo secondo necessità.