IL TAGLIO ORTOGONALE
Per capire meglio come avviene la formazione del truciolo conviene riferirsi al caso del taglio ortogonale, cioè quello in cui il tagliente è rettilineo, parallelo alla superficie in lavorazione ed orientato perpendicolarmente alla direzione di avanzamento. In questo caso lo spessore del truciolo è costante e non si ha deformazione in direzione della larghezza del taglio. Inoltre non sono presenti componenti di forza perpendicolari al piano contenete l’asse, l’utensile e la direzione di avanzamento.
Questo tipo di lavorazione però nella pratica risulta essere molto raro. Una buona approssimazione si ha per esempio nelle lavorazioni di piallatura, utilizzando un utensile il cui tagliente sia perpendicolare alla velocità di taglio.
GEOMETRIA E DEFINIZIONI
A lato è riportata la geometria e la nomenclatura delle dimensioni e degli angoli caratteristici che vengono utilizzati per la formulazione dei modelli.
RAPPORTO DI TAGLIO: questo è un parametro importante per lo studio della formazione del truciolo:
Il suo reciproco, 1/c, è detto fattore di ricalcamento del truciolo.
La conservazione del volume (massa) del materiale prima e dopo il taglio può venire espressa così:
in cui
l,l1: larghezza del truciolo prima e dopo il distacco dal pezzo
L,L1: lunghezza del truciolo prima e dopo il distacco dal pezzo
Per valutare c, essendo noto s, si ricorre ad un metodo indiretto che usa la seguente espressione
M è il peso del truciolo prodotto, valutabile mediante l’utilizzo di una bilancia
ρ è la densità del materiale lavorato
La faccia dell’utensile su cui scorre il truciolo, la cui traccia è rappresentata dal segmento OA è detta petto dell’utensile.
Angolo γ – angolo di spoglia superiore
Angolo Φ – angolo di scorrimento
Quindi possiamo dire che nel processo di taglio il tagliente penetra nello spessore s del materiale; le forze di compressione che si generano portano alla deformazione plastica per scorrimento del materiale lungo il piano OA; avviene il distacco dello strato metallico sotto l’azione dell’utensile, con conseguente formazione del truciolo e scorrimento dello stesso lungo il petto dell’utensile.
IL FENOMENO DEL TAGLIENTE DI RIPORTO
Particolari condizioni di taglio possono favorire il fenomeno dell’attrito adesivo (m*=1). Man mano che il truciolo si forma possono depositarsi strati di metallo incrudito sul petto dell’utensile, a partire dalla zona vicino al tagliente, originando una struttura che prende il nome di tagliente di riporto.
Questo fenomeno è favorito dalle basse velocità di lavorazione, dall’angolo di spoglia γ basso e dai materiali con elevata tendenza all’incrudimento, come ad esempio acciai inossidabili e leghe di titanio.
Le conseguenze principali sono il peggioramento della rugosità superficiale, l’usura accentuata dell’utensile e l’aumento dell’angolo γ con conseguente riduzione delle forze di taglio.
Se aumenta la velocità di taglio il fenomeno tende a sparire.
IL TAGLIO OBLIQUO
Il taglio obliquo è quello più frequente nelle lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo, ovvero con il tagliente dell’utensile non perpendicolare alla velocità di taglio. I taglienti attivi possono essere più di uno:
I moti vengono misurati tramite i parametri di taglio:
MOTO DI TAGLIO = velocità di taglio (v) indicata in metri al minuto [m/min] oppure metri al secondo [m/s]
MOTO DI ALIMENTAZIONE = avanzamento per giro del pezzo (a) indicato [mm/giro]
MOTO DI APPOSTAMENTO = profondità di passata (p) indicata [mm]
Sono due i taglienti dell’utensile, principale e secondario, e sono collegati da un raccordo circolare avente un certo raggio. Il moto complessivo dello spigolo di taglio rispetto al pezzo è elicoidale, dato dalla composizione del moto di taglio e di quello di avanzamento.
La forza di taglio può essere suddivisa in:
- Forza principale di taglio Fz
- Forza di repulsione Fy
- Resistenza all’avanzamento Fx
Il valore di tali componenti dipende dal materiale lavorato, dalla geometria dell’utensile e dai parametri di taglio.
L’andamento caratteristico della forza di taglio Fz in funzione dell’angolo di spoglia superiore è riportato nella figura seguente:
La forza di taglio diminuisce all’aumentare di y, per cui, a parità di potenza disponibile al mandrino ed a parità di velocità di taglio, ad un aumento dell’angolo di spoglia superiore corrisponde la possibilità di asportare sezioni di truciolo maggiori.
Fonte: Univ. degli Studi di Trieste – Tecnologia Meccanica – Ing. Nicola Scuor