Macchina utensile: differenze tra le versioni
Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
m Annullate le modifiche di 88.81.165.82 (discussione), riportata alla versione precedente di IncolaBot |
Etichetta: Annulla |
||
| (86 versioni intermedie di 47 utenti non mostrate) | |||
Riga 1:
{{F|
{{C|Molte parti della voce si riferiscono, senza indicarlo esplicitamente, a particolari macchine utensili (es. a asportazione di truciolo). In tali punti bisogna specificare di quali macchine utensili si sta parlando in modo da avere coerenza con la definizione generale di macchina utensile.|ingegneria|febbraio 2024}}
Una '''macchina
Il termine
== Storia ==
[[File:Ashcroft's railway directory for - containing an official list of all the officers and directors of the rail-roads in the United States and Canadas, together with their financial condition and amount (14759727862).jpg|min|Antica illustrazione di un tornio idraulico (John Ashcroft, 1863).]]
{{chiarire|Molti [[storia|storici]] della [[tecnologia]] sostengono che le prime vere e proprie macchine utensili furono sviluppate non appena tale tecnologia divenne accessibile, in modo che i processi di [[produzione]] dei pezzi meccanici (in particolare per le operazioni di [[stampaggio]] e [[affilatura]]) non coinvolgessero più in modo diretto l'azione umana.}} {{cn|Si considera ad esempio che l'[[invenzione]] del [[tornio]] sia ad attribuire a [[Jacques de Vaucanson]] (all'incirca risalente al [[1751]]) perché fu il primo a montare l'utensile di taglio su un supporto regolabile meccanicamente.}}
== Moti ==
* moto di taglio: il moto relativo, di traslazione o di rotazione,<ref name=iss>Istituto Superiore Sarnico "Serafino Riva", [http://www.istitutoriva.it/public/tecnologia%20essenziale/files/LEZIONE%206/INTRODUZIONE%20ALLE%20MACCHINE%20UTENSILI.pdf Esercitazioni Pratiche di Tecnologia Meccanica - Introduzione alle macchine utensili], a cura di Morotti Giovanni e Santoriello Sergio.</ref> tra l'utensile e il pezzo, attraverso il quale viene lavorato il pezzo;
*
*
La composizione del moto di taglio e del moto di alimentazione è detta "moto di lavoro".<ref name=iss/> Ad esempio in una trapanatrice si ha moto di lavoro elicoidale, dato dalla composizione di un moto di taglio rotatorio e di un moto di alimentazione traslatorio.<ref name=iss/> Il particolare moto di lavoro di una macchina utensile ne influenza la forma del truciolo asportato.<ref name=iss/>
== Classificazione ==
Le macchine possono sfruttare diversi metodi di lavorazione a seconda della particolare macchina utensile, ovvero:<ref name=Orerziner/>
* [[Deformazione plastica|deformare in maniera permanente]] la forma del pezzo lavorato (che mantiene così la sua [[Massa (fisica)|massa]] originaria); sono macchine utensili di questo tipo ad esempio le [[Pressa|presse]], i [[Maglio|magli]], le [[Trafilatura|trafilatrici]] e i [[Laminatoio|laminatoi]];<ref name=Orerziner/>
* separare il pezzo in più parti; sono macchine utensili di questo tipo ad esempio le [[Cesoiatrice|cesoie]] e le [[Punzonatrice|punzonatrici]];<ref name=Orerziner/>
* asportare selettivamente parte del materiale di cui è costituito il pezzo da lavorare; si parla in tal caso di "macchina a asportazione di [[truciolo]]"; sono macchine utensili di questo tipo ad esempio i [[Tornio|torni]], i [[Trapano|trapani]], le [[Alesatrice|alesatrici]], le [[Fresatrice|fresatrici]], le [[Segatrice|segatrici]], le [[Rettificatrice|rettificatrici]], le [[Piallatrice|piallatrici]], le [[Limatrice|limatrici]] e le [[Dentatrice|dentatrici]];<ref name=Orerziner/>
* unire tra loro più parti; sono macchine utensili di questo tipo ad esempio le [[Saldatrice|saldatrici]].<ref name=Orerziner/>
Spesso il termine "macchina utensile" è usato per definire un particolare tipo di macchine utensili, ovvero quelle che lavorano per asportazione di materia.<ref>{{Treccani|macchine-utensili_(Enciclopedia-Italiana)|Utensili, macchine|autore= Francesco Mazzoleni|anno=1961|accesso=23 febbraio 2024}}</ref>
A seconda della parte che si muove durante la lavorazione (pezzo o utensile), le macchine utensili si possono distinguere in:
* macchine utensili a pezzo mobile, in cui il pezzo da lavorare è in movimento più o meno uniforme e l'utensile compie solo moto di traslazione longitudinale o trasversale (tornio, piallatrice);
* macchine utensili a utensile mobile, in cui il pezzo è fermo o compie un moto limitato, e l'utensile trasla o ruota nella lavorazione ([[fresatrice]], trapano, limatrice, stozzatrice).
Le macchine utensili possono essere inoltre classificate in base al tipo di moto di taglio:<ref name=iss/>
* macchine utensili a [[moto circolare uniforme]] ([[trapano]], [[fresatrice]], [[tornio]]);
* macchine utensili a [[moto rettilineo]] alternato ([[rettifica (lavorazioni meccaniche)|rettifica]] per piani, [[piallatrice]], [[limatrice]], [[stozzatrice]]);
* macchine utensili a moto speciale ([[Smerigliatrice|mola]], [[brocciatrice]]);
* macchine utensili a moto circolare variabile (ultimi modelli macchine utensili).
Un'altra classificazione riguarda la produzione che si può ottenere coi vari tipi di macchine:
* macchina universale: a comando manuale o a comando numerico è usata per le lavorazioni più varie;
* macchina per grandi produzioni: macchina che permette di produrre grandi quantità di pezzi a basso costo, utilizzando diversi utensili contemporaneamente;
* macchina speciale: macchina costruita apposta per eseguire una determinata lavorazione;
* macchina combinata: la macchina combinata è un insieme di più macchine speciali che lavorano un pezzo bloccato su una piattaforma;
* macchina transfer: è composta da varie stazioni, e il pezzo passa da una all'altra a seconda della lavorazione da eseguire.
<gallery>
File:HwacheonCentreLathe 460x1000.jpg|Esempio di macchina utensile: tornio parallelo
</gallery>
== Componenti ==
I principali componenti di una macchina utensile sono:
* l'incastellatura<ref name=Orerziner/>
* gli organi che sostengono l'utensile<ref name=Orerziner/>
* gli eventuali organi che sostengono il pezzo lavorato<ref name=Orerziner/>
* gli organi che impartiscono il moto all'utensile o al pezzo.<ref name=Orerziner/>
I componenti sono inoltre differenti a seconda del moto di taglio.<ref name=iss/> I principali componenti di una macchina utensile con moto di taglio rotatorio sono:<ref name=iss/>
* incastellatura, banco, bancale o basamento
* testa motrice
* mandrino
* meccanismi degli avanzamenti
* utensile
I principali componenti di una macchina utensile con moto di taglio rettilineo sono invece:<ref name=iss/>
* incastellatura, banco, bancale o basamento
* piano per l'appoggio del pezzo in lavorazione
* cassa dei meccanismi di trasformazione del moto
*
* utensile
=== Bancale ===
Il bancale è la struttura portante della macchina utensile e necessita di un peso elevato per conferire stabilità e rigidità alla stessa, nonché di buona resistenza a vari tipi di sollecitazione (soprattutto [[flessione retta|flessione]]) e capacità di assorbimento delle [[vibrazione|vibrazioni]] che si generano durante la lavorazione del pezzo. Per questi motivi il materiale spesso utilizzato è la [[ghisa]], tuttavia nelle macchine più moderne è diffusa anche la struttura in acciaio saldato.
=== Motori elettrici ===
I [[motore elettrico|motori elettrici]] trasformano l'[[energia elettrica]] in [[energia meccanica]], e possono essere a [[corrente continua]] o [[corrente alternata|alternata]]. I motori elettrici, che possono essere in numero variabile (generalmente uno o due), forniscono l'energia per tutti i moti della macchina ed hanno [[potenza elettrica|potenza]] diversa, a seconda del moto che devono alimentare. Il motore con il carico più gravoso è quello che alimenta il moto di lavoro, la potenza complessiva si aggira nell'ordine di grandezza dei [[Watt|kW]].
===Testa motrice e cambio===
Contengono i comandi meccanici e gli organi di [[trasmissione (meccanica)|trasmissione]] atti a trasformare il moto dei motori elettrici, aumentandone o diminuendone il numero di giri e di conseguenza la [[Coppia motrice|coppia torcente]].<br />
La testa motrice consente il bilanciamento e la rotazione del [[mandrino]], mentre le apposite leve variano il numero di giri che sono espressi in (giri/min).
=== Alberi ===
Gli [[albero (meccanica)|alberi]] sono gli elementi che convogliano il moto, girando ad un determinato numero di giri, su di essi possono essere [[calettatura|calettati]] degli organi di [[trasmissione (meccanica)|trasmissione]]. In genere gli alberi si distinguono in albero motore (mosso direttamente dal [[rotore (elettrotecnica)|rotore]] del motore elettrico) e alberi condotti (collegati all'albero motore o ad altri alberi condotti tramite organi di trasmissione). L'ultimo albero motore, che fornisce il moto di lavoro, viene definito
=== Fissaggio dell'utensile ===
Riga 75 ⟶ 91:
Nei torni a [[controllo numerico]] (Computerized Numeric Control) gli utensili vengono cambiati automaticamente da un apposito meccanismo.
I mandrini più diffusi sono quelli di tipo autocentrante, con tre morse radiali poste a 120° di inclinazione tra loro, che scorrono tramite un sistema a [[cremagliera]] fino a prendere in morsa il pezzo.
Questo sistema consente il montaggio e lo smontaggio del pezzo con estrema velocità, anche in modo completamente automatico.
Nel mandrino "plateau" a 4 morsetti per pezzi non cilindrici ma squadrati, è necessario l'uso durante il montaggio di un [[Comparatore|comparatore centesimale]] per riscontrare l'efficacia del centraggio pezzo.
La contropunta serve a effettuare la centratura sulla faccia del pezzo opposta al mandrino, per il montaggio in asse.
Per pezzi lunghi montati a sbalzo serve anche a ridurre le [[vibrazione|vibrazioni]] durante l'asportazione del [[truciolo]], permette con il montaggio di mandrino autocentrante l'esecuzione della centratura dei pezzi, la foratura, l'alesatura, la maschiatura, e l'esecuzione di piccole conicità. È in posizione fissa, e per il suo spostamento è necessario agire sugli appositi grani a [[brugola]] mentre il montaggio del pezzo va fatto tra le punte con l'uso della [[Tornitura#Montaggio del pezzo|brida e del disco menabrida]]. È registrabile con utilizzo di un comparatore centesimale montato su supporto magnetico piazzato sulle guide di scorrimento carro o sul carro stesso.
== Applicazioni ==
Le macchine utensili hanno il loro campo di applicazione primario nell'[[industria]] manifatturiera e meccanica, soprattutto nella lavorazione dei [[metallo|metalli]] e del [[legno]], ma anche di altri tipi di materiali.
== Velocità di taglio ==
In caso di moto circolare, la velocità di taglio, il diametro in lavorazione e il numero di giri al minuto e sono legati tra loro dalle seguenti formule:<ref name=iss/>
:<math>N_g = \frac {1000\cdot V_t}{\pi\cdot D}\ giri/min</math>
:<math>V_p = \frac {\pi\cdot D\cdot N_g}{1000}\ m/min</math>
Dove V<sub>p</sub> è [[velocità periferica]] (o velocità di taglio) in metri al minuto e D è il diametro in lavorazione (diametro in millimetri, ad esempio della punta sul trapano o del pezzo da tornire).
I valori di V<sub>p</sub> sono ricavabili dalle schede utensile e dai manuali tecnici in base al materiale da lavorare ed al tipo di utensile, dal suo materiale e dalle sue dimensioni. Ad esempio, punte in [[Acciaio super rapido|acciaio superrapido]] hanno valori intorno ai 20~30 m/min, utensili in [[Carburi|Carburo]] metallico sono sugli 80~100 m/min.
In genere la velocità di taglio adoperabile dipende da:
* [[Materiali per utensili da taglio|materiale dell'utensile]];<ref name=iss/>
* materiale del pezzo da lavorare;<ref name=iss/>
* grado di usura dell'utensile;
* profondità di passata, ovvero sezione del truciolo;<ref name=iss/>
* finitura superficiale che si vuole ottenere;
* [[lubrificazione]] e [[refrigerazione]] del contatto utensile-pezzo.<ref name=iss/>
Se è presente il [[dispositivo del ritardo]], opportune leve permettono la selezione delle velocità principali "V" ''di volata'' e "R" ''di ritardo'' espresse in millimetri per giro e l'inversione dell'avanzamento del carro porta utensile ''A''. Il cambio consente la variazione degli avanzamenti di ''A'' e con maschi da filettatura (''filiere'') consente variare il passo nell'esecuzione di filettature M (Metriche) o W (Whitworth).
== Sicurezza ==
Le macchine utensili presentano rischi importanti per la salute e la sicurezza delle persone, e spesso sono oggetto di incidenti sul lavoro. A tale proposito, la sicurezza delle macchine utensili è oggetto di norme tecniche internazionali (spesso recepite a livello nazionale e transnazionale), specifiche per macchine utensili o applicabili a tutte le macchine, tra cui ad esempio la norma [[ISO 12100-1]] ''Sicurezza del macchinario - Concetti fondamentali, principi generali di progettazione''.
[[File:Protezione-perimetrale-macchine-utensili.jpg|miniatura|Protezione perimetrale in una macchina utensile]]
Esempi di misure di sicurezza comunemente adottate sulle macchine utensili sono le protezioni perimetrali, che permettono agli operatori di non avere impedimenti visivi durante l'ispezione dei processi produttivi, come richiesto dalla norma [[ISO 14120]].
Altri esempi di misure di sicurezza includono:
* eliminazione e minimizzazione dei rischi durante la progettazione
* ripari fissi o mobili sulla macchina
* interblocchi
* manutenzione regolare
* informazione, la formazione e l'addestramento degli operatori, installatori e manutentori
* uso di dispositivi di protezione individuale.
Nonostante l'esistenza di norme tecniche e legislazioni apposite e l'applicazione di apposite misure di sicurezza, gli incidenti da macchine utensili sono abbastanza comuni, in considerazione del fatto che cause frequenti di tali incidenti sono l'uso scorretto delle macchine e l'elusione intenzionale delle protezioni delle macchine.<ref name=delu>Nicola Delussu, [https://www.repertoriosalute.it/wp-content/uploads/2018/02/seminario_macchine_utensili_delussu.pdf La sicurezza delle macchine utensili - Casistica di infortuni derivanti dall’uso di macchine utensili]</ref> Spesso tali comportamenti pericolosi sono da ricondursi a una scarsa accessibilità alla macchina dovuta alle stesse protezioni o a "esigenze di lavorazione".<ref name=delu/>
Secondo un'indagine promossa dalla Regione Lombardia, risulta inoltre che alcune misure adottate nell'ambito della sicurezza delle macchine utensili, tra cui l'uso di doppi pulsanti e l'uso di checklist basate sui requisiti di singole norme tecniche, risultano di per sé non sufficienti a garantire la sicurezza di tali macchine.<ref name=probl>[http://www.studiobarbaracalvi.com/wp-content/uploads/2016/01/Cenni-sulle-problematiche-di-sicurezza-di-alcune-macchine-utensili-ASL-BS.pdf Cenni sulle problematiche di sicurezza di alcune macchine utensili], a cura di Pierangelo Bertolini e Andrea Caridi.</ref> In generale, si evidenzia la scarsa chiarezza e la non esaustività della normativa vigente al fine di assicurare un adeguato livello di sicurezza delle macchine utensili,<ref name=probl/> e dunque la necessità di ricorrere all'utilizzo delle norme tecniche applicabili, che sono spesso volontarie anziché obbligatorie, ma la cui applicazione dovrebbe essere ritenuta estremamente necessaria e utile dai fabbricanti.<ref name=probl/>
== Note ==
<references/>
== Voci correlate ==
* [[Produzione industriale]]
* [[Utensile]]
* [[Compattatore di trucioli]]
{{portale|ingegneria|Materiali|scienza e tecnica}}
== Altri progetti ==
{{interprogetto|
==Collegamenti esterni==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web|http://www.ucimu.it/|UCIMU-SISTEMI PER PRODURRE (Unione Costruttori Italiani Macchine Utensili, Robot ed Automazione)}}
{{Progettazione meccanica}}
{{Controllo di autorità}}
[[Categoria:Macchine utensili| ]]
| |||