Tipi di utensili da taglio, osservazione e ispezione con un microscopio digitale
La ricerca di una maggiore resistenza, di una maggiore precisione e di un peso ridotto ha portato a una crescente domanda di pezzi con forme difficili da eseguire, realizzati con materiali difficili da tagliare, come il carburo cementato, materiali duri e fragili e l'acciaio inossidabile bonificato. I materiali difficili da tagliare esercitano una forte pressione sugli utensili da taglio, pertanto è necessario prestare particolare attenzione al monitoraggio dell'usura e dei trucioli (difetti) sui bordi degli utensili. In questa sezione vengono presentati i tipi di utensili da taglio e alcuni esempi di osservazione e analisi con il nostro microscopio digitale.
- Che cos'è il taglio?
- Metodi di taglio e utensili da taglio tipici
- Materiali e caratteristiche tipiche degli utensili
- Inserti monouso
- Esempi di osservazione e ispezione di utensili da taglio con l'ausilio di un microscopio digitale
Che cos'è il taglio?
Il taglio è la lavorazione che incide il metallo e altri materiali utilizzando utensili, come ad esempio lame.
Un altro metodo di lavorazione dei metalli, chiamato rettifica, raschia le superfici utilizzando una mola.
Principio del taglio
Un utensile da taglio scheggia continuamente il materiale da tagliare e genera trucioli.
In condizioni ideali, i trucioli vengono generati in modo continuo e regolare.
- A: Truciolo non tagliato
- B: Truciolo
- C: Pezzo in lavorazione
- D: Utensile
- E: Angolo di spoglia
- F: Superficie di spoglia
- G: Superficie di rilievo
- H: angolo di rilievo
Condizioni di taglio
La velocità di taglio, la velocità di avanzamento e la quantità di taglio sono tutti fattori importanti per un taglio corretto.
- Velocità di taglio = Distanza tagliata al minuto (m/min)
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La velocità di taglio (m/min) è la distanza che un utensile taglia al minuto.
Maggiore è la velocità di taglio, maggiore è la produttività, ma minore è la durata dell'utensile.
- A: Pezzo in lavorazione
- B: Distanza tagliata al minuto
Maggiore è la velocità di taglio,
maggiore è la produttività,
ma
minore è la durata dell'utensile. - Velocità di avanzamento = Distanza da percorrere per giro (mm/giro)
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La velocità di avanzamento (mm/giro) è la distanza percorsa da un utensile per ogni giro.
Con l'aumento della velocità di avanzamento, aumenta la produttività, ma anche la rugosità della superficie di taglio.
- A: Un giro
- B: Pezzo in lavorazione
- C: Distanza percorsa per giro
Con l’aumento della velocità di avanzamento,
aumenta la produttività
ma
anche la rugosità della superficie di taglio. - Quantità di taglio = distanza da tagliare nel pezzo in lavorazione
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La quantità di taglio si riferisce alla distanza che un utensile taglia nel pezzo.
Maggiore è la quantità di taglio, maggiore è la produttività, ma la quantità di taglio ideale è determinata dal tipo e dal materiale dell'utensile.
- A: Pezzo in lavorazione
- B: Quantità di taglio
Maggiore è la quantità di taglio,
maggiore è la produttività,
ma
la quantità di taglio ideale è determinata dal tipo e dal materiale dell'utensile.
Metodi di taglio e utensili da taglio tipici
Questa sezione descrive i metodi di taglio tipici, le loro caratteristiche e gli utensili da taglio utilizzati.
- Tornitura
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In genere, questo metodo viene impiegato per tagliare pezzi cilindrici o discoidali in forme rotonde in rotazione.
Nome macchina: tornio 
Utensile da taglio: inserto dell'utensile 
- Perforazione
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Gli utensili ruotano per praticare fori sulle superfici dei pezzi.
Nome della macchina: foratrice 
Utensile da taglio: trapano 
- Alesatura
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Gli utensili ruotano e lavorano l'interno dei fori con elevata precisione.
Nome della macchina: alesatrice 
Utensile da taglio: alesatore 
- Brocciatura
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Le brocce (utensili per la finitura dei fori) tagliano i pezzi in lavorazione muovendosi linearmente. La brocciatura può eseguire un intero processo (fino alla finitura) con una sola macchina, ed è facile stimare la durata degli utensili. Questi fattori rendono la brocciatura interessante per l'industria automobilistica, dove è necessaria una produzione di massa.
Nome della macchina: brocciatrice 
Utensile da taglio: broccia 
- Dentatura
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Gli ingranaggi vengono tagliati con una fresa rotante.
- Nome della macchina: dentatrice
- Utensile da taglio: fresa a creatore, fresa per pignone, dentatore
- Fresatura
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La fresatura asporta materiale ruotando un utensile chiamato fresa. Le fresatrici vengono utilizzate per rasare le superfici e creare scanalature. In genere ne esistono due tipi: le frese frontali per la lavorazione delle superfici e le frese a codolo per la scanalatura.
Nome della macchina: fresatrice 
Utensile da taglio: fresa frontale, fresa a codolo 
Materiali e caratteristiche tipiche degli utensili
Questa sezione descrive i materiali e le caratteristiche dei tipici utensili da taglio.
- Acciaio super rapido (HSS)
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Metalli, tra cui tungsteno, cromo, vanadio e molibdeno, legati a una base di ferro
- VantaggioEccellentetenacità
- SvantaggiBassa resistenza al calore e all'usura
Materiali target: acciaio al carbonio e legato
- Metallo duro cementato
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Leghe di carburo di titanio e carburo di tantalio che vengono aggiunte alla polvere di carburo di tungsteno e poi sinterizzate con cobalto.
- VantaggiEccellente equilibrio tra tenacità, elevata durezza e resistenza all'usura
Materiali target: acciaio al carbonio, acciaio legato, acciaio inossidabile e altri materiali resistenti al taglio
- Ceramica
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Materiali duri, tra cui ossido di alluminio, carburo di titanio e nitruro di silicio, che vengono sinterizzati.
- VantaggiEccellente resistenza al calore e all'usura
- SvantaggiPoco tenace e si scheggia facilmente
Materiali target: ghisa, leghe resistenti al calore, acciaio bonificato e acciaio per utensili
- Diamante
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Materiale modellato in monocristallo di diamante (il materiale più duro)
- VantaggiEccellente resistenza al calore e all'usura, adatta al taglio di facce a specchio
- SvantaggiPoco tenace e si scheggia facilmente
Materiali target: metalli non ferrosi, compreso l'alluminio
- Diamante sinterizzato
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Corpo policristallino ottenuto aggiungendo cobalto alla polvere di diamante fine e sinterizzando.
- VantaggiEccellente resistenza al calore e all'usura e maggiore tenacità rispetto al diamante
- SvantaggioDifficile realizzare bordi affilati
Materiali target: metalli non ferrosi, carburo cementato, ceramica
- Cermet
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Il nichel e altri materiali vengono aggiunti al carburo di titanio e al nitruro di titanio e poi sinterizzati.
- VantaggiUn tipo di carburo cementato. Eccellente resistenza all'usura e alla corrosione rispetto al normale carburo cementato. Viene spesso utilizzato per la finitura dell'acciaio.
Materiali target: acciaio al carbonio e legato
Inserti monouso
Gli inserti monouso vengono fissati meccanicamente nei supporti con viti prima dell'uso. Il materiale del tagliente è generalmente carburo cementato e le forme sono definite da ISO (ad esempio, triangolo equilatero, quadrato, romboide e cerchio).
Esempi di osservazione e ispezione di utensili da taglio con l'ausilio di un microscopio digitale
Di seguito vengono presentati gli ultimi esempi di immagini di osservazione e ispezione di utensili da taglio utilizzando il microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.
Osservazione dell'adesione al tagliente
l'osservazione in 3D ha dimostrato che ciò che si pensava fosse una scheggiatura era in realtà un'adesione.
Osservazione del punto in cui l'utensile ha iniziato a rompersi
L'illuminazione multiangolare consente di osservare facilmente il punto di partenza di una superficie di rottura.
Osservazione di una superficie tagliata
La modalità Effetto ombra ottico consente di osservare in pochi secondi le onde su una superficie tagliata, cosa che tradizionalmente era possibile solo utilizzando un interferometro.
