Che cos'è il taglio?

[1] Rigidezza

Quando un oggetto è sottoposto a una forza, la forma tenta di cambiare, generando però una forza per opporsi a questo cambiamento. Questa proprietà si chiama rigidezza. Per le macchine utensili, la rigidezza è la chiave del successo della lavorazione con la precisione desiderata. Anche se le macchine utensili di oggi sono in grado di soddisfare progressivamente i requisiti di rigidezza, nei casi in cui è necessaria una precisione micrometrica gli operatori hanno bisogno di una conoscenza più approfondita della rigidezza.

La rigidezza può essere di due tipi: statica e dinamica. La rigidezza statica, spiegata nel modo più semplice possibile, è quella che si ha quando la direzione e l'entità della forza sono costanti. Con le macchine utensili, la parte in movimento non si muove sulla tavola. In senso stretto, la tavola è deformata dal peso della parte in movimento. Anche se l'impatto effettivo è estremamente ridotto, in alcuni casi la precisione di lavorazione può diminuire.
La rigidezza dinamica, invece, è quella che si ha quando la direzione e l'entità della forza variano. Ad esempio, all'accensione della macchina utensile si verificano vibrazioni che possono provocare il chattering o farla vibrare tanto da influire sulla precisione di lavorazione. Quando si tagliano o lavorano i pezzi in qualsiasi altro modo, occorre tener conto sia della rigidezza statica che di quella dinamica.

[2] Deformazione termica

Gli oggetti si espandono con l'aumentare della temperatura. I metalli non fanno eccezione a questa legge e per misurare accuratamente la lunghezza, la sala metrologica deve essere completamente termoregolata.
Nella lavorazione, gli operatori devono prestare particolare attenzione per evitare la deformazione termica dei pezzi. Questo perché, quando la macchina utensile è in funzione, i suoi componenti generano calore, aumentando la temperatura dei pezzi da tagliare. Alla deformazione termica va prestata maggiore attenzione man mano che la macchina utensile continua a funzionare. Pertanto, per garantire una lavorazione di precisione è importante conoscere le temperature nei diversi punti di un'operazione.

[1] Movimenti di taglio

Per taglio si intende l'asportazione di parti dai pezzi in lavorazione con l'ausilio di un utensile. In senso lato, nella lavorazione sono richiesti due movimenti: taglio e avanzamento.
Il taglio è il movimento che asporta parti dal pezzo in lavorazione e in genere si ottiene con un utensile da taglio che si muove in linea retta.
L'avanzamento, invece, è il movimento che permette di tagliare altre parti spostando l'utensile da taglio. Ad esempio, dopo aver praticato il taglio su una linea, alimentando l'utensile perpendicolarmente alla direzione di taglio è possibile tagliare una nuova superficie. La ripetizione di questa operazione può creare un piano.

[2] Lavorazione e flessione

Durante la lavorazione, l'utensile e il pezzo entrano in contatto e le loro forze interferiscono tra loro, generando una flessione. Va notato che la flessione generata varia a seconda dell'utensile utilizzato.
Ad esempio, quando si utilizza un utensile da taglio, la flessione dipende da fattori quali il materiale del pezzo, l'area dell'estremità tagliata e il tipo di utensile da taglio utilizzato. In particolare, l'area dell'estremità tagliata influisce in modo significativo sulla flessione, quindi occorre tenerla sotto controllo durante la lavorazione.
Nel caso della foratura, l'operatore deve tener conto della flessione anche per la coppia e l'avanzamento. La coppia è la forza di torsione e viene anche detta momento torsionale. L'avanzamento, invece, è il movimento con cui si sposta in avanti il trapano.

Nella foratura, il valore della flessione varia a seconda del materiale del pezzo, del tipo di punta (forma della lama), della velocità di rotazione del trapano e della velocità di avanzamento.
La qualità, l'efficienza e la durata degli utensili possono essere migliorate se si pianifica la lavorazione tenendo conto dell'influenza della flessione.

[3] Lavorazione e velocità

In officina, un altro elemento chiave oltre al controllo qualità è l'efficienza del lavoro. L'accelerazione della lavorazione migliora l'efficienza.
Tuttavia, l'aumento della velocità della macchina richiede un'ulteriore pianificazione perché vi è il rischio che faccia aumentare la flessione e la deformazione termica. L'aumento della velocità di lavorazione può anche ridurre la durata degli inserti. Questo può accorciare il ciclo di sostituzione degli inserti e, di conseguenza, far salire il costo per unità di lavorazione. Durante la lavorazione è quindi importante considerare la velocità, la precisione e la durata degli utensili.

[4] Lavorazione e temperatura

Come già accennato nelle sezioni sulla deformazione e la velocità, il contatto tra l'utensile e il pezzo durante il taglio e altre lavorazioni genera calore. Questo provoca un aumento della temperatura del pezzo, il che può influire sulla precisione di lavorazione e/o ridurre la durata degli utensili.
I fattori più influenti sono la velocità di lavorazione e l'area da lavorare. Più alta è la velocità di lavorazione, maggiore è il calore prodotto. Analogamente, una superficie di lavorazione più ampia aumenta l'attrito e di conseguenza causa un aumento della temperatura. Durante la lavorazione è importante essere sempre consapevoli delle variazioni di temperatura.

L'olio da taglio (agente da taglio) svolge un ruolo importante nel controllo della temperatura durante la lavorazione. L'olio riduce l'attrito tra l'utensile e il pezzo. È inoltre essenziale per ridurre al minimo la generazione di calore durante la lavorazione e per rimuovere i trucioli.
In passato erano comuni gli oli da taglio emulsionabili (solubili in olio), ma con la crescente consapevolezza della protezione ambientale oggi sono più comuni i tipi solubili in acqua. Dato che nella lavorazione vengono utilizzate grandi quantità di olio da taglio, spesso lo si riutilizza attraverso un sistema di ricircolo e di filtraggio.