Quando è necessario un appoggio fisso su un tornio CNC?

Gli alberi lunghi e sottili spesso tremano e vibrano durante le operazioni di tornitura. Questo "chattering" rovina la finitura superficiale e rende impossibile il mantenimento di tolleranze strette. Un appoggio fisso è la soluzione più semplice per risolvere questo problema di rigidità.

È necessario utilizzare un appoggio fisso quando il rapporto lunghezza/diametro (L/D) del pezzo in lavorazione supera 2,5:1. L'appoggio radiale è fondamentale per i pezzi lunghi, evitando che si pieghino sotto la pressione del taglio. Fornisce un supporto radiale fondamentale per i pezzi lunghi, evitando che si pieghino sotto la pressione del taglio. È inoltre obbligatorio quando si eseguono operazioni interne come l'alesatura o la filettatura sull'estremità di un albero lungo.

Molti operatori cercano di ingannare la fisica. Rallentano il mandrino o eseguono tagli più leggeri. Ma alla fine il pezzo esce ovale o l'utensile fa rumore. Non lasciate che le vibrazioni distruggano il vostro costoso progetto. Continuate a leggere per padroneggiare la messa a punto della lunetta.

Che cos'è il riposo stabile?

Spesso si vede questo dispositivo sul banco del tornio, ma si sa esattamente come funziona? Ignorare il suo corretto funzionamento può portare a pericolosi errori di lavorazione e a scarti di pezzi.

L'appoggio fisso è un dispositivo di supporto che si monta sul banco del tornio. Utilizza tre ganasce o rulli regolabili per tenere il centro di un pezzo in rotazione. Funge da fulcro intermedio, aumentando la rigidità e impedendo al pezzo di deviare durante le operazioni di taglio pesanti come la tornitura, l'alesatura o la zigrinatura.

L'appoggio fisso è un dispositivo ausiliario. Lo usiamo per sostenere radialmente pezzi rotanti¹. Il suo obiettivo principale è semplice. Aumenta la rigidità del pezzo. Blocca le vibrazioni derivanti da pezzi sottili o flessibili. Riduce errori di lavorazione² significativamente.

Si appoggia al banco del tornio o alle guide. Fornisce un supporto al centro del pezzo. Si mette a contatto con il pezzo in lavorazione con ganasce o pattini di supporto regolabili. Trovo che questo utensile sia perfetto per alberi lunghi, aste sottili o alberi a gomito. Questi pezzi si deformano facilmente senza supporto.

La scelta del giusto supporto dipende dalle dimensioni della produzione.

• Poggiatesta manuale: Sono ideali per i grandi lotti. Si impostano una volta sola per un diametro specifico. Forniscono il centraggio per più operazioni di serraggio. Spesso utilizzano cuscinetti o punte in ottone per ridurre l'attrito.
• Poggiatesta idraulici: Le consiglio per piccoli lotti o per pezzi complessi. Se si esegue la tornitura, questi sono i migliori. Consentono di eseguire tutte le operazioni in un'unica configurazione.
• Poggiatesta idrostatici: Per i nostri clienti che operano nel settore dei trasporti pesanti, utilizziamo queste macchine. Possono supportare parti che pesano decine di tonnellate. Utilizzano un film d'olio per la lubrificazione. Questo permette di gestire le esigenze di messa a punto e di mantenere stabile il supporto.

Per i lavori di alta precisione, utilizziamo supporti fissi con servoazionamenti. Sono dotati di meccanismi di feedback a griglia. Si posizionano automaticamente. Questo è fondamentale quando è necessaria un'elevata coassialità.

Quando è opportuno scegliere un appoggio fisso rispetto a una contropunta per il supporto?

Tutti usano una contropunta, ma a volte non è sufficiente per il lavoro. Se ci si affida solo al supporto di estremità, la parte centrale dell'albero lungo può piegarsi.

È consigliabile scegliere un appoggio fisso quando è necessario lavorare la faccia terminale di un albero o quando il pezzo è troppo lungo e si affloscia al centro. Mentre una contropunta sostiene la punta, un appoggio fisso sostiene la sezione centrale contro la pressione di taglio radiale.

Scegliere tra un riposo fisso e un contropunta³ dipende dalla forma del pezzo. Dipende anche dalla fase di lavorazione in cui ci si trova. Ecco come lo suddivido per il mio team.

Il problema della "noia
Questa è la differenza maggiore. Se dovete forare, alesare o filettare internamente l'estremità di un albero lungo, non potete usare una contropunta. La contropunta si trova esattamente nel punto in cui l'utensile deve andare. Un appoggio stabile tiene l'albero in modo sicuro dall'esterno. In questo modo la faccia terminale rimane completamente aperta. In questo modo è possibile lavorare elementi interni su pezzi lunghi con grande precisione.

Quando il pezzo è troppo flessibile
Se il rapporto lunghezza/diametro è superiore a 2,5, il pezzo è debole. Le forze di taglio lo spingono via. Questo provoca vibrazioni. Una contropunta trattiene solo le estremità. Il centro è ancora libero di piegarsi. Un appoggio fisso aggiunge una "terza mano" nel mezzo (un fulcro intermedio) per fermare questo fenomeno.

Lavorazione grezza
Durante i tagli grezzi, le forze sono elevate. Le forze radiali possono raggiungere 1000N o 1500N. Un appoggio fisso è rigido. Resiste a questo carico. Una contropunta potrebbe flettersi. Inoltre, se si sta tornendo un tubo cavo, il centro della contropunta crea una pressione verso l'esterno che potrebbe spaccare il tubo. Un appoggio fisso trattiene l'esterno, il che è più sicuro.

Limitazioni strutturali
Guardo i gradini sul pezzo. Se un albero non ha gradini (come un tubo senza saldatura), è facile posizionare un appoggio fisso ovunque. Se il pezzo ha molti piccoli gradini, un appoggio fisso potrebbe urtare le spalle. In questo caso, siamo costretti a utilizzare una contropunta.

L'utilizzo di un appoggio fisso può migliorare direttamente la finitura superficiale e la precisione dimensionale degli alberi lunghi?

I segni di vibrazione sono il nemico di ogni macchinista che desidera un aspetto pulito. Si prova a rallentare il mandrino, ma la vibrazione rimane. Questo utensile è il rimedio diretto per le finiture scadenti.

Sì, migliora direttamente la qualità eliminando le vibrazioni armoniche e la deflessione. Senza di essa, un pezzo lungo si allontana dall'utensile, creando tagli conici e superfici ruvide. L'appoggio fisso mantiene il diametro concentrico con l'asse del mandrino per tutta la lunghezza.

Ho gestito molti progetti riguardanti parti speciali di veicoli. Spesso vediamo assi lunghi⁴. Senza un appoggio stabile, la finitura superficiale è sempre scadente. Ecco perché questo strumento è fondamentale per la qualità.

Fermare l'effetto "Push-Away
Quando l'utensile tocca un albero lungo, l'albero vuole piegarsi. Questa è la deviazione. Se il pezzo si piega di 0,1 mm, il taglio è troppo superficiale di 0,1 mm. Quando l'utensile si ritrae, il pezzo torna indietro. Questo crea un errore di conicità. Il centro dell'albero finisce per essere più spesso delle estremità. Un appoggio fisso impedisce questo fenomeno. Tiene fermo il pezzo. L'utensile taglia esattamente ciò che è stato programmato.

Uccidere le vibrazioni
Le vibrazioni lasciano brutti segni di vibrazioni. Sembrano un disegno di onde sul metallo. Questo accade perché la parte lunga si comporta come una corda di chitarra. Il supporto fisso agisce come un dito sulla corda. Blocca la risonanza. Il risultato è una finitura liscia e a specchio.

Datum coerenti
Nei centri di fresatura a tornio, utilizziamo il supporto fisso con la contropunta. In questo modo il posizionamento è preciso. In questo modo, l'origine della lavorazione rimane costante. Se si eseguono lavori precisi, come quelli sui rulli delle nostre acciaierie, non è possibile accettare errori di oscillazione. L'appoggio fisso riduce al minimo il runout e garantisce che il pezzo rimanga concentrico con l'asse del mandrino.

Se il pezzo sembra ruvido, non limitatevi a cambiare l'inserto. Controllate il vostro supporto. L'appoggio fisso è spesso la chiave per correggere la finitura.

In che modo un'impostazione o un allineamento errati di un supporto fisso possono danneggiare il pezzo?

Un appoggio fisso è utile, ma una cattiva impostazione è distruttiva. Se si sbaglia l'allineamento o si stringe troppo, il pezzo si scarta immediatamente.

Un allineamento errato costringe il pezzo fuori centro. Questo crea un forte disallineamento, brucia la superficie a causa dell'attrito o provoca la torsione e lo scatto del pezzo. L'eccessivo serraggio delle ganasce crea errori di "lobing", in cui il pezzo diventa triangolare anziché rotondo.

L'impostazione di un appoggio fisso richiede attenzione. Non si tratta solo di fissarlo. È necessario allinearlo perfettamente all'asse del mandrino. Se si sbaglia, si rischia di danneggiare la macchina e il pezzo.

Il rischio di un'eccessiva costrizione
I punti di appoggio devono essere uniformi. Se non lo sono, si crea vincolo eccessivo⁵. Ciò comporta errori di conicità. Peggio ancora, può torcere il pezzo da lavorare. Ho visto alberi che sembravano a posto, ma erano contorti internamente perché la base di appoggio era in contrasto con il mandrino. Questo stress rimane nel pezzo e causa una successiva deformazione.

Rilegatura e Calore da attrito⁶
L'attrito è un problema importante. Se si utilizza un poggiapiedi manuale con pattini fissi, è necessaria una lubrificazione costante. Senza olio, i pattini generano un calore eccessivo. Questo calore espande il metallo, modificando le dimensioni a metà taglio. Nei casi più gravi, provoca "scoring" o "marring", in cui i pattini scavano nel pezzo e rovinano la finitura superficiale.

Allineamento al centro
Il centro della base di appoggio deve corrispondere al centro del mandrino del tornio. Se la base di appoggio è leggermente più bassa o più alta, il pezzo si piega a ogni rotazione. Questo provoca l'eccentricità. Il pezzo non sarà rotondo.

La tempistica è importante
Durante il funzionamento effettivo, è necessario sapere quando attivare il fermo macchina. Questo viene deciso in base al materiale e ai dati di taglio. Se si blocca su una superficie non rotonda (come una colata grezza), la lunetta copierà la forma ovale nel taglio finale. È necessario girare prima un "punto" o una superficie reale, quindi bloccare la base di appoggio su quel punto.

Conclusione

Un appoggio fisso è essenziale per qualsiasi pezzo con un rapporto lunghezza/diametro superiore a 2,5. Assicura la sicurezza, consente la lavorazione di estremità e garantisce l'alta precisione che J&M Machine Tools offre.