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TORNI PER METALLI & Co. - Lezione N.1

Risorse - Elettroutensili
Scritto da FerramentaOnline   
Domenica 18 Gennaio 2004 14:31

Torni per metalli & Co. Corso breve per vili genti meccaniche, bricoleurs e simpatizzanti.

Più o meno tutti hanno visto un tornio : per la lavorazione dei metalli, per legno, oppure, perchè no, da ceramentisti.
Insieme hanno la particolarità di creare solidi di rivoluzione, sebbene con un tornio ben attrezzato non è difficile fare anche solidi a superfici piane, come, ad esempio, prismi e cubi.
Il tornio per metalli, da chiamarsi più propriamente "tornio parallelo" è la macchina utensile regina (come dice paoPaura), nel senso che è talmente versatile che in campo meccanico copre buona parte delle possibili lavorazioni per asportazione di truciolo.

 

Tornio metallo

 


Questo vale ancor di più per gli hobbysti, ed il possesso e l' uso di un simile attrezzo può essere considerato il top per gran parte di noi.
Ma chi per necessità, passione o specifico hobby vuole spingersi oltre dopo il tornio, portafoglio e moglie permettendo potrà fare un pensierino ulteriore per un bel trapano-fresa.
Vediamo quindi come è fatto un tornio, con la preghiera di non sbuffare e passare oltre per quanti già sappiano e conoscano questa macchina.

A causa delle differenti dimensioni e soluzioni costruttive che hanno i torni "da officina" rispetto a quelli "hobbystici", possono esserci disparità notevoli nei sistemi costruttivi impiegati, nelle soluzioni e complessità dei vari cinematismi, nelle possibilità di regolazione e manovra.
Cercherò, ove possibile, di tenerne conto.
Per coloro i quali possono trovare astruse certe descrizioni e complesse certe informazioni, assicuro che quando avranno il tornio a disposizione troveranno senz' altro più semplice utilizzarlo anzichè sforzarsi ora di capire come è fatto e come si possa impiegare.

Un tornio è fatto da una incastellatura, generalmente fusa in ghisa, chiamata "bancale", che supporta tutti gli altri organi della macchina.
Il bancale superiormente è lavorato di fresatura per ricavare le "guide", cioè delle rotaie a forma di V rovescio, molto precise, sulle quali possono scorrere orizzontalmente il "gruppo carrelli" e la "controtesta".
A sinistra del bancale, sopra le guide, è fissata (generalmente in modo da poter essere regolata micrometricamente per l' allineamento sui torni grandi, ed in modo rigido nei torni hobbystici), la "testa",
chiamata anche "fantina".
Vediamo questi componenti uno ad uno.
La fantina supporta l' "albero del mandrino", cioè l' asse rotante che girando con grande precisione su appositi cuscinetti, e sporgendo dalla fantina, permette di collegare all' asse gli organi di presa del
pezzo in lavoro.
Sull' albero del mandrino sono calettati gli ingranaggi, manovrati da apposite leve poste all' esterno della fantina, che permettono di variare la velocità di rotazione dell' albero.
Gli ingranaggi sono quasi sempre in bagno d' olio. Il tutto funziona insomma come un cambio di velocità di automobile.
Le velocità selezionabili per la rotazione dell' albero del mandrino sono abbastanza numerose, e molto spaziate tra loro. Il motivo è che le variabili di lavoro (natura del materiale, dimensioni del pezzo in lavoro, tipo dell' utensile), nonchè tipo di lavorazione (tornitura cilindrica, in piano, o filettatura), necessitano di diverse velocità di lavorazione.
Un sufficiente e tipico numero di velocità di rotazione del mandrino è 12, realizzate con un cambio a 3 ingranaggi più un' ulteriore coppia di ruote dentate che costituisce un' ulteriore riduzione, chiamata
"ingranaggio di volata e ritardo". (Quindi 3 x 2 = 6).
Per raddoppiare ulteriormente le 6 velocità, si fà di solito affidamento ad un motore elettrico di trascinamento a doppia velocità, generalmente 1400-2800 giri/min.
Quindi per selezionare la velocità desiderata avremo a disposizione la leva del cambio di velocità (3 posizioni), la leva del ritardo (2 posizioni), ed il commutatore elettrico del numero di poli del motore.
Un ulteriore selettore elettrico stabilisce il senso di rotazione del mandrino, che normalmente è antiorario guardando il mandrino dal davanti lo stesso, ma per certe lavorazioni può essere fatto ruotare in senso contrario.
Sulla macchina è sempre presente la targhetta delle velocità, con l' indicazione delle manovre per impostare quella desiderata. Generalmente più piccolo è un tornio e più elevate sono le velocità di rotazione del mandrino.
E' bene che la velocità inferiore sia molto bassa, in quanto facilita a noi inesperti l' esecuzione di filettature, in special modo quelle interne.
A titolo di esempio riporto le velocità di rotazione in giri/min del mio tornio, che è di taglia media :
- 52, 79, 104, 129, 158, 258, 293, 443, 586, 721, 886, 1442.
E così abbiamo sistemato le velocità.

Il gruppo carrelli, o più semplicemente "carrello", è la parte mobile scorrevole sulle guide del bancale, portante la "torretta portautensili", sulla quale è fissato per l' appunto l' utensile da taglio.
In verità i carrelli mobili dei torni paralleli sono3 (a volte 2 solamente nei piccoli torni hobbystici).
Mi spiego meglio :
sul primo carrello, scorrente longitudinalmente sulle guide del bancale, è sovrapposto un secondo carrello, che si muove ortogonalmente al primo. Sovrapposto ed imperniato al secondo carrello, ve ne è un terzo, chiamato più propriamente "slitta portautensili", che può essere sbloccato, ruotato e ribloccato rispetto al secondo. Sulla slitta portautensili è fissata per l' appunto la torretta portautensili.
Spero di non aver fatto troppa confusione !
Lo scopo di un ambaradam così complesso è quello di poter conseguire le possibili 3 direzioni di movimento dell' utensile. In altre parole, se ci sarà solo la traslazione del primo carrello potremo
realizzare una tornitura cilindrica ; se muoveremo il secondo carrello (con il primo fermo), realizzeremo una tornitura con penetrazione radiale, perchè l' utensile avanzerà dalla periferia verso il centro di rotazione del pezzo, se invece bloccheremo i primi due carrelli, ruoteremo di un certo angolo la slitta portautensili, e agiremo sull' avanzamento di quest' ultima, potremo eseguire una tornitura di tipo obliquo, ad esempio per creare un cono.

Ma come si realizza il movimento dei carrelli ?
Vediamo il caso di un tornio tipico, di buona fattura.
In tal caso, il primo ed il secondo carrello possono essere traslati con volantini di manovra a mano oppure con movimenti motorizzati.
La slitta portautensili è invece sempre e soltanto manovrabile a mano.
Il movimento automatico si inserisce operando leve o bottoni di manovra posizionati sulla parte anteriore del primo carrello che prende il nome di "grembiale".
La presa di moto è derivata dai ruotismi della testa tramite una cascata di ingranaggi (in genere 4), più un' altra scatola di riduzione interposta (chiamata in gergo "scatola Norton"), il tutto contenuto in una "scatola degli avanzamenti" posizionata all' estremità sinistra della macchina e datata di uno sportello apribile per accedere agli organi interni.
Il rapporto di riduzione è molto importante, perchè determina in pratica di quanto si spostano i carrelli per ogni giro dell' albero del mandrino. Ciò equivale in pratica a fissare il "passo" di avanzamento nella creazione di una filettatura, oppure il grado di finitura della superficie tornita.
A tale scopo, i torni sono corredati di una serie di ingranaggi di varie grandezze, da scegliere seguendo le indicazioni di una tabella esposta sulla macchina, a seconda del passo della filettatura o dell' avanzamento desiderato.
Gli ingranaggi necessari a formare la giusta"quaterna" di ruote dentate vengono montati su un' apposito sostegno dentro la scatola degli avanzamenti, che è chiamato "testa di cavallo" o "lira" a causa della
vaga rassomiglianza con queste ultime.
Tali ingranaggi possono far ruotare (a scelta dell' operatore) la "vite madre" oppure la "barra scanalata" che sono due alberi ruotanti posizionati sotto il grembiale e correnti lungo tutto il basamento della macchina.
Sul grembiale stesso ci sono i meccanismi di impegno della vite o della barra, nel senso che, se manovrati opportunamente, realizzano l' accoppiamento di queste con i carrelli, e quindi l' avanzamento
automatico scelto. Oltre ai comandi di impegno/disimpegno dell' avanzamento automatico, sul grembiale vi è anche una leva per l' inversione della direzione di moto dei carrelli, cioè per fare un movimento di scorrimento di và-e-vieni dei carrelli lungo le guide, necessario per fare le numerose "passate" di tornitura.

Ma perchè è presente sia la vite madre che la barra scanalata, dal momento che entrambe fanno la stessa funzione, cioè quella di trascinare in automatico i carrelli ?
Il motivo è quello della precisione degli spostamenti, cioè della costanza del passo. Si usa la barra scanalata per la tornitura, che non ha grandi esigenze di precisione per il valore di avanzamento.
Si utilizza la vite madre per realizzare le filettature, che richiedono tolleranze sul passo più strette.
Usando prevalentemente la barra, quindi, si risparmia l' usura della vite madre, riservandola alla precisione delle filettature.
Molti torni hobbystici, per ragioni di costo, possiedono solamente la vite madre, che quindi si usurerà più velocemente. Alcuni addirittura permettono l' avanzamento automatico solo sulla tornitura longitudinale (primo carrello), mentre per muovere il secondo carrello bisogna operare a mano sul volantino di manovra. Pazienza.
Abbiamo detto che sulla slitta viene fissata la torretta portautensili, cioè il sistema di fissaggio dei ferri da taglio. La torretta è costituita da un blocchetto in acciaio lavorato, che nella versione a cambio rapido consente il velocissimo cambio del portautensile propriamente detto, mentre in quella hobbystica
il montaggio dell' utensile deve essere eseguito bloccando con delle viti il gambo di quest' ultimo su apposite scanalature fresate sulla torretta stessa.
La differenza è notevole, se si pensa che per realizzare un pezzo al tornio, anche semplice, devono essere utilizzati più utensili diversi in successione. La possibilità di cambiare utensile, oltre tutto già
regolato alla giusta altezza, in 3 o 4 secondi, è una bella comodità, e rende più gradevole il lavoro.
Le torrette di tipo rapido però costano parecchio, e comunque con un po' di sacrificio nei piccoli torni se ne può fare a meno.

Per il momento fermiamoci qui. Un appuntamento alla prossima lezione...

Per mia informazione ditemi comunque se le spiegazioni sono comprensibili anche a chi, pur avendo interesse all' argomento, non mastica molto in termini tecnici. Mi servirà, se possibile, per adeguarmi nel prosieguo di queste brevi note.
Cordialità.

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