Lavorazione bassa

Gli acciai a basso e medio tenore di carbonio costituiscono la spina dorsale delle attività di praticamente ogni officina nelle loro applicazioni di ingegneria generale e nelle parti fabbricate.

Ciò che li definisce è la percentuale di carbonio presente nell'acciaio; dallo 0,15 allo 0,30% per l’acciaio “dolce” a basso tenore di carbonio e dallo 0,30 allo 0,60% per l’acciaio a medio carbonio. Secondo cnccookbook.com, gli acciai dolci sono comuni con ampi usi grazie alla loro buona lavorabilità e saldabilità combinata con il basso costo. La maggior parte dei gradi sono disponibili formati a freddo o laminati a caldo. L'acciaio dolce viene utilizzato per le parti che possono essere cementate, ma la cui resistenza centrale non è fondamentale. Dato il costo favorevole del materiale, i produttori lo utilizzano spesso per parti ad alto volume come parti di macchine a vite, alberi, ingranaggi leggermente sollecitati e superfici, perni e catene resistenti all'usura. Altre applicazioni includono saldature, scatole del cambio, trasmissioni e parti di ingegneria generale.

Tuttavia, gli acciai dolci presentano problemi per la tornitura, la foratura e la fresatura. Sono materiali morbidi e gommosi, che spesso formano trucioli lunghi e problematici. Non sorprende che la domanda più frequente sulla lavorazione di questi acciai sia come rompere il truciolo. Le risposte si trovano nel controllo del truciolo attraverso la velocità di avanzamento, la profondità di taglio e la selezione della geometria dell'inserto.

L'acciaio a medio carbonio ha duttilità e resistenza bilanciate, nonché una buona resistenza all'usura per pezzi di grandi dimensioni, forgiati e componenti automobilistici. Gli acciai a medio tenore di carbonio sono più resistenti e più duri degli acciai a basso tenore di carbonio, ma sono più difficili da formare, saldare e tagliare.

In una discussione, Dave Zunis, direttore dell'ingegneria dei servizi e delle applicazioni, Absolute Machine Tools, Lorain, Ohio; Craig Adorni, ingegnere applicativo, Absolute Machine Tools; e Rich Ford, ingegnere vendite senior/MTI per Kennametal Inc., Pittsburgh, hanno delineato gli approcci per selezionare l'utensile da taglio e i dati di taglio giusti per affrontare le sfide della lavorazione dell'acciaio a basso tenore di carbonio. Le informazioni sull'utensile da taglio corretto, sulla geometria dell'inserto, sulle velocità di lavorazione e sugli avanzamenti per l'applicazione sono on-line sul calcolatore tecnico di Kennametal o sul database degli utensili da taglio proprietario NOVO.

Adorni ha sottolineato evidenti problemi legati alla perforazione dei fori e alla rottura dei trucioli. "Quando stai praticando un foro e i trucioli iniziano a fuoriuscire sull'utensile e sul portautensile, non puoi avere quella pallina di trucioli in mezzo, quindi devi assicurarti di rompere il truciolo."

Secondo Zunis, l'impatto sull'automazione è evidente se i chip non vengono rotti. "Se il trapano o il maschio lasciano un mucchio di trucioli, possono impedire, diciamo, che un robot afferri il pezzo", ha detto. “Le migliori applicazioni di fresatura produrranno un chip che è come i popcorn, come un piccolo sei o un piccolo nove che puoi effettivamente tenere in mano. Sarà come se piccole patatine come popcorn volassero dappertutto; non sono collegati tra loro e non si comportano come una lunga corda.

"Ma nel caso degli acciai a basso tenore di carbonio si può ritrovarsi con un truciolo simile a un nido d'aquila, che si avvolge attorno al trapano e viene scagliato ovunque", ha continuato. Ha notato che, in genere, un getto d'aria non può spostare i trucioli: è necessario romperli. Ciò può essere fatto aumentando la velocità di avanzamento o modificando la geometria dell'inserto in modo che il truciolo si stacchi in un piccolo pezzo "sostanzialmente facendo esplodere i trucioli", ha affermato.

Lavorare a una velocità di avanzamento più elevata sembra interessante. "Ma i clienti hanno spesso paura di far funzionare le macchine più nuove alla velocità di avanzamento adeguata perché sono della 'vecchia scuola' e sono abituati a far funzionare le macchine troppo lentamente, e questo in genere crea il truciolo lungo", ha affermato Adorni. “Ma se riesci ad aumentare la velocità di avanzamento... il truciolo tende a rompersi. Alcuni macchinisti non tengono conto della nuova tecnologia dei CNC, degli inserti e degli utensili, che sono realizzati in modo tale che quando si arriva a una determinata velocità di avanzamento per la quale l'utensile è stato progettato o sviluppato, è possibile rompere o spezzare il truciolo. Ma se non riesci ad arrivarci e non usi la geometria dell'utensile come dovresti, otterrai un truciolo grosso e lungo, causando problemi nel cambio utensile.