I dati di produzione e la funzione obiettivo

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taglio meccanicaUn buon risultato lo si ottiene quando lo staff lavora in armonia. Le lavorazioni meccaniche non fanno eccezione: parametri tecnologici, materiali, utensileria… Il team deve essere ben affiatato!

Bene, caro neo assunto di un’azienda metalmeccanica, si sono dette tante cose riguardo all’attitudine e all’atteggiamento che si devono avere, alla preparazione di base, ma anche a quella che, con umiltà e consapevolezza, va acquisita giorno per giorno, senza timore di dire «non so, spiegami, fammi imparare…». Ora è il momento di sottolineare quanto sia importante la padronanza dei parametri di taglio per ciascun materiale, e della conseguente utensileria, in relazione a ciascuna lavorazione che deve essere eseguita. Da ciò deriva l’ottimizzazione dei cicli, sia in termini di tempo che di qualità del lavoro da eseguire/eseguito.

 

Come in un’orchestra: la base è l’armonia

Naturalmente l’obiettivo è un pezzo che soddisfi appieno le specifiche, di qualità, con costi di processo contenuti e prodotto nei tempi previsti. Affinché ciò si realizzi tutte le attività devono essere coordinate e correlarsi in piena armonia. Ogni attività può essere vista come lo strumento di un’orchestra: non basta la bravura del singolo, ma occorrono affiatamento e armonia per arrivare a un risultato di pregio.

In una lavorazione meccanica, cosa succede? Bene, occorre arrivare alla stesura di cicli di lavoro ottimizzati. Naturalmente si è partiti dalla determinazione dei processi tecnologici e dalla scelta delle macchine utensili e, per stendere un ciclo di lavorazione occorre individuare posizionamento e serraggio, sequenza delle lavorazioni, utensili e parametri di taglio, tenendo presente la stretta correlazione che fra di essi esiste.

Scegliere un utensile significa scegliere materiale e forma dell’inserto, il primo legato principalmente a materiale da lavorare e tipo di lavorazione (sgrossatura o finitura), il secondo influenzato da angolo di registrazione e accessibilità; il posizionamento e il bloccaggio condizioneranno la sequenza delle lavorazioni. A questo punto le domande che occorre porsi saranno essenzialmente rivolte a individuare la sequenza di operazioni che, nel rispetto dei vincoli tecnologici, minimizzano i costi e, per poterle eseguire, quanti e quali sono i posizionamenti necessari, cercando il giusto compromesso fra la minimizzazione dei piazzamenti e quella dei cambi utensile. Fatto tutto ciò, con processo tecnologico e macchina utensile definita, il ciclo di lavorazione può prendere forma, con la definizione dell’utensile e dei parametri di taglio, definizioni che sono comunque soggette a reiterazioni, in modo da raggiungere l’ottimizzazione del ciclo.

 

L’importanza dei parametri di taglio

Velocità di taglio (e numero di giri del mandrino), avanzamento, profondità di passata (e numero di passate): ecco i parametri di taglio, gioia e dolore delle lavorazioni meccaniche. In effetti la loro scelta ha una ricaduta su diverse grandezze. I parametri di taglio influenzano direttamente i tempi macchina, intesi come il tempo di contatto fra pezzo e utensile, i tempi di lavorazione e i tempi di set up, la durata dell’utensile, la finitura superficiale e gli errori sia di forma che dimensionali, con un impatto diretto sulla qualità del pezzo finito, le forze in gioco e le potenze richieste alla lavorazione, con ovvia conseguenza il maggiore/minor consumo energetico. Tutto ciò si traduce in costi e competitività.

Volendo affrontare il problema in maniera «rigorosa», ci si può rifare al concetto della funzione obiettivo, impostando il problema della scelta dei parametri di taglio con l’obiettivo di massimizzare o minimizzare una certa situazione, come, per esempio, i costi o la durata dell’utensile, coerentemente con i vincoli tecnologici. È possibile quindi valutare il costo della lavorazione in funzione dell’avanzamento: se è vero che il costo diminuisce con l’aumentare dell’avanzamento, occorre però sempre considerare il limite imposto dal pezzo finito (dalla sua qualità), dalla potenza della macchina, dai limiti fisici dell’utensile…

E allora? Allora occorre avere ben chiare le interrelazioni fra i vari parametri e deve anche essere chiaro che qualsiasi approccio teorico nasce da semplificazioni, producendo risposte passibili di correzioni.

La realtà industriale tende ad affrontare il problema dei parametri di taglio in maniera semplificata, anche se non sempre efficace. Per quanto riguarda la profondità di passata, la si considera dettata dal valore di sovrametallo lasciato sul grezzo, sovrametallo che deve essere suddiviso fra sgrossatura e finitura; l’avanzamento deve essere maggiore possibile, con vincoli la rugosità (sgrossatura o finitura), le forze che possono flettere l’utensile o deformare il pezzo, inducendo vibrazioni difficilmente controllabili; la velocità di taglio che viene scelta dopo avere fissato avanzamento e profondità di passata secondo gli obiettivi di massima produttività o di minimi costi e, talvolta, secondo un equilibrio fra i due.

Se non si ha padronanza dei vari parametri, di come e dove vanno a impattare, difficilmente si riuscirà a costruire cicli ottimizzati. Certo esistono software in grado di proporre soluzioni ottimizzate, ma è indispensabile saperle valutare in maniera critica, contestualizzandole, in modo da riuscire veramente a trovare la miglior ipotesi di lavoro per ogni situazione.

Dunque, caro neo assunto, partendo dai materiali e dalle loro caratteristiche, sono fondamentali i parametri di taglio: ogni parametro dovrà suonare la propria musica, ma, sotto la tua direzione, dovrà accordarsi con gli altri, in modo da creare un tutt’uno armonico e sinergico per arrivare alla riuscita del pezzo!

di Daniela Tommasi

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