Il fenomeno dell’usura ha un’influenza diretta sulla durata dell’utensile e, di conseguenza, sulla qualità e sul costo della lavorazione.
Ogni lavorazione meccanica per asportazione di truciolo vede una interazione fra l’utensile da taglio e il materiale: le soluzioni da taglio sono così soggette a forze e temperature elevate e a sfregamento, con una modifica della geometria del tagliente. Ciò porta l’utensile a lavorare in una condizione “sfavorevole”, diversa da quella prevista, che lo porta più o meno rapidamente a usura, quindi con ripercussioni sulla qualità della lavorazione e sulla vita dell’utensile stesso.
Ogni utensile è caratterizzato da una vita utile, durante la quale può eseguire, coerentemente con le prestazioni desiderate, una certa lavorazione con parametri di taglio definiti. Se, a causa dello stato di sollecitazione meccanica e termica, lo stato dell’utensile cambia, l’utensile non lavora più secondo le condizioni previste dal costruttore: la lavorazione non dà più i risultati attesi, con modifiche che si autoesaltano col crescere delle variazioni della geometria dell’utensile, cioè dell’usura. Il risultato? Qualità della superficie lavorata non in linea con le specifiche e progressivo collasso dell’utensile, fino a rottura: in questo caso, il danno può investire anche la macchina utensile.
Utensile: un ruolo complesso
In sgrossatura l’utensile deve asportare importanti volumi di materiale, con conseguente elevata formazione di truciolo, mentre in finitura deve garantire la qualità finale della superficie lavorata quindi, va da sé, come la capacità gli utensili di soddisfare esigenze diverse dipenda dal materiale (il tipo e, di conseguenza, le proprietà), dalla geometria e dai parametri tecnologici di lavorazione.
A seconda del tipo di lavorazione e del materiale da lavorare, variano le caratteristiche che deve avere l’utensile o, meglio, può cambiare l’ordine di rilevanza. In generale, l’utensile deve comunque presentare:
• elevata durezza, in particolare alle alte temperature;
• elevata tenacità, per garantire resistenza agli urti, in particolare in condizioni di taglio interrotto, come la fresatura;
• elevata resistenza alla deformazione plastica dovuta alle alte sollecitazioni sia meccaniche che termiche;
• elevata resistenza all’usura dovuta allo strisciamento sia sul petto dell’utensile (truciolo) che sul dorso (superficie lavorata);
• basso coefficiente d’attrito per contenere l’innalzamento termico;
• elevata conducibilità termica per meglio smaltire il calore;
• buona inerzia chimica per contenere fenomeni di usura.
Il tipo di lavorazione, incluse le caratteristiche del materiale lavorato, le caratteristiche dell’utensile, oltre ai parametri di processo portano a degrado e usura, fenomeno che dipende dai ruoli relativi di tutte le variabili in gioco.
