Vantaggi e svantaggi delle lavorazioni a secco

Le lavorazioni a secco possono comportare dei risparmi considerevoli e possono perfino allungare la durata degli utensili da taglio. Presentano comunque alcune controindicazioni. Esaminiamo questa tecnologia che si è andata diffondendo negli ultimi decenni.

L’incidenza dell’utilizzo dei fluidi da taglio sui costi delle lavorazioni con asportazione di truciolo è cambiata notevolmente nel corso degli ultimi decenni. Ancora una quarantina di anni fa l’acquisizione, la gestione, la cessione e lo smaltimento dei fluidi da taglio rappresentava solo il 3% del costo della maggior parte delle lavorazioni meccaniche. Oggi, questi fluidi, comprendendo la loro gestione e lo smaltimento, rappresentano quasi 16% del costo medio di produzione. Il costo degli utensili, d’altra parte, rappresenta solo circa il 4% del costo totale di un progetto di lavorazione. Risulta quindi vantaggioso avere una riduzione contenuta della vita media degli utensili.

L’uso di fluidi da taglio non è sempre consigliabile

Con la lubrorefrigerazione, la durata dell’utensile non risulta sempre ridotta. Questo perché i materiali più avanzati come il metallo duro e l’acciaio da polveri sono anche più fragili e sono soggetti a intaccarsi e a rompersi sotto l’effetto degli sbalzi di temperatura, situazioni che possono accentuarsi proprio con l’utilizzo dei liquidi refrigeranti. In fresatura, per esempio, la temperatura dei taglienti si alza e si abbassa ogni volta che l’utensile entra ed esce dal pezzo da lavorare. Le continue dilatazioni e contrazioni dovute alle variazioni di temperatura causano uno stress meccanico. Questo porta alla formazione di una successione di fessurazioni termiche (Figura 1) a forma di denti di pettine perpendicolari al tagliente che finiscono per portare allo sminuzzamento del tagliente stesso. In questi casi l’utilizzo dei fluidi da taglio non potrà che peggiorare la situazione per il semplice motivo che la maggior parte del liquido andrà a raffreddare la parte ancora fredda del pezzo lavorato e non la parte più calda che è quella appena lavorata. Pare infatti che il refrigerante non raggiunga la zona di taglio, ossia quella tra il truciolo in formazione e il pezzo in lavorazione non contribuendo a ridurre lo sviluppo delle temperature maggiori (Figura 2). I fluidi da taglio tendono quindi a raffreddare le zone vicine a quelle di taglio che sono già fredde, ampliando così le variazioni di temperatura che portano all’aumento delle sollecitazioni termiche.

Le operazioni di foratura, maschiatura e alesatura non hanno bisogno dell’aiuto che può offrire un fluido da taglio, almeno per quanto riguarda il raffreddamento. La foratura in particolare necessita di lubrificazione e possibilmente di un vero e proprio getto per espellere i trucioli dalla zona di taglio (Figura 3). Senza lubrificante i trucioli possono incollarsi nel foro e la rugosità media della superficie lavorata può risultare anche due volte peggiore rispetto alla lavorazione effettuata con l’uso del lubrificante adeguato. La lubrificazione in foratura è utile anche per ridurre gli attriti tra i bordini delle eliche della punta e le pareti del foro riducendo la coppia richiesta alla macchina per effettuare la lavorazione.

 

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