Foratura: come realizzare fori sui metalli

foratura, realizzare fori su metalli

Definizione e precisione ottenibile

La foratura è una lavorazione per asportazione truciolo che permette di realizzare fori mediante l’utilizzo di un utensile rotante e traslante in direzione assiale. Si possono ottenere fori di diametri molto piccoli, a partire da 0,1 mm fino ad arrivare ad alcuni centimetri di diametro. La qualità dei fori ottenuti è soggetta a molte variabili, come velocità di avanzamento, materiale e profondità del foro; a causa della difficoltà di ottenere superfici con un livello di finitura elevato in alcune condizioni è richiesta una successiva lavorazione di alesatura o barenatura per raggiungere le tolleranze richieste.

Tipologie di foratura

La foratura permette di realizzare le seguenti tipologie di foro:

  • Cilindrico passante: il foro presenta una forma cilindrica e attraversa completamente il materiale
  • Cilindrico cieco: il foro presenta una forma cilindrica ma non attraversa completamente il materiale
  • Svasato: all’imboccatura del foro è presente un piccolo tratto conico
  • Con lamatura: all’imboccatura si realizza un tratto di foro di diametro maggiore per permettere l’alloggiamento della testa di un bullone
  • Conico: le pareti del foro sono inclinate
  • A profili multipli: lavorazione speciale che permette di ottenere mediante una sola operazione un foro con tratti di differente diametro e tipologia

Foratura a tuffo

La foratura a tuffo è una particolare tecnica di che permette la realizzazione di cave riducendo il carico del mandrino, il quale risulta caricato solo assialmente, e sfruttando la grande efficienza di espulsione del truciolo garantita dal sovrapponimento di parte del foro. La foratura a tuffo infatti consiste nel ricavare le cave tramite la realizzazione di fori in parte sovrapposti, almeno il 30%, così da non impedire la rapida espulsione del truciolo. Essendo una lavorazione di sgrossatura si realizza scegliendo la punta più corta possibile per massimizzare la rigidezza e di conseguenza la velocità di avanzamento.

Foratura a enucleare

Nella foratura a enucleare la punta asporta, trasformando in truciolo, solamente una parte esterna del diametro lasciando al suo interno una carota. La lavorazione di un volume inferiore permette di realizzare fori di grande diametro anche con macchine la cui potenza non sarebbe sufficiente. La presenza della carota, altrimenti impossibile da rimuovere, rende questa tipologia di lavorazione adatta a realizzare fori passanti.

Foratura profonda

Si parla di foratura profonda quando il rapporto fra lunghezza e diametro del foro è molto elevato, generalmente fra le 5 e le 100 volte. La foratura profonda richiede molta attenzione poiché è generalmente richiesta molta precisione nella rettilineità del foro, nella finitura superficiale e nelle tolleranze dimensionali. Nella foratura profonda si utilizzano punte con adduzione di lubrificante interna per garantire un buon raffreddamento durante tutta la durata della lavorazione.

Tecnologie per la foratura: macchine e utensili

Macchine utensili per la foratura: trapani, foratrici e centri di lavoro

La foratura è un’operazione che viene eseguita su differenti tipologie di macchine. I trapani e le foratrici sono macchine che possiedono uno o più mandrini orientabili e posizionabili più o meno liberamente a seconda del modello di macchinario ma che possono lavorare solamente quando si muovono lungo l’asse del mandrino stesso. I centri di lavoro invece possono lavorare anche mentre eseguono spostamenti lungo altre direzioni, per questo motivo possono non solo forare ma anche fresare particolari. Qualora fosse necessario forare realizzare fori lungo l’asse di rotazione di un pezzo è possibile utilizzare un tornio; in questo caso, contrariamente a quanto avviene per la foratura tradizionale, è il pezzo (e non l’utensile) a essere posto in rotazione dal mandrino.

Macchine

Emco, più produttività anche nelle lavorazioni complesse

Più spazio, più potenza, più possibilità: con una distanza mandrino di 1300 mm, un potente...
il settore delle macchine utensili per asportazione truciolo a taiwan

Il settore delle macchine utensili a Taiwan

Caratterizzata da elevati indici di sviluppo l’industria Taiwanese, guidata anche dal governo, sta guardando al...

Top 1100 CNC Plus: scrivere il futuro con un valore aggiunto

La Top 1100 CNC Plus, centro per la lavorazione di estremità da barra, si caratterizza...

Torni bimandrino a controllo numerico Okuma 2SP-H

Tecnologia e affidabilità per l'ultima famiglia di torni bimandrino di Okuma Progettata e costruita da Okuma...

Soluzioni innovative per lavorazioni meccaniche complesse

Big Kaiser porta a EMO 2017 (Pad. 3, stand B46) il suo portafoglio utensili e...

Utensili per la foratura: le punte

L’utensile utilizzato durante la foratura prende il nome di punta, le punte presentano uno o più taglienti e ne esistono di varie tipologie

Punte in metallo duro

Le punte integrali in metallo duro hanno generalmente due taglienti e una forma a elica. Il materiale col quale sono realizzate e la tipologia di rivestimento le rendono adatte alla lavorazione di un’ampia gamma di materiali. Sono utilizzate per la realizzazione di fori di piccolo diametro e con un piccolo rapporto lunghezza-diametro; possono infine presentare i fori interni per l’adduzione di lubrificante.

Punte a inserti

Le punte a inserti sono costituite da un corpo e da uno o più inserti dove si trova il vero e proprio tagliente. Gli inserti possono essere sostituiti rendendo quindi l’utensile flessibile a piccoli cambiamenti di geometria e allungando la vita del corpo. Le punte a inserti sono adatte alla realizzazione di fori anche di grande diametro e sono valida tanto per le lavorazioni di sgrossatura che di finitura.

Punte a cuspide

Le punte a cuspide prendono il nome dalla geometria della loro parte finale, presentano infatti, generalmente riportata, una cuspide. Questa geometria permette la realizzazione di fori dove è richiesta un’alta precisione e finitura superficiale. Le punte a cuspide sono adatte alla lavorazione non solo di acciaio ma anche delle ghise.

Punte a cannone

Le punte a cannone si utilizzano nella foratura profonda. Sono infatti molto lunghe e presentano le due caratteristiche fondamentali per realizzare un foro molto profondo: possiedono infatti i fori per l’adduzione del liquido refrigerante all’interno e una scanalatura lungo l’intera lunghezza per permettere l’estrazione del truciolo che viene spinto dal refrigerante che, introdotto ad alta pressione nel foro, cerca di fuoriuscire.

Utensili

Caratteristiche del foro

Diametro

Il diametro è la dimensione principale di un foro e viene quotato in millimetri. Il diametro è infatti la prima caratteristica che viene tenuta in considerazione nella scelta di utensili e macchinari per la realizzazione di un foro.

Tolleranza

La tolleranza nei fori è la distanza massima effettiva del foro reale da quello teorico. Per i fori la tolleranza viene espressa mediante delle classi, indicate tramite lettera e numero, che contengono il diametro massimo e quello minimo del foro reale.

Profondità

La profondità di un foro indica per quanto spessore è necessario lavorare il materiale. Essa è quotata in millimetri ed è ovviamente utilizzata solo per i fori ciechi.

Filettatura

La filettatura si distingue per diametro e passo. Il passo indica la distanza fra due creste consecutive della filettatura. Come per le tolleranze dimensionali per la filettatura esistono degli standard normati per il rapporto fra passo e diametro. In Europa lo standard più utilizzato è quello metrico, indicato da una ‘M’ prima del diametro del foro.

Svasatura

La svasatura consiste nella realizzazione di un tratto conico all’imboccatura del foro. Questa lavorazione permette l’alloggiamento di bulloni oppure facilita l’accoppiamento di alberi e particolari cilindrici. La svasatura avviene mediante l’utilizzo di un apposito utensile conico chiamato svasatore.

Come realizzare fori in condizioni particolari

Fori incrociati

Durante la creazione di circuiti all’interno di particolari ricavati dal pieno è richiesta la creazione di fori incrociati. Quando la punta incontra il foro effettuato in precedenza posso insorgere delle vibrazioni, per questo motivo è buona norma in genere ridurre al 50% la velocità di avanzamento nel tratto in questione. Nell’utilizzo di punte a cannone bisogna assicurarsi di rendere ermetico il foro effettuato in precedenza mediante l’utilizzo di tappi che permetteranno alla pressione generata dal liquido refrigerante di espellere i trucioli.

Fori a entrata/uscita inclinata

Realizzare fori dove l’entrata o l’uscita sono inclinate presenta difficoltà di posizionamento, la punta potrebbe infatti slittare dalla sua posizione iniziale, e di rigidità, la superficie inclinata potrebbe infatti generare delle vibrazioni a contatto con la geometria dell’utensile. Per questi motivi si ricorre alla preparazione della superficie di entrata mediante la realizzazione di un piccolo piano che elimini le problematiche sopraccitate; bisogna prestare attenzione anche all’uscita della punta riducendo, generalmente di un terzo, la velocità di avanzamento nel tratto finale. Si può anche valutare l’utilizzo di punte autocentranti di ultima generazione che permettono di realizzare questo genere di fori senza preparazione della superficie.

Fori su superfici irregolari

Nell’apprestarsi a forare una superficie irregolare è necessario prestare attenzione al fine di evitare il danneggiamento dell’utensile che rischia di scheggiarsi all’impatto con le asperità superficiali. Si risolve questo problema riducendo la velocità di avanzamento nel tratto iniziale a un terzo o a un quarto. In alcuni casi la superficie può risultare troppo irregolare, di conseguenza si ricorre alla realizzazione di un piccolo piano sul quale iniziare la foratura, senza il pericolo di danneggiare l’utensile.

Forare superfici curvate asimmetricamente

Forare superfici curvate asimmetricamente può indurre nella punta grossi sforzi accelerandone l’usura e provocandone, in alcuni casi, la rottura. Se la superficie è curvata con un raggio maggiore di quattro volte il diametro della punta si può forare utilizzando una punta a inserti senza effettuare accorgimenti oppure, riducendo del 50% la velocità di avanzamento all’ingresso, utilizzando punte in metallo duro integrale oppure a cuspide. Nel caso di superfici con raggio inferiore alle 4 volte al diametro della punta si consiglia di preparare la superficie ricavando un piccolo piano oppure di ricorrere a particolari utensili autocentranti.

Condividi

Case History

Lavorazioni sui fori

Alesatura

L’elevato livello di finitura superficiale e dimensionale, soprattutto per quanto riguarda la rettilineità, rendono a volte insufficiente il risultato della foratura. Per questo motivo si provvede a delle lavorazioni successive. L’alesatura consiste nel finire il foro attraverso un utensile detto alesatore che, per moto rotatorio, asporta un piccolissimo volume di materiale, rendendo il foro perfettamente liscio e rettilineo. Nell’alesatura il centro del foro alesato è dato dal centro del foro iniziale poiché l’utensile integrale si centra su questo, pertanto l’alesatura richiede macchinari con rigidezza e precisione di posizionamento anche inferiori rispetto ad altre lavorazioni di finitura.

Barenatura

La barenatura condivide lo stesso principio di base dell’alesatura, ovvero la finitura di un foro dimensionalmente e superficialmente. Il foro però viene lavorato mediante un bareno secondo il principio della tornitura, il bareno infatti presenta un petto che va ad asportare materiale ruotando attorno all’asse del mandrino e muovendosi lungo l’asse dello stesso. Poiché il bareno ruota attorno all’asse del mandrino la barenatura permette di correggere la posizione del foro, per fare questo però occorrono macchine in grado di garantire elevata rigidezza e precisione di posizionamento.

Maschiatura / filettatura

La maschiatura permette la realizzazione del filetto all’interno di un foro. Per realizzare fori filettati, si parte da un foro di diametro leggermente inferiore a quello che si vuole ottenere e, mediante un utensile detto maschio, si va a asportare del truciolo generando la sede della filettatura. Durante la maschiatura la macchina deve controllare la rotazione dell’utensile avendo cura di estrarlo quando il tratto da filettare è stato lavorato nella sua interezza. Queste caratteristiche la rendono una lavorazione molto delicata dove la precisione della macchina è fondamentale per evitare la rottura del maschio. Per ovviare a queste problematiche si utilizzano sempre più i maschi a rullare che non lavorano per asportazione tagliando ma deformando plasticamente il materiale.

Subfornitori

MPZ: fresatura, tornitura e foratura profonda in direzione 4.0

L’azienda in breve Ragione sociale: MPZ Srl Regione e città: Veneto - Cologna Veneta (VR) Lavorazioni offerte: fresatura, tornitura e foratura profonda Parco macchine: torni CNC, centri di lavoro CNC + 5...
tornitura torneria fanti r.

Torneria Fanti R. asportazione di truciolo nel Torinese

L’azienda in breve Ragione Sociale: Torneria Fanti R. Regione e Città: Piemonte – Collegno (TO). Lavorazioni principali offerte: tornitura, frestaura, foratura, alesatura e filettatura. Parco macchine: torni CNC con passaggio barra da 4...
nuova cmf - tornitura foratura fresatura marchiatura

Nuova CMF: tornitura, fresatura, foratura e marcatura

L’azienda in breve Ragione Sociale: Nuova CMF Srl. Regione e Città: Lazio – Marcellina (RM). Settore: lavorazioni meccaniche di precisione Attività: servizi in conto terzi di tornitura, fresatura,...