Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
13– Morfologia di truciolo - Coggle Diagram
13– Morfologia di truciolo
Tipologie di truciolo
La tipologia di truciolo prodotto (morfologia del truciolo) influenza:
integrità superficiale
intera lavorazione
finitura superficiale
Diversi modelli sono stati proposti per rappresentare la formazione del truciolo basandosi su osservazione trucioli reali.
A seconda delle caratteristiche del materiale e delle condizioni di lavoro:
Può accadere che la parte che ha subito deformazione si distacchi dal pezzo (discontinuo)
Si ha uno scorrimento con relativa deformazione plastica, che procede di strato in strato formando un truciolo continuo
Il truciolo presenta due superfici:
contatto con il petto dell’utensile – aspetto lucido
nessun contatto – aspetto a gradini (scorrimento)
Tipologie principali di truciolo sono:
truciolo continuo
si formano con materiali duttili lavorati ad alte velocità di taglio e/oad alti angoli di spoglia superiore.
La deformazione del materiale si svolge lungo la zona di deformazione primaria, una zona secondaria di formazione dovuta all’elevato attrito all’interfaccia utensile truciolo; questa zona diventa più spessa con l'aumentare dell'attrito.
è associato a buona qualità superficiale, ma aspetti negativi sono legati al suo attorcigliarsi attorno all’utensile (con fermo per rimozione), particolarmente problematico sui CNC.
A causa dell’incrudimento (deformazione per scorrimento) truciolo diventa più duro e resistente e meno duttile, tale aumento dipende dall’entità della deformazione
Deformazione aumenta per angoli di spoglia superiori bassi.
truciolo fluente/ondulato
Truciolo in cui è mantenuta la continuità, indica che nella zona di deformazione primaria si è avuta una variazione della direzione di deformazione, vibrazioni, irregolarità, durata inferiore dell’utensile
truciolo segmentato
truciolo costituito da un numero di elementi collegati con alcune zone con elevata deformazione ed altre limitata deformazione.
Truciolo simile a denti di sega.
Tipico dei metalli come titanio (bassa conduc. Termica) resistenza che diminuisce rapidamente all’aumentare della
temperatura.
truciolo discontinuo
Truciolo costituito da segmenti parzialmente collegati o completamente distaccati.
Non si ha deformazione della zona secondaria. Si forma per:
Materiale pezzo fragile
Materiale con inclusioni e impurità
Velocità di taglio molto bassa o troppo elevata
Spessore del truciolo indeformato elevato o angolo di spoglia superiore piccolo
Macchina utensile poco rigida o smorzamento inadeguato
Arricciamento del truciolo
Può avvenire sia a metalli, ma anche a termoplastici o legno.
Le cause principali sono attribuibli:
distribuzione delle tensioni nelle zone di deformazione
gradienti termici (∆T)
caratteristiche d’incrudimento
geometria petto utensile
Altri fattori che contribuiscono: spessore del truciolo indeformato, angolo di spoglia superiore, attrito utensile-truciolo, lubrorefrigeranti.
Rompitruciolo:
I rompitruciolo sono dispositivi per rottura del truciolo continuo per:
evitare attorcigliamento truciolo ad utensile
sicurezza operatore
complicazioni nei CNC
In genere è costituito da piastrina metallica fissata con sistema di bloccaggio o vite sul petto dell’utensile oppure una fossetta integrata nell’utensile stesso.
Obiettivo è aumentare il raggio di curvatura del truciolo in modo tale che si spezzi.
Il tagliente di riporto (build up edge – BUE)
è legato al fenomeno dell’attrito adesivo sul petto dell’utensile, ossia la contatto tra truciolo e petto dell’utensile.
è costituito da strati di metallo molto incrudito che si depositano gradualmente su utensile.
un accumulo di metallo molto incrudito costituito da strati successivi e paralleli sovrapposti, tale sovrapposizione durante il moto dell’utensile causa la seguente sequenza:
Utensile avanza generando la superficie O’’D in tale fase il tagliente di riporto si accresce per strati successivi
Arrivato alla frazione sporgente O’ raggiunge uno sbalzo:
b. l’altra parte del tagliente di riporto è asportata dal truciolo
a. parte si distacca incastrandosi nella superficie lavorata
Poi il tagliente di riporto ricomincia a crescere
I principali effetti del BUE:
Peggioramento della rugosità superficiale
Azione abrasiva sul petto dell’utensile (↑ usura)
Aumento dell’angolo γ
Aumento del raggio di raccordo del tagliente
Le principali cause del BUE sono:
Basse velocità di taglio (basse T)
Angolo γ basso
Materiali che incrudiscono facilmente
Le possibili soluzioni per il BUE sono:
Aumento della T all’interfaccia:
o Aumento temperatura pezzo al di sopra di quella ambiente
o Aumento dell’angolo γ di spoglia superiore
o Aumento velocità di taglio
Miglioramento delle condizioni di attrito (lubrificazione)
Aspetti termici
l’energia dissipata durante la lavorazione viene convertita in calore con aumento della temperatura.
’aumento della temperatura è importante in quanto esso è responsabile di molteplici conseguenze:
gradienti termici nella macchina utensile, causano distorsioni e problemi di accuratezza
danneggiamento termico della superficie lavorata, influenzando proprietà e durata a fatica
provoca variazioni dimensionali nel pezzo (diminuisce l’accuratezza dimensionale)
influenza negativamente su resistenza, durezza e resistenza all’usura
Fattori d’influenza:
aspetti termici del taglio sia a livello di analisi dimensionali che sperimentali,la temperatura media all’interfaccia utensile-truciolo nel taglio ortogonale può essere approssimata dall’espressione: FORMULA
dove:Yf tensione di flusso,V velocità di taglio,t0 spessore truciolo indeformato,ρc calore specifico volumetrico,K diffusività termica
In base all’espressione:
Temperatura aumenta all’aumentare dello spessore del truciolo indeformato
Temperatura aumenta all’aumentare della velocità di taglio (↓tempo per dissipazione termica)
Aumento della temperatura è maggiore per materiali ad alta resistenza e basso calore specifico
Materiale utensile influenza meno l’aumento della temperatura
In generale, la generazione del calore coinvolge tre zone principali:
Fianco calore generato per attrito da strisciamento su superficie in lavorazione.
Zona scorrimento secondaria calore derivante sia da deformazione plastica che da attrito scorrimento del truciolo
Zona scorrimento primaria calore derivante dal lavoro di deformazione
Il calore sviluppato durante la lavorazione è in parte perso per convezione ed irraggiamento (ambiente esterno, fluido lubrorefrigerante) il resto rimane nel sistema e viene trasmesso per conduzione a truciolo/utensile/pezzo, in genere si considera:
20% all’utensile
10% al pezzo
70% al truciolo
La percentuale trasmessa al truciolo aumenta all’aumentare della velocità di taglio.
In realtà, da misure sperimentali effettuate rilevando le temperature su utensile hanno evidenziato come:
Tutensile > Ttruciolo
Al fine di effettuare le misurazioni delle temperature nella zona di taglio, si possono utilizzare diverse tecniche.
Queste tecniche possono essere a contatto con la zona di lavoro e in quel caso si utilizzano termocoppie a contatto inserite all’interno degli utensili o del pezzo.
Oppure possono essere utilizzate tecniche senza contatto diretto.
Per tali tecniche si utilizzano ad esempio le radiazioni nell’infrarosso monitorando la zona di taglio mediante pirometro a radiazione, tuttavia tale tecnica monitora solo la temperatura superficiale.