Tornitura dura

La tornitura dura è un processo di lavorazione di alta precisione per la finitura di materiali induriti con una temperatura superiore a 45 HRC.

Il pezzo ruota in un dispositivo di serraggio controllato da CNC mentre un materiale da taglio estremamente resistente all'usura - solitamente CBN (nitruro di boro cubico) o ceramica - lavora la superficie. In questo modo si ottiene una qualità di rettifica in una sola fase di lavorazione.

A differenza della rettifica, la tornitura dura offre una maggiore flessibilità per le geometrie, in quanto è possibile lavorare superfici piane, interne, esterne e filettate in un'unica operazione di serraggio. La catena di processo si accorcia, il consumo energetico si riduce ed è possibile anche la lavorazione a secco. Ciò rende il processo particolarmente economico per componenti complessi a simmetria rotazionale con elevati requisiti in termini di precisione dimensionale, precisione della forma e qualità della superficie.

La tornitura dura è utilizzata per acciai temprati e leghe speciali con intervalli di durezza compresi tra 45 e 68 HRC. I materiali tipici sono:

Acciai per cuscinetti: 100Cr6 (1.3505), 16MnCr5 (1.7131)
Acciai da utensili: X155CrVMo12-1 (1.2379), X38CrMoV5-1 (1.2343)
Acciai di qualità: 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 (1.6582)
Leghe di nichel e titanio: Inconel 718, Ti-6Al-4V
Superfici con rivestimento duro: TiN, CrN, AlTiN

Gli inserti in CBN sono utilizzati quando si raggiungono durezze superiori a 55 HRC, così come i materiali da taglio ceramici (Al₂O₃ + TiC) per applicazioni resistenti alle alte temperature.

I valori di taglio, gli angoli di spoglia e le strategie di raffreddamento ottimizzati consentono di ottenere processi a bassa usura con qualità superficiali costanti. A seconda del materiale, le velocità di taglio sono comprese tra 100 e 200 m/min, con avanzamenti da 0,05 a 0,15 mm/giro e profondità di taglio da 0,1 a 0,3 mm.

Grazie a centri di tornitura dura CNC all'avanguardia con guide idrostatiche, tecnologia di serraggio con rettifica di precisione e letti macchina stabili alla temperatura, è ora possibile raggiungere precisioni che in precedenza erano riservate esclusivamente ai processi di rettifica.

Tolleranze dimensionali: fino a ± 0,005 mm
Tolleranze di forma e posizione: secondo ISO 1101
Rugosità superficiale: Ra = 0,2 - 0,4 µm

I sistemi di misurazione in linea e il monitoraggio del processo controllato da SPC garantiscono questi valori anche per la produzione in serie.

In particolare per le superfici funzionali temprate come i cuscinetti o i punti di tenuta, la tornitura dura consente di ottenere una qualità costante per lunghi tempi di esecuzione.
Ulteriori vantaggi sono offerti dai sistemi di misura a compensazione termica, che correggono automaticamente l'usura degli utensili e assicurano la precisione dimensionale per interi lotti.

La tornitura dura è economica quando sono richieste elevata qualità superficiale e precisione dimensionale per componenti temprati, ma la rettifica tradizionale richiederebbe troppo tempo. Riduce le catene di processo, poiché la sfacciatura, la tornitura esterna, la filettatura e la lavorazione fine sono combinate in un unico processo di serraggio. In questo modo si eliminano i tempi di riavvolgimento, i costi di allestimento e i processi di rettifica secondari, rendendo la produzione più veloce, più flessibile e più efficiente dal punto di vista energetico.

Settori di applicazione tipici:
Tecnica automobilistica e di trasmissione: sedi di valvole, anelli di sincronizzazione, ruote dentate
industria dei cuscinetti: Anelli interni ed esterni, piste di rotolamento
Fabbricazione di utensili e stampi: Inserti, perni di guida, matrici
Meccanica: alberi, parti di accoppiamento, guide per pistoni
Tecnica energetica e delle turbine: componenti di rotori e cuscinetti altamente sollecitati

La tornitura dura combina la precisione della rettifica con la produttività della lavorazione - ideale per la produzione in serie di pezzi di precisione temprati.

Il controllo qualità è a più stadi e tracciabile digitalmente. Ogni componente viene controllato in conformità alle norme ISO 4287 (rugosità), ISO 1101 (forma e posizione) e DIN 50150 (prova di durezza).

Si utilizzano:

• macchine di misura a coordinate 3D (es. Zeiss Contura)
  
• Optical measuring systems for inline control of contour and concentricity
  
• Tester di rugosità e durezza con connessione SPC
  
• Sistemi di controllo qualità con tracciabilità automatica in conformità alla EN 10204-3.1
  

I risultati sono documentati in diretta nel processo di produzione, garantendo una qualità di serie riproducibile. Insieme ai processi conformi alla norma IATF 16949, ciò consente la piena verificabilità, fondamentale per i settori con elevati requisiti di documentazione, sicurezza e tracciabilità.