Per la lavorazione in serie di componenti a barra piccoli, sottili e complessi, si sceglie spesso un tornio CNC di tipo svizzero. Tuttavia, la scelta della macchina giusta richiede ben più di un semplice confronto tra numero di assi, velocità del mandrino o diametro massimo di lavorazione.

Una macchina con più utensili e funzioni non è automaticamente la scelta migliore. La configurazione corretta deve essere determinata dalla geometria del pezzo, dal materiale, dalle tolleranze, dalle operazioni richieste, dal volume di produzione e dal tempo di ciclo desiderato.

Prima di acquistare un tornio CNC a sei assi di tipo svizzero da 20 mm, gli acquirenti dovrebbero chiarire attentamente i seguenti sette punti.

1. Quali pezzi produrrà effettivamente la macchina?

La scelta della macchina dovrebbe iniziare dal pezzo da lavorare, piuttosto che dalla scheda tecnica della macchina stessa.

Gli acquirenti devono preparare le seguenti informazioni:

• Diametro massimo della barra grezza;
• Diametro e lunghezza del pezzo finito;
• Materiale del pezzo in lavorazione;
• Rapporto lunghezza-diametro;
• Tolleranze dimensionali e geometriche;
• Requisiti relativi alla finitura superficiale;
• Quantità di produzione annuale o mensile;
• Tempo di ciclo previsto.

Una macchina da 20 mm è generalmente destinata alla lavorazione di barre entro il suo intervallo di lavorazione specificato, ma il diametro massimo della barra da solo non determina se la macchina è adatta.

L'acquirente dovrebbe inoltre verificare se il pezzo presenta fori profondi, fori trasversali, superfici piane, scanalature, filettature, elementi eccentrici o operazioni sul retro. Queste caratteristiche influiscono direttamente sul numero di assi richiesti, sulle posizioni dell'utensile motorizzato e sulla configurazione del contromandrino.

Anche le guide professionali all'acquisto di macchine utensili raccomandano di definire le dimensioni del pezzo, il materiale e le operazioni richieste prima di confrontare i modelli di macchine.

2. Il pezzo deve essere lavorato con o senza boccola di guida?

La boccola di guida è una delle principali caratteristiche strutturali che distingue un tornio a fantina mobile da un tornio convenzionale a testa fissa.

Durante la lavorazione con boccola di guida, la barra viene supportata in prossimità del punto di taglio. Ciò contribuisce a ridurre la flessione e le vibrazioni del pezzo, rendendo la configurazione particolarmente adatta per parti e componenti sottili che richiedono una concentricità stabile.

La lavorazione delle boccole di guida è generalmente adatta per:

• Alberi lunghi e sottili;
• Perni di precisione di piccolo diametro;
• Parti con un rapporto lunghezza-diametro relativamente elevato;
• Pezzi che richiedono un supporto stabile e continuo.

La lavorazione senza boccole di guida o con mandrino è spesso più adatta per pezzi corti. Può ridurre gli scarti di materiale e, a seconda della macchina e dell'applicazione, può consentire l'utilizzo di barre con una preparazione meno precisa.

I principali produttori di torni di tipo svizzero offrono macchine in grado di funzionare in entrambe le modalità, poiché la soluzione più adatta dipende dalla geometria effettiva del pezzo e dal materiale della barra.

Pertanto, gli acquirenti non dovrebbero limitarsi a chiedere se una macchina è dotata di una boccola di guida. Dovrebbero chiedersi: quale modalità di lavorazione è più economica e stabile per il mio specifico pezzo?

3. Quali operazioni devono essere completate in un'unica configurazione?

Il principale vantaggio di un tornio CNC a sei assi di tipo svizzero è la sua capacità di combinare più processi su un'unica macchina.

A seconda della configurazione degli utensili, la macchina può eseguire le seguenti operazioni:

• Tornitura esterna e interna;
• Foratura e alesatura;
• Filettatura e maschiatura;
• Fresatura radiale;
• Fresatura della faccia frontale;
• Perforazione trasversale;
• Sfilata e separazione;
• Lavorazione della parte posteriore.

Se il pezzo richiede solo operazioni di tornitura e foratura esterne di base, potrebbe essere sufficiente una macchina più semplice.

Tuttavia, se il pezzo in lavorazione include fori laterali, superfici piane, scanalature, fori decentrati o elementi posteriori, la macchina richiederà normalmente utensili motorizzati, indicizzazione del mandrino e un contromandrino.

L'acquirente deve preparare un elenco completo dei processi di lavorazione e verificare quali operazioni possono essere completate in un'unica fase di serraggio. Questo aiuta a determinare se è possibile eliminare l'utilizzo di macchine secondarie e il lavoro manuale.

4. Sono necessari sei assi e un contromandrino?

Un tipico tornio svizzero a sei assi può utilizzare una configurazione degli assi come la seguente:

L'asse Y aggiuntivo sul lato del contromandrino può supportare operazioni di lavorazione posteriore più complesse, tra cui fresatura posteriore, foratura trasversale e maschiatura.

Un contromandrino può ricevere il pezzo dopo il taglio e completare le lavorazioni sul lato posteriore senza necessità di riposizionamento manuale. Su macchine idonee, le operazioni sul mandrino principale e sul contromandrino possono anche sovrapporsi, contribuendo a ridurre il ciclo di produzione complessivo. Le specifiche ufficiali Tsugami, ad esempio, descrivono la lavorazione simultanea sul mandrino principale e sul contromandrino e le operazioni di fresatura posteriore sovrapposte come metodi per ridurre i tempi di ciclo.

Tuttavia, la scelta di sei assi non dovrebbe basarsi unicamente su una configurazione apparentemente più avanzata. Gli acquirenti dovrebbero valutare se i pezzi da lavorare previsti richiedano effettivamente:

• Complesso lavoro di elaborazione a monte;
• Molteplici direzioni di lavorazione laterale;
• Funzionamento simultaneo del mandrino principale e del mandrino secondario;
• Diversi utensili elettrici;
• Produzione frequente di componenti complessi.

5. Una velocità del mandrino più elevata garantisce una maggiore produttività?

La velocità del mandrino è importante, soprattutto nella lavorazione di pezzi di piccolo diametro, ma non determina da sola la produttività.

Il tempo di ciclo effettivo dipende anche da:

• Accelerazione e decelerazione del mandrino;
• Velocità di attraversamento elevata;
• Disposizione degli utensili;
• Numero di cambi utensile;
• Parametri di taglio;
• Sincronizzazione del mandrino principale e del mandrino secondario;
• Risposta dell'alimentatore a barra;
• Rimozione del chip;
• Tempo di impostazione dell'operatore.

Una macchina con un'elevata velocità massima del mandrino può comunque presentare tempi di ciclo lunghi se la disposizione degli utensili è inefficiente o se il programma contiene movimenti a vuoto eccessivi.

Per questo motivo, gli acquirenti dovrebbero richiedere una prova del pezzo o una valutazione del tempo di ciclo basata su un disegno reale, anziché confrontare solo la velocità del mandrino.

6. Come si deve verificare la precisione della lavorazione?

L'accuratezza del catalogo e la stabilità effettiva della produzione non sempre coincidono.

Prima di ordinare una macchina, l'acquirente deve definire i requisiti di accettazione, quali ad esempio:

• Tolleranze dimensionali critiche;
• Rotondità e cilindricità;
• Concentricità;
• Tolleranza di posizione;
• Rugosità della superficie;
• Ripetibilità;
• Stabilità della produzione continua;
• Metodo di ispezione e strumentazione di misurazione.

Per la produzione di grandi volumi, è consigliabile testare più pezzi consecutivi dopo che la macchina ha raggiunto una temperatura di esercizio stabile. Questo fornisce informazioni più utili rispetto alla misurazione di un solo campione prodotto immediatamente dopo l'impostazione.

La stabilità termica è particolarmente importante perché le modifiche al mandrino, alle viti a ricircolo di sfere e alla struttura della macchina possono influenzare la coerenza dimensionale durante lunghi cicli di produzione.

La serie D206 viene pubblicizzata dal produttore come dotata di una funzione di compensazione della deviazione termica, ma i requisiti di accettazione finali devono comunque essere definiti tramite una prova sul pezzo e specifiche tecniche concordate.

7. Cosa è incluso nel progetto completo della macchina?

Il prezzo della macchina rappresenta solo una parte dell'investimento totale.

Un progetto completo per un tornio di tipo svizzero potrebbe inoltre richiedere:

• Alimentatore automatico di barre;
• Boccole e pinze di guida;
• Portautensili fissi e motorizzati;
• Sistema di raffreddamento ad alta pressione;
• Sistema di trasporto o raccolta dei trucioli;
• Collettore di nebbie oleose;
• Collezionista di pezzi;
• Trasformatore o adattamento di tensione;
• Utensili da taglio;
• Installazione e messa in servizio;
• Formazione per operatori e programmatori;
• Pezzi di ricambio;
• Supporto tecnico da remoto o in loco.

Gli acquirenti devono distinguere chiaramente tra equipaggiamento standard e equipaggiamento opzionale.

Prima di effettuare l'ordine, è inoltre necessario verificare l'alimentazione elettrica, i requisiti di aria compressa, la superficie disponibile, le condizioni delle fondamenta, l'ambito di fornitura e i termini di garanzia.

D206D come un sistema a sei assi da 20 mmEsempio

Secondo le informazioni attualmente fornite dal produttore, il D206D è un tornio CNC a sei assi di tipo svizzero con un diametro massimo di lavorazione di 20 mm.

Le configurazioni pubblicate includono:

• Assi X1, Y1, Z1, X2, Y2 e Z2;
• Mandrino principale e mandrino secondario elettrici;
• Utensili funzionanti;
• Fino a 29 posizioni utensili;
• Lavorazione del mandrino principale e del mandrino secondario;
• Velocità massima del mandrino fino a 10.000 giri/min;
• Capacità di tornitura, foratura, maschiatura, fresatura e lavorazione posteriore.

Il produttore attualmente offre sia la versione FANUC che quella SYNTEC. Alcune potenze dei motori e configurazioni dei componenti differiscono tra le due versioni, pertanto gli acquirenti sono invitati a verificare le specifiche tecniche definitive in base al sistema di controllo selezionato e alla configurazione dell'ordine.

La configurazione tipo D206 può essere considerata per connettori elettronici, alberi di precisione, componenti automobilistici, piccole parti di valvole, componenti di comunicazione, elementi di fissaggio di precisione e altri pezzi complessi torniti da barra, previa valutazione del pezzo.

Una pratica lista di controllo per gli acquisti

Prima di richiedere un preventivo definitivo, l'acquirente deve fornire:

1. 1 Disegno di un pezzo in lavorazione in 2D o 3D;
2. 2 Tipo di materia prima e diametro della barra;
3. 3 Tolleranze critiche e requisiti di finitura superficiale;
4. 4 Volume di produzione mensile o annuale richiesto;
5. 5 Tempo di ciclo previsto;
6. 6 Processi di lavorazione richiesti;
7. 7 Sistema di controllo CNC preferito;
8. 8 Tensione e frequenza del paese di destinazione;
9. 9 Apparecchiature ausiliarie necessarie;
10. 10 Requisiti per il campionamento e l'accettazione del pezzo.

Fornire informazioni complete permette al fornitore della macchina di consigliare una configurazione adeguata, preparare un preventivo più preciso e valutare il processo di lavorazione prima dell'inizio della produzione.

Conclusione

La scelta del tornio CNC di tipo svizzero più adatto non dovrebbe basarsi unicamente sul confronto di prezzo, diametro massimo, numero di assi o velocità del mandrino.

Una decisione di acquisto affidabile dovrebbe basarsi sul pezzo specifico, sul processo di lavorazione, sulla quantità di produzione, sui requisiti di precisione e sul costo complessivo del progetto.

Per gli acquirenti che stanno valutando una macchina a sei assi da 20 mm, il primo passo più efficace è inviare al fornitore il disegno del pezzo, il materiale, le tolleranze e l'obiettivo di produzione per una valutazione tecnica. Questo aiuta a determinare se la macchina e la configurazione degli utensili selezionate possono realizzare il pezzo in modo efficiente, costante ed economico.