Tornitura: i problemi della lavorazione da barra/2

Effetti sul tempo ciclo › Per nascondere gli effetti delle vibrazioni indotte, si ricorre spesso a un espediente che consiste nel limitare la velocità di rotazione della barra durante la lavorazione.
“Se i mandrini ruotano a 6.000 giri/min e si riscontrano delle vibrazioni, sarà possibile ridurre la velocità, per esempio, a 4.000 giri/min ed ecco che risolvo il problema!” può pensare qualcuno. Vero, ma anche questo avrà delle conseguenze sui costi: riducendo le velocità di rotazione, infatti, si aumenta il tempo ciclo. Questo vuol dire che produrrò di meno, cosa ancora più evidente quando si lavorano barre di piccole dimensioni, per le quali sarebbero normalmente necessarie velocità di rotazione più elevate. Più piccola è la barra, infatti, più la velocità di contatto degli utensili sarà bassa. Per ottimizzare i parametri di taglio sarebbe necessario quindi incrementare la velocità di rotazione della barra, ma ciò è impedito dall’aumento di vibrazioni che verrebbe generato. Con velocità di taglio troppo basse, invece, non si riuscirà ad ottenere buone finiture superficiali, con l’aggravante che un utensile che lavora a queste condizioni finisce a sua volta per usurarsi più rapidamente, incrementando così i costi di utensileria.
Anche nel caso di barra di dimensioni maggiori (60-80 mm) si deve considerare un effetto di aumento del tempo ciclo, causato dalla necessità di ridurre notevolmente la velocità di rotazione della barra stessa rispetto a velocità di taglio ottimali.
Lo sbilanciamento di barre di grandi dimensioni, infatti, è causa di vibrazioni ancora maggiori, considerata la grande massa che viene messa in rotazione; le vibrazioni date da una massa eccentrica sono infatti proporzionali alla massa stessa e al quadrato della velocità di rotazione.

FC= m × π2 × r
FC: forza centrifuga (forza d’inerzia)
m: massa delle barra rotante
π: velocità di rotazione
r: eccentricità

Esigenza di avere a disposizione tanti tipi di macchine di taglia differente › A causa del vincolo di passaggio di barra all’interno del mandrino, il costruttore delle macchine da barra è costretto a realizzare delle serie di macchinari in funzione del diametro della barra che deve essere introdotta attraverso il mandrino (passaggio barra). Questo implica che devo avere delle macchine adatte a gamme molto definite di pezzi: per esempio, se per barre di piccolo diametro (fino a 25 mm) lavorerò su una macchina, nel caso si debba produrre un pezzo di diametro 26 mm sarò costretto a utilizzare un’altra macchina, di taglia superiore. Per poter lavorare la gamma completa dei pezzi che generalmente vengono prodotti da barra, quindi, dovrò disporre di una serie di macchine diverse, ognuna delle quali sarà dedicata ad una gamma dimensionale limitata.

Problema del caricatore di barra › I sistemi di alimentazione delle barre rotanti sono accessori esterni ai torni, utilizzati per posizionare le barre all’interno dei mandrini. Possono alimentare una barra singola, oppure più barre, come nel caso di utilizzo per i plurimandrini. Questi accessori, collegati rigidamente alle macchine, introducono criticità e possono comportare problemi che vale la pena evidenziare. Tanto per cominciare, ogni macchina è accessoriata con un caricatore dedicato che è spesso più ingombrante della macchina stessa. Inoltre, il fatto che ogni caricatore sia collegato rigidamente alla tornitrice, ha come diretta conseguenza il fatto che i problemi meccanici e le vibrazioni causati dal caricatore vengono trasferiti alla macchina, aumentando il rischio di inefficienza del sistema caricatore-tornio.

Spreco di materiale › C’è un ulteriore problema che va preso in considerazione e che ha a che vedere con gli scarti. Le macchine che lavorano da barra, soprattutto i plurimandrini, non possono utilizzare la barra in tutta la sua lunghezza: il pezzo terminale deve necessariamente essere scartato. Questo limite comporta naturalmente dei costi, valutabili in funzione del tipo di materiale lavorato: costi più trascurabili - per esempio - nel caso si tratti di barra in ottone, il cui scarto mantiene un elevato valore commerciale. Nel caso di acciai pregiati, invece, il costo dello scarto è rilevante e può incidere in modo significativo sul calcolo del costo pezzo.

Spreco di tempo › Il tempo necessario per introdurre nuove barre è da considerare un tempo morto di cui tener conto nel calcolo del tempo ciclo effettivo di produzione.

Tempo di troncatura › Ebbene sì, va considerato anche questo. Lavorando a partire dalla barra intera, non si può trascurare il tempo di troncatura, ossia il tempo di taglio della barra stessa, ovviamente più significativo per barre di diametro maggiore.

Problemi ambientali › La movimentazione continua di fasci di barre, ingombranti (le barre possono essere lunghe anche 4 o 5 metri) e notevolmente pesanti (anche 2.000 kg ognuno), specialmente all’interno di reparti di produzione dove sono installate decine e decine di macchine, è un aspetto che implica rischi e problemi di sicurezza a cui si presta giustamente sempre maggiore attenzione.

Riassumendo, la lavorazione da barra è un evergreen che la maggior parte degli utilizzatori di torni da barra accetta a scatola chiusa, senza riflettere sulle reali implicazioni che questa comporta. Vale la pena davvero, però, accollarsi problemi e costi senza valutare attentamente le possibili alternative? 

Il mio consiglio è questo: think different! o, tradotto in altri termini, trova il modo di distinguerti. L’effetto collaterale del “si è sempre fatto così” è proprio non riuscire poi a differenziarsi dai propri competitors, rischiando di cadere nella famigerata guerra di prezzi da cui alla fine uscirai puntualmente sconfitto.
Perché se produrrai nello stesso modo e con gli stessi problemi dei tuoi concorrenti, troverai sempre chi sarà disposto a proporre un prezzo più basso del tuo.