Tornitura: i problemi della lavorazione da barra/1
NEL MONDO DELLA TORNITURA IL SISTEMA PRODUTTIVO PIÙ COMUNE È QUELLO DELLA LAVORAZIONE DA BARRA. PERCHÈ? PERCHÉ È IL PIÙ LOGICO.
Nel mondo della tornitura il sistema produttivo più comune è quello della lavorazione da barra. Perché? Perché è il più logico. Non è un caso che praticamente i monomandrini e plurimandrini lo usino: è di gran lunga il sistema più diffuso per la maggior parte dei pezzi torniti. Questo è un dato di fatto.
Ma soprattutto sappiamo che la barra ha dei limiti? Ci sono alcuni aspetti che è utile mettere a fuoco e su cui vale la pena di riflettere anche se, come recita un vecchio adagio, “si è sempre fatto così”. In realtà lavorare da barra nel modo tradizionale è un vero e proprio generatore di costi nascosti, che hanno a che vedere con la stessa natura di questo processo produttivo.
Ma vediamo come funzionano le cose, andando ad analizzare le caratteristiche di questo tipo di produzione.
In pratica - riducendo all’osso i passaggi necessari - carico la barra sull’alimentatore collegato al tornio e ottengo il prodotto finito.
Semplice, no? È comprensibile che tutti si siano adeguati pensando che questo fosse il processo più conveniente... ma è davvero così? Quali sono i principali problemi con cui si devono confrontare gli utilizzatori? Vediamoli uno per uno.
Vibrazione › Il caricatore di barra spinge le barre all’interno dei plurimandrini della macchina (o del tornio). Le barre vengono poi bloccate e messe in rotazione con i mandrini stessi. A questo punto, tutta la barra (o le barre), non potendo essere perfettamente bilanciata, crea inevitabilmente vibrazioni che si trasmettono al mandrino e anche al pezzo.
Per poter ridurre gli effetti negativi della barra rotante è quindi necessario:
- acquistare materia prima, cioè barra, di tolleranze dimensionali e qualità superiore (ad esempio barra trafilata, molto più precisa e più costosa);
- dotare la macchina di caricatori di barra più sofisticati e costosi per ridurre gli effetti negativi delle vibrazioni indotte.
Rumore › Il tema del rumore è strettamente connesso al problema delle vibrazioni ed è una problematica tutt’altro che trascurabile. Anche per questo problema i sistemi caricabarre dovranno essere dotati di cappe fonoassorbenti e mezzi di contenimento del rumore.
Risultato? Costi aggiuntivi e la non completa risoluzione della questione, anzi! A tal proposito, emblematico è il caso dei plurimandrini: ogni macchina deve essere dotata di un alimentatore di barre (in numero di 6 o 8) che sono messe in rotazione contemporaneamente. È facile immaginare, quindi, come il problema del rumore aumenterà proporzionalmente al numero delle macchine installate.
Instabilità sull’inerzia › Mentre la barra viene lavorata, la sua lunghezza si riduce progressivamente. Questo comporta una variazione continua dell’inerzia della massa rotante che rende impossibile trovare un bilanciamento dinamico effettivo per eliminare le vibrazioni indotte.
Conseguenze sulla qualità › Le vibrazioni indotte in un macchinario di qualsiasi genere, e per qualsiasi motivo, costituiscono sempre un fattore estremamente negativo con conseguenze più o meno evidenti sulla qualità dei prodotti lavorati, sulla durata dei componenti della macchina stessa e sulla vita degli utensili. Ecco alcune dei principali fattori che incidono sulla qualità:
- gli effetti negativi sui pezzi lavorati sono evidentemente dovuti dalle vibrazioni causate dalla rotazione della barra, considerato che la barra è direttamente collegata al pezzo in lavorazione;
- per effetto delle vibrazioni, anche gli utensili sono sottoposti a sollecitazioni oscillanti anomale e consumano più rapidamente il loro tagliente. Di conseguenza, aumenta la frequenza con cui si richiede un fermo macchina per la sostituzione degli utensili stessi, con un aumento dei costi diretti (nuovi utensili) e indiretti (fermi macchina per il cambio).
Ripercussioni sulla macchina › Quello delle vibrazioni non è solo un problema di rumore che interessa l’ambiente lavorativo. Le vibrazioni, infatti, sono delle forze che si scaricano in maniera oscillante su tutta la macchina e soprattutto sui cuscinetti dei mandrini. La conseguenza diretta è un effetto negativo sulla vita attesa dei cuscinetti e dei componenti più sensibili di tutta la macchina. Anche qui il risultato è un aumento di costi per le manutenzioni e una riduzione di efficienza per i relativi fermi macchina.
Ulteriori costi › Per cercare una soluzione a questi problemi, l’utilizzatore sarà costretto a comprare una barra trafilata, molto più precisa e, di conseguenza, molto costosa.
I limiti non sono terminati... a breve gli effetti sul tempo/ciclo e gli sprechi di materiale e tempo!