A cura di Davide Munaretto
Questa trattazione per quanto possa sembrare scontata e banale è frutto di anni di prove e di lavoro costante volto alla ricerca di una sempre maggior precisione di esecuzione nelle operazioni di foratura degli acciai temprati adottati in Orologeria per mezzo delle fragili e delicate punte al Carburo di Tungsteno.
Sconosciute alla maggior parte dei professionisti fino a pochi anni fa, rimangono ancora per molti di difficile utilizzo (soprattutto quando si parla di piccoli diametri come 0,1 – 0,30 mm) per via della loro estrema fragilità che ne limita moltissimo il loro impiego.
Per un corretto utilizzo di queste punte è necessario disporre di torni con elevato grado di precisione, di buona manualità e precisione nel realizzare il centrino di foratura e una buona sensibilità nelle operazioni di foratura, ma spesso anche in presenza di tutti questi accorgimenti le punte tendono a rompersi improvvisamente senza apparente motivo.
Negli anni e con l’esperienza maturata in questo tipo di operazioni sono riuscito a determinare diversi fattori di rischio limitando cosi in gran parte il fenomeno della rottura delle punte che però persisteva se si oltrepassavano alcuni parametri scoperti empiricamente, primo fra tutti la profondità di foratura che rimaneva un parametro apparentemente svincolato dal numero di giri e dall’avanzamento.
I risultati ottenuti però erano comunque soddisfacenti e il lavoro si poteva considerare di quasi sicura riuscita con margini di mortalità della punta molto ridotti.
E come spesso accade quando si ottengono dei buoni risultati si pensa di essere arrivati e si smette di cercare o di pensare a soluzioni alternative finchè non si finisce per scoprire la famosa acqua calda e trovata la strada è anche facile poi dimostrare la teoria e il perché di determinati eventi.
Quanto segue è la spiegazione dei limiti rilevati e citati all’inizio e come è possibile risolverli in modo molto semplice e per far questo partiamo da come si esegue la foratura al tornio.
Come abbiamo detto le punte che sono prese in esame sono quelle al Carburo di Tungsteno e che hanno la classica conformazione con gambo da 3,2 mm e punta che in genere parte da un diametro di 0,1 mm a salire…
Per eseguire la foratura al tornio, si fissa il pezzo da forare nel mandrino o nella pinza e la punta viene posta nella contropunta dotata anch’essa di mandrino o di pinza.
Dopo aver eseguito il centrino si procede con la foratura mettendo in rotazione il pezzo e avanzando con la punta che resta ferma nella pinza senza ruotare.
E’ chiaro che per eseguire un foro perfettamente centrato gli allineamenti fra punta e pezzo da forare devono essere perfetti, ma questo nella realtà non accade e per quanto piccoli possono essere i disallineamenti, saranno sempre comunque presenti portando la punta a flettersi in modo più o meno sensibile in base all’errore della macchina.
In prima analisi si potrebbe essere portati a pensare che sia la flessione a far rompere la punta in quanto questa aumenta con l’aumentare della profondità di foratura ed essendo la punta fragile questa arriva ad un certo punto fino a rompersi, ma in realtà non è cosi in quanto subentrano altri aspetti legati alla dinamica di foratura come la Fatica…ma non solo!
Analizziamo il disegno che segue:
Come è facile intuire, essendo la punta ferma e il pezzo in rotazione attorno ad essa, l’angolo di inclinazione e quindi l’errore di centratura della punta, oltre ad aumentare con la profondità di foratura, si sposta lungo l’asse di foratura sottoponendo quindi la parte più estrema della punta per forare ad una traiettoria circolare che tende ad aumentare in modo molto sensibile anche a fronte di piccolissimi avanzamenti e questo tipo di sollecitazione sottopone la punta a forare ad uno sforzo per fatica oltre a quello flessorio che la pone in una condizione di lavoro non favorevole, ma questo non è il solo motivo per cui la punta si rompe, ma il vero problema è rappresentato dai due punti di contatto fra la punta e il pezzo in rotazione indicati dalle frecce che diventano dei veri e propri punti di strisciamento che impediscono alla punta di avanzare e che altresì creano una coppia di rottura.
Questo spiega il perché con le punte al carburo più sottili diventa praticamente impossibile ottenere profondità di foratura oltre un ben preciso punto massimo di lavoro.
A questo punto ci chiede quale potrebbe essere il modo di sopperire a tale problematica, in quanto i Torni lavorano tutti in questo modo e gli errori di posizione non si possono eliminare del tutto e la risposta è davvero molto semplice, basta pensare ai Trapani sensitivi, in queste macchine il pezzo rimane fermo e la punta è in rotazione e nello specifico in quelli nati e pensati per l’orologeria l’avanzamento viene impresso al pezzo stesso facendolo incontrare con la punta per forare.
Pensando a questo ed avendo utilizzato le stesse punte di medesimo diametro sia con il Tornio che con il Trapano, ci si rende subito conto di come in effetti le punte reagiscano in modo significativamente diverso nelle due situazioni risultano di gran lunga molto più resistenti se utilizzate con il Trapano.
Andiamo allora ad analizzare cosa accade quando invece di far ruotare il pezzo facciamo ruotare la punta per forare e per far questo analizziamo il disegno seguente:
Quello che subito balza all’occhio è che siamo in totale assenza di fenomeni dovuti alla fatica in quanto la punta ruota esclusivamente sul suo asse e quello che rimane è solo la sollecitazione a flessione che di fatto però nella realtà tenderà ad annullarsi con l’avanzamento della punta che in qualche modo tenderà a farsi strada cercando di vincerla.
Tutto in apparenza molto facile e scontato ma di fatto si deve arrivare a pensarlo e capirlo…ora però dobbiamo riuscire a trasferire questa filosofia di lavoro applicandola al Tornio.
Per nostra fortuna i Torni da Orologeria sono molto flessibili e forse coloro che li avevano pensati nel passato avevano considerato anche aspetti come questo, anche se le punte al Carburo non esistevano, al loro postovi erano i Foretti.
Alcuni Torni fra quell più professionali danno la possibilità di montare le stesse pinze sia sull’asse di rotazione che sulla contropunta e quindi di fatto il problema è pressoché risolto, nelle immagini che seguono è mostrata la nuova configurazione di foratura.
Potrà sembrare paradossale ma fi fatto la differenza è enorme e la foratura avviene in modo molto fluido e in assenza di vibrazioni o nocivi effetti flessori.
