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Tornio da barra

Come è fatto un tornio da barra e perché è così produttivo? Quali sono le differenze rispetto ad altri torni? Questa guida di Techmec.it spiega ogni dettaglio di questa importante macchina utensile.

La continua esigenza di ridurre il tempo ciclo, ai fini di aumentare la produzione abbassandone i costi, ha spinto i produttori di macchine utensili a pensare a soluzioni, quali, ad esempio, il tornio da barra CNC, che permettono di minimizzare il tempo di caricamento del pezzo grezzo.

Caratteristiche del tornio da barra

Questo particolare tornio a controllo numerico è una versione speciale di un tornio parallelo CNC. In questo caso, però, il pezzo grezzo non è di dimensioni di poco superiori a quelle del pezzo finito, ma viene ricavato da un’intera barra grezza di alcuni metri di lunghezza. Quest’ultima viene, poi, progressivamente spinta avanti da un apparato, chiamato caricatore a barre, collocato nella parte laterale del tornio.

Il tornio da barra esegue con grande precisione le lavorazioni rispettando la rugosità e le tolleranze geometriche e dimensionali definite nel part-program. L’uso di questo macchinario è giustificato in un’ottica di produzione in serie. Nel caso di impianti con una forte automazione, si può prevedere anche lo scarico pezzi tramite un robot di pick and place a portale.

L’elevata produttività del tornio da barra porta a una consistente produzione di trucioli; per questo motivo, sono spesso usati in concomitanza con un convogliatore di trucioli, in modo da poter continuare la lavorazione senza dover interrompere il processo di taglio per svuotare la vasca che si riempie velocemente. Ne consegue che gli unici interventi umani richiesti sono il setup della macchina all’avvio della produzione, il carico delle nuove barre, lo svuotamento del cassone dei trucioli e il controllo del processo (verifica dimensionale del pezzo, cambio placchette degli utensili, compensazione usura dell’utensile ecc.).
Vista la considerevole lunghezza complessiva di un tipico tornio da barra CNC, anche più di 10 metri, si trovano spesso disposte a “lisca di pesce” rispetto all’asse dell’officina.

Si noti che, anche se altri torni possono essere attrezzati con caricatori a barre (ad esempio il tornio a fantina mobile e il tornio multimandrino) vi sono delle differenze sostanziali tra questi e il tornio da barra. Nel tornio a fantina mobile, il moto di avanzamento è posseduto dalla barra che viene spinta dalla fantina, mentre nel tornio da barra il caricatore fa avanzare la barra a inizio ciclo e il moto di avanzamento è posseduto dall’utensile. Il tornio multimandrino (orizzontale), invece, è concepito in maniera totalmente diversa rispetto al tornio da barra, infatti è costituito da più mandrini che eseguono diverse lavorazioni contemporaneamente.

I pezzi che possono essere lavorati sono, ad esempio, cilindri, boccole, ruote dentate, perni ed alberi, ma anche viti e dadi ricavati da barra esagonale. I materiali grezzi lavorati sono i più disparati, tra quelli più diffusi si trovano l’acciaio dolce, l’acciaio inox, l’ottone, l’alluminio ecc. Per ridurre gli sprechi di materiale e il tempo ciclo, si cerca di ridurre le grosse variazioni di sezione del pezzo e di usare una barra grezza con un diametro di poco superiore a quello del pezzo finito, tipicamente con un paio di millimetri di sovrametallo. A volte, risulta più economico usare delle barre con superficie esterna rettificata in modo da non doverle lavorare, piuttosto che usare le normali barre trafilate in cui è richiesta una lavorazione aggiuntiva.

I settori in cui è usato il tornio da barra sono tutti quelli in cui è richiesta una elevata produttività, bassi costi ed elevata precisione, come ad esempio l’automotive.

Come è fatto il tornio da barra CNC

Sebbene vi siano alcuni punti in comune con il tornio parallelo CNC, il tornio da barra ha alcune caratteristiche e una struttura distintive.

Caricatore spingibarra – Opposto al mandrino è presente un caricatore a barre, che alimenta in modo automatico la macchina utensile man mano che i pezzi in lavorazione vengono ultimati. In particolare, durante la fase di avanzamento della barra, un sistema idraulico spinge in avanti la barra grezza. Sulla torretta portautensile è previsto un fermo che funge da finecorsa per la barra; lo spingibarra manda in battuta la barra contro tale fermo in modo che il mandrino si serri per vincolare la barra per la successiva lavorazione. Visto che la barra deve attraversare l’albero mandrino cavo, questi torni permettono la lavorazione di pezzi di diametro relativamente modesto, in genere tra 5 e 60 mm. Questa misura è denominata passaggio barra ed è un fattore fondamentale nella scelta della corretta macchina utensile da usare. Il caricatore può presentare uno o più alloggiamenti per le barre, anche di diverso diametro.

Torretta portautensile – Un’altra differenza rispetto a un normale tornio parallelo CNC è che, spesso, sulla torretta portautensile è presente il motorizzato di fresatura che, come dice il nome stesso, è un piccolo asse motorizzato che permette di eseguire delle fresature e forature trasversali senza dover spostare il pezzo su una differente macchina utensile. Ovviamente, tali lavorazioni devono essere leggere considerando la limitata potenza a disposizione.

Per la stesura di questo articolo sono state consultate le seguenti fonti:
Steve Krar et al, “Technology of Machine Tools”, seventh edition, Mc Graw Hill, 2011
Sito web, Makinews.it, “Tornio da ripresa e tornio da barra”

a cura di Ing. Alberto Mora

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