Guida pratica ai problemi reali e come affrontarli su diametri da Ø1 a Ø25 mm
La foratura profonda con rapporto profondità/diametro tra 5 e 20 è una delle lavorazioni più critiche.
In questo range, evacuazione truciolo, temperatura, stabilità del foro e durata utensile diventano variabili difficili da controllare.
1. Intasamento truciolo e rottura utensile
Quando il truciolo non viene evacuato continuamente, si impacca davanti al tagliente causando:
- Aumento della coppia di taglio
- Surriscaldamento localizzato
- Rottura improvvisa della punta
Il problema è critico con materiali che producono trucioli lunghi (acciai inox austenitici, titanio).
Il truciolo si arrotola e si incastra nel canale di evacuazione.
2. Controllo termico insufficiente
Il refrigerante deve raggiungere il tagliente in profondità con pressione sufficiente per raffreddare e spingere via i trucioli.
Se la pressione è bassa o il canale è mal progettato, la temperatura sale rapidamente compromettendo qualità e durata utensile.
3. Deviazione assiale
Con l’aumentare della profondità, il foro tende a deviare dall’asse teorico per:
- Forze di taglio non bilanciate
- Flessione dell’utensile
- Mancanza di guida laterale
Risultato: fori storti, ovalizzati, fuori tolleranza.
4. Rugosità irregolare
Vibrazioni, accumulo di truciolo e usura irregolare del tagliente lasciano graffi e zone con rugosità variabile sulla parete del foro.
Soluzioni tecniche
1. Geometria di punta corretta
Gun drill (single-lip) – soluzione ideale per Ø1–25 mm con alte esigenze di qualità:
- Un solo tagliente con canale interno per il refrigerante
- Evacuazione del truciolo attraverso canale a V
Elementi geometrici critici:
- Angolo di spoglia: influenza la formazione del truciolo e la temperatura
- Chip breaker: determina se il truciolo si spezza o rimane lungo
- Canale di evacuazione: dimensionato in funzione del tipo di truciolo
2. Sistema di refrigerazione dimensionato
Parametri da controllare:
- Pressione: 20–80 bar a seconda di diametro e profondità (per gun drill)
- Qualità del fluido:
- Concentrazione dell’emulsione stabile
- Filtrazione efficace (i trucioli in sospensione riducono la lubrificazione)
- Temperatura controllata
3. Parametri di taglio ottimizzati
Velocità e avanzamento vanno calibrati insieme.
In foratura profonda è preferibile essere conservativi: un ciclo più lungo ma stabile produce meno scarti rispetto a parametri aggressivi.
4. Rigidità del sistema macchina
Punti di controllo:
- Concentricità del mandrino
- Rigidità dell’attacco utensile
- Allineamento pezzo–mandrino
Monitoraggio: variazioni di coppia e vibrazioni anomale indicano problemi in atto.
Caso pratico: Ø3 mm × 24 mm su titanio Ti6Al4V
Applicazione: canali passanti per impianti medicali
Tolleranze: rettilineità 0,05 mm, Ra < 0,8 µm
Problema:
- 15% di scarti
- Rotture ogni 20–25 fori
- Superficie graffiata
Causa:
- Punta standard con canale sottodimensionato
- Pressione del refrigerante insufficiente (30 bar)
Soluzione:
- Gun drill
- Canale a V ottimizzato per trucioli di titanio
- Rivestimento + superfinishing
- Pressione del refrigerante: 70 bar
- Parametri: Vc 18 m/min, f 0,02 mm/giro
Risultati:
- Scarti: 2%
- Vita utensile: 180–200 fori
- Rettilineità: 0,03 mm
