Calcolo giri di foratura

Foratura: l'utensile che al centro taglia a velocità zero

Una punta è più strana di quanto sembri. Gli spigoli esterni viaggiano alla piena velocità di taglio, ma il centro della punta viaggia a zero — proprio il mezzo del tagliente non può tagliare affatto, si limita a spingere il materiale di lato sotto una pressione enorme. Quella zona morta si chiama anima della punta, e spiega la maggior parte di ciò che va storto quando si fora. È il motivo per cui una punta grande richiede tanta spinta, per cui scappa quando parte su una superficie curva o irregolare, e per cui la velocità calcolata qui si riferisce al diametro esterno: è l'unica parte dell'utensile che stia davvero tagliando come si deve.

Perché sopra una certa dimensione il preforo non è facoltativo

Poiché l'anima non taglia, una punta grande spende buona parte del proprio sforzo a spostare il materiale invece di asportarlo. Un preforo elimina esattamente questo problema: fora prima con un diametro all'incirca pari allo spessore dell'anima — per la maggior parte delle punte standard si tratta di circa il 15-20% del diametro finale — e la punta grande richiede improvvisamente molta meno spinta, scappa meno e produce un foro più tondo. Non fare però l'errore opposto, cioè un preforo troppo grande: se il preforo è più largo di quanto il tagliente della punta riesca a coprire, gli spigoli esterni mordono senza appoggio e la punta si impunta, soprattutto nell'ottone e negli altri materiali a truciolo facile.

Evacuazione del truciolo, e perché la profondità cambia tutto

In fresatura il truciolo cade via da solo. In foratura deve risalire lungo le scanalature superando l'utensile, attraverso un foro pieno di calore, e ogni caratteristica di un foro profondo rende la cosa più difficile. Fino a circa tre diametri di profondità di solito si può forare in un colpo solo. Oltre, i trucioli cominciano a impaccarsi, e i trucioli impaccati sono la causa diretta della maggior parte delle punte rotte: le scanalature si riempiono, il truciolo non riesce più a uscire, la pressione sale e l'utensile si blocca. La foratura intermittente — ritirare periodicamente la punta per liberare i trucioli — è la risposta standard, e oltre i cinque diametri circa diventa indispensabile anziché semplicemente prudente. Riduci l'avanzamento man mano che la profondità aumenta e guarda che cosa esce: spirali lunghe e continue vogliono dire che le cose stanno andando bene, mentre polvere o frammenti corti e spezzati vogliono dire che il tagliente è consumato o sta strusciando.

Perché l'acciaio inox va molto più piano dell'acciaio dolce

L'inox non è semplicemente più duro: incrudisce. Deformane la superficie senza tagliarla in modo pulito e il materiale subito sotto l'utensile diventa parecchio più duro di quanto fosse un attimo prima. In foratura questo genera un circolo vizioso: un tagliente consumato o un avanzamento esitante struscia invece di tagliare, la superficie si indurisce, lo strato indurito resiste ancora di più al tagliente, e nel giro di pochi secondi la punta sta lucidando un punto vetrificato in cui non riesce più a entrare. L'inox vuole quindi una velocità di taglio più bassa ma un avanzamento deciso e costante — l'errore che quasi tutti commettono è alleggerire quando si fa difficile, che è esattamente la risposta sbagliata. Attraversa lo strato indurito e continua ad andare.

Lo sfondamento, e il momento in cui il foro è quasi finito

L'ultima frazione di millimetro prima che la punta esca è il momento in cui le cose vanno storte. Il materiale davanti al tagliente è ormai una membrana sottile e senza appoggio, la punta tende a tirarsi attraverso di essa, e su un trapano a colonna questo si manifesta come uno strappo, un pezzo che parte via dalle mani o un'uscita lacerata e irregolare. Alleggerisci l'avanzamento mentre ti avvicini allo sfondamento e, se la faccia di uscita conta, blocca dietro al pezzo un tassello di sacrificio, così la punta esce in quello anziché nel vuoto. Sulla lamiera sottile il problema è ancora peggiore, perché il tagliente della punta può sfondare prima che gli spigoli esterni abbiano finito il foro, lasciando uno strappo triangolare: è proprio per questo che esistono le punte a gradini e le affilature specifiche per lamiera.

Leggere i trucioli, e quando il numero calcolato è sbagliato

Questi valori presuppongono una punta standard affilata, un bloccaggio ragionevole e un po' di raffreddamento. I trucioli ti diranno nel giro di pochi secondi se quel presupposto regge. Due spirali continue e regolari che escono con costanza significano che velocità e avanzamento sono in equilibrio. Trucioli blu o marroni significano troppo calore, di solito per una velocità troppo alta. Polvere o pulviscolo significano che il tagliente struscia invece di tagliare, e che qualcosa è consumato. Un fischio acuto è lo stesso messaggio, detto con più urgenza. E sii onesto sulla punta stessa: una punta riaffilata con i due taglienti di lunghezza diversa fora fuori misura, con un solo tagliente che fa tutto il lavoro, e nessun calcolatore può compensare questo.

Come si calcola la velocità di foratura

Ogni materiale ha una velocità di taglio preferita (Vc, in metri al minuto) — quanto velocemente il tagliente della punta dovrebbe attraversarlo. La velocità mandrino deriva dal diametro della punta: n = (Vc × 1000) / (π × Ø). Per questo una punta da 3 mm gira molto più veloce di una da 20 mm nello stesso materiale: il tagliente della punta piccola percorre una distanza molto minore per ogni giro.