Una macchina utensile è una macchina atta a trasformare forma e dimensione di oggetti di qualsiasi materiale, mediante asportazione di sovramateriale sotto forma di truciolo. Le macchine utensili hanno il loro campo di applicazione primario nell'industria manifatturiera e meccanica. In particolare nell'ambito della meccanica di precisione o della lavorazione dei metalli si usano particolari macchine utensili controllate da computer, per ottenere maggiore precisione.

Moti

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Le macchine utensili possiedono vari moti definiti a volte diversamente dalla definizione fisica:

Moto di lavoro

Nel tornio parallelo il sistema di riferimento è basato sul pezzo. Nella fresalesatrice universale o nei trapani-fresa è riferito alla fresa o alla punta elicoidale

Moto di alimentazione

Il moto di alimentazione è il moto che permette alla macchina di lavorare, è solitamente trasmesso da cinghie trapezoidali dal motore elettrico agli alberi della macchina utensile alimentando il cambio e la testa motrice.

Moto di appostamento

Il moto di appostamento è quello relativo alla profondità di passata ovvero la quantità di sovramateriale asportata.

Classificazione

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Le macchine utensili si classificano in base al moto di lavoro e si dividono diverse tipologie

• Moto circolare uniforme (trapano, fresalesatrice, tornio)
• Moto rettilineo alternato (rettifiche per piani)
• Moto speciale (mola)
• Moto circolare variabile (ultimi modelli macchine utensili)

Componenti

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Basamento - Incastellatura

In passato era solitamente costruita in ghisa a causa della necessità in termini di peso elevato, resistenza alla compressione ed assorbimento delle vibrazioni che si generano durante la lavorazione del pezzo. Oggi é ampiamente utilizzata anche la struttura in elettrosaldato: in entrambi i casi, costituisce la struttura portante della macchina.

Motori elettrici

I motori elettrici trasformano l'energia elettrica in energia meccanica necessaria a tutti i moti della macchina. Possono essere a corrente continua o alternata (brushless).

Testa motrice e cambio

Contengono i comandi meccanici e gli organi di trasmissione atti a trasformare il moto dei motori elettrici, aumentandone o diminuendone la velocità e di conseguenza la coppia torcente.
La testa motrice consente il bilanciamento ed la rotazione del mandrino, mentre le apposite leve variano il numero di giri che sono espressi in (giri/min). Le impostazioni di velocità sono ricavabili dalla formula:

$N\_g\; =\; \backslash frac\; \{1000\backslash cdot\; V\_t\}\{\backslash pi\backslash cdot\; D\}\backslash \; giri/min$

inversamente:

$V\_t\; =\; \backslash frac\; \{\backslash pi\backslash cdot\; D\backslash cdot\; N\_g\}\{1000\}\backslash \; m/min$

Dove Vt è velocità di taglio in metri al minuto e D è il diametro in millimetri della punta sul trapano o del pezzo da tornire. I valori di Vt sono ricavabili dalle schede utensile e dai manuali tecnici in base al materiale da lavorare ed al tipo di utensile, dal suo materiale e dalle sue dimensioni. Ad esempio, punte in acciao superrapido hanno valori intorno ai 20~30 m/min, utensili in Carburo metallico sono sugli 80~100 m/min.

Opportune leve permettono la selezione delle due velocità principali "V" di volata e "R" di ritardo espresse in millimetri per giro e l'inversione dell'avanzamento del carro porta utensile A. Il cambio consente la variazione degli avanzamenti 'A' e con maschi da filettatura (filiere) consente variare il passo nell'esecuzione di filettature M (Metriche) o W (Whitworth).

Alberi

Gli alberi trasmettono il moto e si classificano in modi diversi:

Albero motore

Albero mosso direttamente dal rotore del motore.

Albero condotto

Albero intermedio che non viene mosso direttamente dal rotore del motore. Riceve la rotazione dall'albero motore

= Mandrino

= Viene così definito l'ultimo albero condotto (a monte del motore). Al mandrino viene fissato il pezzo o l'utensile. I mandrini più diffusi sono quelli di tipo "autocentrante", con tre morse radiali poste a 120° di inclinazione tra loro, che scorrono tramite un sistema a cremagliera fino a prendere in morsa l'untesile. Questo sistema consente il montaggio e lo smontaggio del pezzo con estrema velocità, anche in modo completamente automatico su macchine dotate di portautensili. Nel mandrino "plateau" a 4 morsetti per pezzi non cilidrici ma squadrati, è necessario l'uso durante il montaggio di un comparatore centesimale per riscontrare l'efficacia del centraggio pezzo.

= Contropunta

=

La contropunta serve a effettuare la centratura sulla faccia del pezzo opposta al mandrino, per il montaggio in asse. Per pezzi lunghi montati a sbalzo serve anche a ridurre le vibrazioni durante l'asportazione del truciolo, permette con il montaggio di mandrino autocentrante l'esecuzione della centratura dei pezzi, la foratura, l'alesatura, la maschiatura, nell'esecuzione di piccole conicità. È in posizione fissa, e per il suo spostamento è necessario agire sugli appositi grani a brugola mentre il montaggio del pezzo va fatto tra le punte con l'uso del disco menabrida. È registrabile con utilizzo di un comparatore centesimale montato su supporto magnetico piazzato sulle guide di scorrimento carro o sul carro stesso.

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