1. Selezione del materiale e della geometria dell'utensile
La selezione degli utensili è fondamentale per la lavorazione del rame puro. Il rame puro produce trucioli lunghi e continui e aderisce facilmente al tagliente, causando bordi di riporto (BUE) e scarsa qualità della superficie.
Gli utensili in metallo duro con elevata durezza e resistenza all'usura sono la scelta più comune. Il metallo duro a grana fine-non rivestito o gli utensili con rivestimento TiN liscio possono ridurre l'attrito e l'adesione. Gli utensili in acciaio ad alta-rapidità vengono utilizzati anche per la lavorazione a bassa-velocità, ma si usurano più rapidamente.
La geometria dell'utensile dovrebbe concentrarsi sulla riduzione della forza di taglio e dell'adesione. Si consiglia un ampio angolo di spoglia per ridurre la deformazione e il calore da taglio. Un tagliente affilato aiuta a ridurre al minimo l'estrusione e l'adesione del materiale. Un angolo di spoglia adeguato previene l'attrito tra il fianco dell'utensile e il pezzo da lavorare. Le superfici della spoglia lucidate sono estremamente utili per ridurre l'incollamento dei trucioli e migliorarne il flusso.
2. Ottimizzazione dei parametri di taglio
Il rame puro è tenero ma appiccicoso, quindi parametri irragionevoli causeranno una grave usura dell'utensile e una scarsa finitura superficiale.
In generale, sono adatte un'elevata velocità di taglio, una velocità di avanzamento moderata e una profondità di taglio adeguata. L'alta velocità aiuta a rompere i trucioli e a ridurre-il tagliente di riporto. Tuttavia, una velocità eccessivamente elevata accelera l’usura dell’utensile.
La velocità di avanzamento non dovrebbe essere troppo piccola, poiché ciò potrebbe causare attrito ed estrusione anziché taglio. Un'alimentazione moderata aiuta a formare trucioli stabili. La profondità di taglio è determinata dalla rigidità della parte; un taglio troppo-superficiale spesso porta a una scarsa qualità della superficie a causa dello sfregamento dell'utensile.
3. Controllo e rimozione del truciolo
Il rame puro forma tipicamente trucioli lunghi, ricci e ininterrotti che possono facilmente avvolgersi attorno all'utensile o al pezzo in lavorazione, graffiare la superficie lavorata o addirittura causare rischi per la sicurezza.
Il controllo efficace del truciolo include:
Utilizzo di utensili con scanalature rompitruciolo-per arricciare e rompere i trucioli.
Applicare una quantità di fluido da taglio sufficiente per favorire l'eliminazione dei trucioli.
Regolazione dei parametri di taglio per favorire la rottura del truciolo.
La rimozione regolare dei trucioli durante la lavorazione è essenziale per mantenere la finitura superficiale e la precisione dimensionale.
4. Applicazione del fluido da taglio
Il fluido da taglio è estremamente importante nella lavorazione del rame puro. Fornisce raffreddamento, lubrificazione e rimozione dei trucioli, riducendo significativamente l'adesione e il tagliente di riporto.
Vengono comunemente utilizzati fluidi da taglio a base di olio minerale- o oli emulsionati con buon potere lubrificante. Riducono l'attrito tra l'utensile, il truciolo e il pezzo, abbassano la temperatura di taglio, migliorano la finitura superficiale e prolungano la durata dell'utensile. In genere la lavorazione a secco non è consigliata, a meno che non si svolgano condizioni speciali ad alta-velocità.
5. Fissaggio e rigidità del pezzo
Il rame puro ha una bassa rigidità ed è facile da deformare sotto la forza di serraggio o di taglio. Un serraggio eccessivo- causerà una deformazione elastica o plastica, con conseguenti errori dimensionali.
Principi di fissaggio:
Utilizzare una forza di serraggio uniforme per evitare deformazioni locali.
Aumentare l'area di contatto per ridurre la pressione.
Supportare adeguatamente le parti-con pareti sottili per evitare vibrazioni.
Garantire una configurazione stabile per evitare vibrazioni, che causano una scarsa ruvidità della superficie.
6. Controllo della qualità e della tolleranza della superficie
A causa della sua elevata duttilità, il rame puro è soggetto a ritorno elastico-, bave e finitura superficiale scadente.
Per migliorare la qualità:
Mantenere gli strumenti sempre affilati.
Utilizzare passate di finitura finali con avanzamento ridotto e velocità adeguata.
Rimuovere le bave immediatamente dopo la lavorazione.
Controllare la temperatura ambientale, poiché il rame ha un'espansione termica relativamente elevata, che influisce sulle dimensioni di precisione.
7. Evitare la contaminazione e l'ossidazione
La superficie in rame puro è chimicamente attiva e facilmente ossidabile o contaminabile dal fluido da taglio, dalla polvere o dal sudore delle mani.
Per le parti che richiedono successiva placcatura, saldatura, lucidatura o assemblaggio, sono necessari la pulizia post-lavorazione meccanica e il trattamento anti-ossidante. Una corretta conservazione può prevenire lo scolorimento e il degrado delle prestazioni.
Riepilogo
La lavorazione del rame puro richiede un controllo completo su strumenti, parametri, gestione dei trucioli, fluido da taglio, fissaggi e post-elaborazione. La sfida principale è superare la sua appiccicosità, bassa rigidità e tendenza all'adesione. Con una progettazione del processo ragionevole e un funzionamento rigoroso, le parti in rame puro possono raggiungere un'elevata precisione dimensionale e un'eccellente qualità della superficie, soddisfacendo i requisiti delle applicazioni elettriche, termiche, meccaniche e decorative.
