lunedì 16 ottobre 2017

LE PUNTE DA TRAPANO PER METALLO (prima parte)




Nel campo della falegnameria l’uso del legno e dei suoi derivati rappresentano sicuramente i materiali usati più di frequente, ma succede sempre più spesso di dover usare dei complementi metallici (cerniere, piastrine, angolari ecc.) per completare i manufatti in lavorazione.
Nella maggior parte dei casi gli elementi metallici che ci servono si trovano in ferramenta, ma talvolta bisogna modificarli per assecondare le nostre esigenze oppure si devono costruire partendo dal materiale grezzo (ferro, acciaio inox, ottone, alluminio, rame ecc.) per realizzare le parti che ci necessitano.
In questi casi una delle lavorazioni che si effettuano più frequentemente è la foratura e si usa un elettroutensile (trapano o avvitatore) oppure una macchina (trapano a colonna) in cui si inserisce l’utensile opportuno: la punta da trapano elicoidale.
Detta così la cosa appare abbastanza semplice, e nelle maggior parte dei casi è così, ma una cosa che penso che risulterà utile a chi dovrà effettuare dei fori sui vari materiali metallici è sapere quanti tipi di punte da trapano esistono, quali sono le diverse caratteristiche che le distinguono e per quali tipi di materiali sono stati concepiti.
Il tipo più semplice è quello in acciaio HSS che è una lega che contiene per la maggior percentuale del Ferro, poi in misura molto minore Carbonio, Molibdeno, Tungsteno e Vanadio. Con questo tipo di lega viene prodotta la maggior parte delle punte standard, che sono destinate alla foratura di acciai da costruzione, quindi con caratteristiche non troppo sofisticate soprattutto in termini di durezza, tenacità e con carichi di rottura abbastanza contenuti. 


Il sistema più veloce per produrre questo tipo di punte è la rullatura, questa viene eseguita da una macchina che deforma un tondino dell’acciaio sopra descritto utilizzando dei dischi rotanti che generano l’elicoidale delle punte da trapano per deformazione plastica, facilitata dal forte riscaldamento ottenuto per induzione, come si vede da questo filmato:  


Poiché la maggior parte dei mandrini da trapano standard accettano punte di diametro massimo compreso fra 10 e 13 mm., le aziende produttrici di punte da trapano preparano quelle di diametro maggiore lavorando la parte posteriore destinata all’inserimento nel mandrino (comunemente noto come “codolo”) in maniera da fornire un diametro tale da potersi infilare nel mandrino da 10 o da 13 mm., anche se il diametro effettivo della punta è superiore. 


Queste punte nascono generalmente con l’angolo di foratura dei taglienti di 118°; quando si devono forare materiali più tenaci e si deve migliorare il centraggio della foratura, aumentando anche l’asportazione del truciolo si tende ad aumentare l’angolo arrivando ad appiattirlo portandolo a volte fino a 135°, come nella punta seguente: 


Questa punta, che è siglata HSS – G, lavora bene anche sulla ghisa che è un materiale tendenzialmente duro e fragile per la notevole quantità di Carbonio che contiene; leggendo le specifiche di questo prodotto, si nota che è ottenuta per fresatura (cioè per asportazione di materiale da un tondino) e rettificata (quindi portata alla giusta dimensione in maniera perfetta) e questo le conferisce una qualità superiore alla precedente, in quanto il foro eseguito da questa risulta più preciso.
Un altro parametro che varia nelle punte da trapano è l’angolo dell’elica relativo all’asse di rotazione, che deve provvedere all’espulsione dei trucioli e cambia in funzione dei materiali che devono forare:

1)     Per ottone e bronzo l’angolo varia tra 10° a 15°
2)     Per acciai e ghise l’angolo varia tra 25° e 30°
3)     Per rame e leghe leggere l’angolo varia tra 35° e 40°

Un’annotazione importante, che vale anche per i fori nel legno, ma che qui assume un’importanza maggiore, è che la velocità di rotazione della punta è legata al diametro. In funzione del materiale forato e del diametro della punta va scelta la velocità di foratura e la cosa che è fondamentale attuare è che le punte di piccolo diametro devono girare più velocemente delle punte di diametro maggiore.
Esistono delle tabelle che danno delle indicazioni in proposito, ma ho dei dubbi sulla loro validità perché si ricavano delle velocità di affondamento molto elevate ed io ho qualche dubbio, per cui non ne pubblico neanche una; nella mia vita di fori nel metallo ne ho fatti diversi, anche se non ho mai avuto a disposizione un impianto di raffreddamento e lubrificazione con emulsione, ma con il mio trapano a colonna non ho mai raggiunto neanche lontanamente i risultati che queste tabelle dichiarano.