Macchine utensili

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Introduzione

Macchine utensili Macchine a motore, generalmente su postazione fissa, usate per eseguire lavorazioni diverse su materiali solidi. Secondo una definizione restrittiva molto comune, sono considerate macchine utensili solo quelle impiegate per eseguire lavorazioni che implicano asportazione di materiale sotto forma di truciolo; viceversa, in un’accezione più estensiva del termine rientrano macchine di vario tipo, distinte in tre categorie: convenzionali ad asportazione di truciolo, convenzionali per deformazione plastica, non convenzionali.

Le macchine utensili ad asportazione di truciolo conferiscono al pezzo in lavorazione la forma e le dimensioni volute, asportando il materiale in eccedenza sotto forma di trucioli più o meno piccoli. Le macchine utensili per deformazione plastica modificano la forma del pezzo mediante varie lavorazioni che non implicano perdita di materiale, come la pressatura e lo stampaggio, la tranciatura e la punzonatura o la trafilatura e l’estrusione. Le macchine utensili non convenzionali impiegano energia luminosa, elettrica, chimica e acustica, gas surriscaldati e fasci di particelle ad alta energia per trattare i nuovi materiali artificiali sviluppati per soddisfare le necessità della tecnologia moderna.

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Cenni storici

Si ritiene che le prime macchine utensili nel senso moderno del termine siano state l’alesatrice per superfici cilindriche interne, costruita verso il 1775 dal britannico John Wilkinson, e il tornio parallelo per filettature, sviluppato intorno al 1794 da Henry Maudslay. L’uso di queste macchine ricevette un notevole impulso intorno al 1830, quando Joseph Whitworth realizzò diversi strumenti di misura che garantivano una precisione dell’ordine di un centomillesimo di millimetro e consentivano la produzione in serie di articoli con parti sostituibili. I primi tentativi di produrre pezzi sostituibili si verificarono contemporaneamente in Europa e negli Stati Uniti, ed erano basati sull’uso delle cosiddette maschere per limatura, con le quali si potevano produrre molti pezzi limati a mano di dimensioni praticamente identiche; il primo sistema di vera produzione in serie si deve tuttavia allo statunitense Eli Whitney, il quale iniziò nel 1798 la produzione di 10.000 moschetti per l’esercito, tutti comprendenti parti sostituibili.

Nel XIX secolo le comuni macchine utensili (torni, limatrici, piallatrici, rettificatrici, segatrici, fresatrici, trapanatrici, alesatrici) raggiunsero un buon grado di precisione ed ebbero ampia diffusione nei paesi industrializzati.

Macchine utensili più grandi e precise furono costruite nei primi anni del XX secolo: a partire dal 1920 iniziò la produzione di macchine specializzate, che consentivano una produzione di serie a basso costo, potevano essere utilizzate anche da manodopera non specializzata, ma erano poco flessibili e non adatte alla lavorazione di prodotti differenziati o a cambiamenti di produzione. Per ovviare a questa limitazione, a partire dal 1950 si iniziò a progettare macchine utensili altamente versatili e precise, sempre più spesso comandate da una centrale computerizzata (le cosiddette macchine a controllo numerico, o digitale).

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Macchine utensili convenzionali

Macchine utensili di base sono il tornio, la limatrice, la piallatrice e la fresatrice, mentre sono macchine ausiliarie le trapanatrici, le alesatrici, le rettificatrici, le segatrici e le varie macchine usate nelle lavorazioni per deformazione plastica.

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Tornio

Il tornio, la macchina a moto rotatorio più antica e più diffusa, funziona tenendo in rotazione il pezzo in lavorazione, mentre un utensile tagliente ne asporta il materiale in eccesso rispetto alla forma voluta. L’utensile può essere fatto avanzare parallelamente o a varie angolazioni rispetto all’asse di rotazione, in modo da produrre superfici cilindriche o coniche. Dotato di vari accessori, il tornio può essere usato anche per produrre superfici piane, per forare, alesare o filettare.