Assi del tornio CNC spiegati: Quanti ne servono?
Vi siete mai chiesti come un tornio CNC possa creare pezzi così precisi? In questo articolo esploreremo l'affascinante mondo dei torni CNC, concentrandoci sul numero di assi...
Vi siete mai chiesti l'affascinante storia del tornio, una macchina utensile che ha rivoluzionato la produzione? In questo accattivante post del blog, vi accompagneremo in un viaggio nel tempo, esplorando la straordinaria evoluzione del tornio e il suo profondo impatto su diversi settori industriali. Dalle sue umili origini alla sua moderna sofisticazione, scoprite come questo versatile strumento ha plasmato il nostro mondo e continua a svolgere un ruolo vitale nella lavorazione di precisione.
Il tornio è una macchina utensile versatile che fa ruotare un pezzo attorno a un asse di rotazione per eseguire varie operazioni di lavorazione. L'utensile da taglio principale, in genere un utensile di tornitura a punta singola, rimane relativamente fermo mentre modella il pezzo in rotazione. Oltre alla tornitura, i torni possono ospitare un'ampia gamma di utensili da taglio e accessori, tra cui punte, alesatori, maschi, filiere e utensili di zigrinatura, che consentono di eseguire diversi processi di lavorazione.
I torni sono utilizzati prevalentemente per produrre pezzi cilindrici ad alta precisione, come alberi, mandrini, perni e manicotti. Sono in grado di creare caratteristiche esterne e interne su superfici rotanti, compresi profili rettilinei, conici e sagomati. Per la loro versatilità e il ruolo fondamentale nella produzione di pezzi, i torni sono spesso definiti la "madre delle macchine utensili" e sono onnipresenti negli stabilimenti di produzione, nelle officine meccaniche e nei centri di riparazione di vari settori.
L'evoluzione della tecnologia del tornio, dalle antiche versioni manuali alle moderne macchine CNC (Computer Numerical Control), riflette la più ampia progressione della produzione industriale. Questa ricca storia e il continuo sviluppo sottolineano l'importanza fondamentale del tornio nel plasmare il passato, il presente e il futuro della lavorazione di precisione e della produzione industriale.
Il primo prototipo di macchina utensile, il tornio, fu creato dai nostri antenati circa 2.000 anni fa per facilitare il lavoro con gli utensili.
Nel corso del XIII secolo, lo sviluppo delle macchine utensili continuò e si rese necessario trovare metodi alternativi di funzionamento, poiché appenderle a un albero non era più fattibile. Questo portò alla creazione del "tornio a pedale", che utilizzava un pedale per far ruotare l'albero a gomiti e azionare il volano. Questo a sua volta azionava il mandrino, facendolo ruotare, ed era noto anche come tornio a barra flessibile.
Nello stesso periodo in Cina, la dinastia Ming pubblicò un libro straordinario chiamato "Tian Gong Kai Wu", che documentava le tecnologie della dinastia Ming e della dinastia precedente, dimostrando il significato di "saggezza degli antichi".
Il libro descriveva anche la struttura di una macchina per la macinazione, che utilizzava un principio simile a quello della macchina medievale europea a pedale. Questa macchina utilizzava il metodo del pedale per ruotare una piastra metallica e utilizzava sabbia e acqua per modellare la giada.
Struttura di una macchina per la rettifica da Tian Gong Kai Wu
da Tian Gong Kai Wu
Questo processo è simile alle moderne tecniche di lavorazione come l'alesatura, dove uno strumento specializzato, chiamato stadera, viene utilizzato per rimuovere piccole quantità di materiale dalla giada interna. È notevole considerare il livello di abilità e competenza posseduto dagli antichi artigiani.
da Tian Gong Kai Wu
Nel 1774, l'inventore britannico Wilkinson creò la prima vera macchina alesatrice al mondo, la macchina alesatrice a botte.
Il barile macchina alesatrice inventata da Wilkinson fu inizialmente utilizzata per forgiare armi da fuoco. Nel 1775, Wilkinson utilizzò il cilindro alesato da questa macchina per costruire una nuova versione del cilindro a tenuta di Wattner, che soddisfaceva le specifiche richieste per la macchina a vapore di Watt.
Per consentire l'alesaggio di cilindri più grandi, nello stesso anno costruì una macchina per l'alesaggio dei cilindri alimentata da una ruota ad acqua, che contribuì notevolmente al progresso dei motori a vapore.
L'alesatrice di Wilkinson, progettata per la forgiatura di cilindri più grandi, segnò una svolta nell'evoluzione delle macchine utensili. Da quel momento in poi, la macchina utensile fu azionata da un motore a vapore attraverso l'uso di un albero a gomiti. L'assistenza reciproca tra macchina utensile e motore a vapore facilitò il loro sviluppo simultaneo e diede inizio a un'epoca dinamica di rivoluzione industriale.
È importante menzionare Henry Maudslay, l'inventore britannico noto come "Padre del tornio". Maudslay sta al tornio come James Watt sta alla macchina a vapore.
Nel 1797, Maudslay creò il primo tornio per filettare al mondo, dotato di una vite e di un'asta lucidata. Questo moderno tornio, dotato di un montante scorrevole, era in grado di produrre filettature di passi diversi.
Tornio Maudslay 1797
Maudslay continuò a perfezionare il tornio e nel 1800 apportò un miglioramento significativo sostituendo il telaio triangolare in barre di ferro con un solido basamento in ghisa e la ruota folle con coppie di ingranaggi intercambiabili.
Questo permetteva di produrre filettature di passo diverso senza dover cambiare la vite. Questo prototipo di tornio moderno, noto come tornio a telaio, ebbe un ruolo cruciale nella rivoluzione industriale inglese.
Tornio Maudslay 1800
Per essere precisi, Maudslay non inventò il tornio, ma lo reinventò basandosi sul lavoro dei suoi predecessori e aggiungendo la capacità di taglio automatico. Tuttavia, è stata la rivisitazione di Maudslay a rendere il tornio ampiamente popolare e a dare vita al tornio come lo conosciamo oggi.
Il rapido sviluppo di tutti i tipi di macchine utensili
Nel XIX secolo, con la crescita di diverse industrie, aumentò la richiesta di vari tipi di macchine utensili. Nel 1817 Roberts creò il tornio a portale e nel 1818 lo statunitense Whitney inventò la prima fresatrice al mondo per impieghi generali.
Tornio a portale Roberts
Per migliorare ulteriormente la meccanizzazione e l'automazione, nel 1845 Fitch, negli Stati Uniti, creò il tornio a torretta. Nel 1848 furono introdotti negli Stati Uniti i torni rotativi e nel 1873 lo statunitense Spencer sviluppò un tornio automatico a un solo mandrino. A questo seguì rapidamente l'invenzione di un tornio automatico a tre mandrini.
All'inizio del XX secolo sono diventati disponibili torni con riduttori alimentati da un unico motore.
Macchine utensili Spencer
Nel 1900, l'azienda americana Norton utilizzò lo smeriglio e il corindone per produrre una mola grande e larga e una smerigliatrice robusta e resistente. Questo segnò un importante passo avanti nello sviluppo delle smerigliatrici ed elevò la tecnologia di produzione dei macchinari a un nuovo livello di precisione.
La rivoluzione industriale è stata un periodo di crescita e sviluppo esplosivo. Durante questo periodo, le macchine utensili si evolvevano e miglioravano costantemente per aumentare l'efficienza dell'industria e della produzione. Gli inventori di queste macchine utensili hanno avuto un ruolo cruciale nel plasmare il mondo.
Con l'avvento dell'acciaio per utensili ad alta velocità e la diffusione dei motori elettrici, le macchine utensili hanno subito un altro aggiornamento epocale, passando dall'energia a vapore a quella elettrica. Questo dimostra i notevoli progressi che l'umanità ha compiuto in centinaia di anni, passando dall'energia umana, all'energia idrica, all'energia a vapore e infine all'energia elettrica.
1910, vecchio tornio inglese
Dopo la prima guerra mondiale, lo sviluppo di vari torni automatici ad alta efficienza e di torni specializzati ha subito una rapida accelerazione a causa delle richieste dell'industria delle munizioni, delle automobili e di altri macchinari.
Alla fine degli anni '40, per migliorare la produttività dei pezzi in piccoli lotti, sono stati introdotti torni dotati di dispositivi di profilatura idraulica. Contemporaneamente sono stati sviluppati anche i torni multiutensile.
Macchina utensile elettrica dopo la seconda guerra mondiale
A metà degli anni Cinquanta sono stati sviluppati torni a controllo programmato dotati di schede perforate, piastre di chiusura e quadranti. L'uso della tecnologia CNC nei torni è iniziato negli anni '60 e negli anni '70 i microprocessori sono stati integrati direttamente nelle macchine CNC, favorendo ulteriormente la diffusione e il rapido sviluppo della tecnologia CNC. Macchina CNC strumenti, che ha continuato a evolversi fino ai giorni nostri.
In anticipo Macchine utensili CNC
L'evoluzione di Torni cinesi: Dai torni a nastro ai torni a cinque assi
Per ragioni storiche, la Cina non ha partecipato alle prime tre rivoluzioni industriali. Il vero sviluppo dei torni cinesi è iniziato dopo la fondazione della Repubblica Popolare Cinese. All'inizio della nuova Cina, l'industria della produzione di attrezzature, comprese le macchine utensili, era quasi inesistente.
Grazie all'instancabile impegno dei lavoratori, il primo lotto di macchine utensili cinesi è stato prodotto con successo in condizioni difficili di povertà e mancanza di risorse.
Nel 1949, il primo tornio della Nuova Cina, un tornio a nastro di sei piedi, fu finalmente prodotto presso lo stabilimento di macchine utensili di Shenyang n. 1.
Gli operai nella foto stanno operando su un tornio a nastro
L'arrivo di questa serie di macchine utensili e la conseguente produzione di massa hanno sostenuto in modo significativo l'industrializzazione del Paese e hanno dato vita a molte meraviglie produttive successive.
Officina di lavorazione dello stabilimento di macchine utensili di Shenyang n. 1
Durante il periodo del "Primo piano quinquennale", il governo ha rinnovato alcuni impianti di riparazione di macchinari e ha creato nuove imprese, individuando 18 imprese di produzione chiave che sono diventate note come i "Diciotto Arhat" nella industria delle macchine utensili. Con il supporto tecnico dell'Unione Sovietica, queste "Diciotto fabbriche Arhat" svilupparono continuamente nuove macchine utensili.
Ad esempio, dopo aver prodotto il primo tornio della Nuova Cina nel 1949, la Shenyang No. 1 Machine Tool Plant ha sviluppato il primo tornio orizzontale C620-1 nel 1955 e ha avviato la produzione di massa.
Nello stesso anno, la Dalian Machine Tool Plant inizia la produzione di una nuova macchina utensile, una pala universale, e la Shanghai Machine Tool Plant produce con successo una nuova smerigliatrice cilindrica. Nel 1956, la Ji'er Machine Tool produsse in serie una pialla e una pressa a frizione a spirale (la fabbrica aveva precedentemente sviluppato la prima pialla di grandi dimensioni e la prima pressa di grandi dimensioni in Cina). pressa meccanica rispettivamente nel 1953 e nel 1955).
Nell'estate del 1958 fu finalmente sviluppata la prima fresatrice CNC della Nuova Cina, la X53K1. Creata congiuntamente dall'Università Tsinghua e dalla Beijing First Machine Tool Factory, fu anche la prima macchina CNC in Asia.
È nata la prima fresatrice CNC della Cina-X53K1
Il successo dello sviluppo dell'X53K1 ha segnato un grande balzo in avanti nella storia dell'industria meccanica cinese e ha segnato il passaggio dal lavoro manuale alla lavorazione guidata dalla tecnologia. Tuttavia, a causa dei blocchi tecnologici stranieri e delle limitazioni interne, la tecnologia CNC cinese non ha registrato progressi significativi per quasi 30 anni.
Dopo l'attuazione delle riforme e dell'apertura, la Cina ha registrato una ripresa dello sviluppo dell'industria delle macchine utensili e i tipi e i modelli di macchine utensili sono diventati sempre più diversi. Ad oggi, è stata sviluppata un'ampia gamma di torni, tra cui torni verticali, orizzontali, multiasse, macchine CNC, macchine per la tornitura e la fresatura e altro ancora.
Nel 2012, la società di macchine utensili di Shenyang ha sviluppato e progettato in modo indipendente il primo "i5 Sistema CNC" con funzionalità di intelligenza di rete e l'ha portata con successo sul mercato. Questo ha segnato la fine della dipendenza della Cina dalle importazioni di sistemi di macchine utensili CNC di alta qualità.
Oggi la Cina è il più grande mercato mondiale di macchine utensili da otto anni consecutivi ed è l'unico Paese al mondo a produrre tutte le categorie di macchine utensili.
Il crescente sviluppo dei torni CNC li ha resi la tendenza del settore. Tuttavia, si prevede che i torni tradizionali continueranno a esistere per un certo periodo di tempo, in quanto sono più convenienti e consentono di risparmiare tempo per gli ordini di piccoli volumi.
La transizione verso una trasformazione intelligente della sostituzione delle macchine per "dominare il mondo" richiederà un tempo relativamente lungo per essere completata. Tuttavia, l'uscita dal mercato dei torni convenzionali è inevitabile.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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