Gli utensili sono arnesi intesi a facilitare il lavoro manuale, artigianale, industriale o domestico.
I primi utensili furono quelli usati nell’età della pietra, costituiti da pietre spezzate in modo da presentare uno spigolo tagliente. Occorsero migliaia di anni per arrivare alle rudimentali asce, coltelli, scalpelli preistorici.
Nell’età del rame e del bronzo (4000 a.C.) cominciarono a prendere forma gli utensili metallici. Prima di giungere all’età del ferro (1000 a.C.) erano già stati creati i precursori della maggior parte degli utensili moderni.
GLI UTENSILI A MANO
Gli utensili a mano possono essere classificati a seconda del loro impiego:
- Utensili per foggiatura o formatura, quali lo scalpello, la pialla, la sega, la lima, la punta per forare, il martello da fabbro
- Utensili manipolatori, quali il martello da carpentiere, le pinze. La chiave fissa, la chiave inglese, il cacciavite, etc.
- Utensili per misurare e marcare, quali la squadra, la livella, il filo a piombo, il compasso, etc.
UTENSILERIA MECCANICA
Nelle lavorazioni meccaniche prendono anche il nome di utensili gli organi da applicare alle macchine operatrici con la funzione di asportare il materiale in forma di truciolo dal pezzo greggio (fuso o stampato) per portarlo alle dimensioni di progetto.
Questi utensili si suddividono in tre classi:
- Utensili fissi o dotati di moto rettilineo (tornitrici, limatrici, etc.)
- Utensili dotati di moto rotatorio per foratrici (punta a elica, etc.)
- Utensili con moto rotatorio per fresatrici e dentatrici (frese, creatori, etc.)
DI COSA SONO FATTI GLI UTENSILI?
I principali materiali usati per la fabbricazione dell’utensileria meccanica sono gli acciai (rapidi e super rapidi), le leghe non ferrose, i materiali sintetizzati e i diamanti.
Se l’acciaio è al carbonio debolmente legato (basso-legato), gli utensili devono essere temprati e rinvenuti; se si tratta invece di acciaio rapidi al wolframio (conosciuto meglio come tungsteno, simbolo W), al molibdeno (Mo) e al W-Mo, si ottiene una velocità di taglio 3 o 4 volte superiore a quella degli acciai ordinari.
Le leghe non ferrose o stelliti contengono cobalto (38-58%), cromo (25-33%), tungsteno (0,5-14%) e carbonio (0,15-2,5%) con tracce di molibdeno (nella stellite 21 può arrivare al 6-7%) e ferro (0-3%); vengono fuse in barrette e non richiedono tempra. Le velocità di taglio sono superiori di circa una volta e mezza rispetto a quelle degli utensili in acciaio super rapido, in quanto sopportano temperature più elevate (le stelliti fondono a 2800°C contro i 1300°C degli acciai rapidi).
Le placchette di stellite vengono brasate ad ottone o ad argento su stelo di acciaio, oppure fissate meccanicamente su appositi portautensili.
Un primo gruppo di materiali sinterizzati per utensili comprende i carburi di wolframio (W), di tantalio (Ta), di titanio (Ti), o carburi doppi (W-Ta oppure W-Ti), o carburi tripli (W-Ta-Ti). Le placchette formate con questi materiali hanno durezza notevolmente superiore a quella degli altri materiali descritti sopra (1400 – 1800 HV); anch’esse vengono brasate a rame o ad ottone su barrette di acciaio oppure fissate meccanicamente.
Un secondo gruppo di materiali sinterizzati è costituito dai materiali ceramici. Per la costruzione di queste placchette viene sinterizzata l’allumina pura (Al2O3).
Gli utensili di diamante sono usati per ottenere superfici speculari. Il diamante, opportunamente sfaccettato, viene fissato meccanicamente in un portautensile.
Tra gli utensili devono essere comprese le mole abrasive, che servono per le rettificatrici e per operazioni di affilatura. Gli abrasivi, naturali (diamante, corindone, quarzo, silice, etc.) o artificiali (ossido di alluminio, carburo di silicio, carburo di boro, etc.), sono agglomerati con degli impasti ceramici, oppure al silicato di soda, o elastici.
Gli utensili per elettroerosione, infine, assai diversi da quelli precedenti, vengono sagomati secondo la forma della superficie che si desidera lavorare e agiscono immersi in un apposito fluido, sotto l’azione di scariche mediante archi tra utensili (negativo) e pezzo da lavorare (positivo).
Il problema dei fluidi da taglio è strettamente collegato con quello degli utensili: il risultato di una operazione d’utensile dipende infatti molto dal sistema di refrigerazione. Allo scopo si usano olio minerale integrale, olio emulsionabile, olio solubile, etc.
I lubrorefrigeranti si usano nelle operazioni di asportazione di truciolo soprattutto per aumentare la produttività degli utensili.