Unofficina meccanica è un ambiente di lavoro dove si svolge attività di costruzione, riparazione e lavorazione meccanica. Nel corso del tempo ha dato origine alla bottega artigianale, al laboratorio e all'officina industriale. La parola viene dal latino officina: laboratorio, bottega.
Storia La moderna officina meccanica nasce nell'Ottocento con l'introduzione delle macchine a vapore per generare la forza motrice necessaria a muovere i macchinari utensili, oggi rimpiazzate da motori elettrici.
Descrizione dei vari tipi di officina meccanica
L'officina accoglie banchi da lavoro, piani di riscontro, strumenti di misura, attrezzi, utensili a mano, macchine utensili, minuteria metallica, bulloneria, viteria e altro a seconda dell'indirizzo lavorativo cui è orientata: per meccanica pesante, di precisione, automobilistica, ferroviaria, nautica, ecc. Vi lavorano operai e tecnici specializzati tra cui congegnatori, disegnatori, fresatori, tornitori, lappatori, meccanici. È organizzata in vari reparti tra cui quelli per i posti di lavoro, per le macchine utensili, per i magazzini del materiale. Ogni posto di lavoro dispone di un banco da lavoro con la morsa e l'attrezzatura necessaria. Gli ambienti moderni sono climatizzati e regolamentati da severe norme di sicurezza e dispongono di dispositivi di protezione individuale.
Dotazione dell'officina Strumenti di misura
La metrologia è di massima importanza in officina e usa essenzialmente strumenti di misura basati sui sistemi metrico e imperiale. Le unità più impiegate per la misura delle distanze sono il millimetro e il pollice e, soprattutto nella meccanica di precisione, le loro frazioni; per la misura degli angoli usa il grado. La metodologia di misura è varia ma impiega soprattutto il calibro il micrometro ed il comparatore; altri strumenti sono utilizzati per compiti specifici o di nicchia.
Il calibro è uno strumento alquanto versatile e rappresenta per il meccanico ciò che rappresenta il regolo calcolatore per l'ingegnere. Con esso si misurano soprattutto diametri, anche superiori alla massima apertura dello strumento; in tal caso si misura la corda sottesa dal massimo arco abbracciato dai becchi in modo che il suo punto medio tocchi l'asta, poiché la distanza tra l'asta e la punta dei becchi è nota dai parametri costruttivi del calibro allora si può calcolare il diametro con semplici proporzioni geometriche a partire dalla misura della corda. Si può anche risalire al peso di una barra tonda di ferro, poiché sul retro dell'asta è quasi sempre stampigliata una tabella dei pesi per metro e l'indice del corsoio punta in questa tabella al peso che corrisponde a una barra del diametro misurato tra i becchi e lunga un metro; oppure al diametro della punta da usare per praticare il foro da filettare a un certo diametro, grazie a una seconda tabella stampigliata sull'asta; oppure leggere il peso specifico di vari materiali sulla tabella stampigliata sul corsoio.
Gli angoli si misurano con il goniometro e con la barra sinusoidale. Per misure precise si preferisce il goniometro con alidada e nonio. Per la verifica degli angoli retti si usa la squadretta metallica.
Il passo delle filettature si misura con il contafiletti. Si procede per tentativi cercando quale lamina intagliata del contafiletti si adatta perfettamente con la filettatura da misurare; la misura del passo è stampigliata sulla lamina. Misure più accurate delle filettature si eseguono con il calibro per filetti oppure con il micrometro a punte intercambiabili e capruggine, che permette di conoscere il diametro medio del filetto e il diametro del nocciolo della vite. Usa due contropunte: la prima è la punta conica che si adatta alla gola del filetto, la seconda è la capruggine che si adatta alla cresta del filetto. Per conoscere il profilo del filetto e per misurazioni molto precise si usano i calibri per filettature, a tampone e ad anelli filettati.
Per le distanze differenziali tra oggetti si usa il comparatore. Esiste in vari tipi e ha molteplici impieghi, tra cui il controllo della regolarità delle superfici, della perpendicolarità, della rotondità, del parallelismo. In sostanza misura con la precisione del centesimo di millimetro lo spostamento dell'asta di comando che può essere a deflessione o a compressione, anche detta tastatore, alla quale si possono collegare diversi accessori (di solito aste) a seconda del tipo di misura da compiere. I comparatori minimetri a tastatore possono raggiungere la precisione del micron e si usano soprattutto montati su stativi per misurare la rugosità delle superfici.
La velocità di rotazione e il numero dei giri compiuti da un albero si misurano con il tachimetro e il contagiri, accoppiando il loro alberino all'albero in rotazione tramite giunto elastico, di solito in gomma. La lettura si esegue su quadrante a lancetta per i modelli meccanici, su visore per i modelli elettronici.
Per le pressioni dei fluidi si usano manometri per gas e per liquidi.
Quando serve una misura campione si ricorre ai blocchetti di riscontro, parallelepipedi di acciaio a facce perfettamente parallele e levigate disponibili in serie di misure adatte a comporre, sovrapponendoli, una grande varietà di misure campione. L'assortimento standard completo è composto da 112 pezzi. I loro valori nominali si riferiscono di solito alla temperatura di 20 °C. Servono soprattutto per la taratura di altri strumenti.
Misure di estrema precisione di superfici superpulite e ottiche possono eseguirsi in ambienti puliti con interferometri in luce laser e microscopi a forza atomica.
Utensili e attrezzi a mano
Il reparto che costruisce o custodisce gli attrezzi si chiama attrezzeria; il magazzino degli utensili si chiama utensileria.
Ogni officina ha ampia dotazione di attrezzi e utensili di varie misure (metriche, imperiali, ecc.) a seconda degli scopi che si prefigge. Sono raccolti e organizzati per tipologia d'uso e riposti in armadi, cassettiere, carrelli per lavoro, oppure appesi alle pareti su apposite rastrelliere porta utensili. Alcuni, come la morsa, sono fissati al banco di lavoro; altri, come il paranco, sono ancorati al soffitto.
Gli utensili si usano a mano con perizia ed esperienza indossando opportuni indumenti di protezione (tuta, guanti, occhiali, scarpe di sicurezza) per ridurre i rischi d'infortunio. Il risultato del loro impiego dipende in gran parte dall'abilità e dall'esperienza.
Alcuni utensili abbisognano di manutenzione periodica, per esempio oliatura e ingrassaggio, affilatura, taratura; altri hanno parti soggette a rapida usura e vanno sostituite spesso, come le lame dei taglierini e dei seghetti; altri ancora possono impiegarsi solo in ambienti speciali, per esempio in camera pulita o sotto vuoto. In ogni caso attrezzi e utensili vanno maneggiati con cura e rispetto.
Macchine accessorie Compressore Forno metallurgico e per trattamenti termici Gru a ponte Gru a bandiera Paranco Ponte sollevatore Banco prova, per le officine specializzate
Macchine utensili Brocciatrice Dentatrice Fresatrice Lapidello Lappatrice Limatrice Maglio Mola Pallinatrice Piallatrice Pressa Rettificatrice Saldatrice Segatrice Tornio Trapano Elettroerosione Sinterizzatrice Centro di lavoro
Minuteria metallica Bulloni Dadi Helicoil Rondelle Viti Seeger Spine
Fluidi e lubrificanti Acetone Grasso Olio Olio da taglio Olio sbloccante (Svitol o WD-40) Petrolio bianco Solvente Acquaragia Sgrassante
Tipiche lavorazioni di officina
Prima di lavorare un pezzo è sempre utile procedere con la tracciatura per evidenziare i limiti geometrici entro cui operare e determinare la posizione e la quantità del sovramateriale da togliere. Si esegue nel piano e nello spazio con semplici utensili a mano: compasso, graffietto, marcatore, prisma a V, punzone, squadretta, truschino.Conclusa la tracciatura si procede al banco o a macchina con la sgrezzatura, poi con l'aggiustaggio per sgrossatura lisciatura e rifinitura. Si passa infine ai controlli sul piano di riscontro con blu di Prussia, riga triangolare, compasso, colonnina, traguardo e cassetta luminosa, o alla metrologia. Se necessario si eseguono successive rifiniture sino a raggiungere le tolleranze previste in fase di progetto. secondo un metodo ormai in disuso da decenni. operazioni come la tracciatura sono state ormai sostituite dai moderni centri di lavoro, che permettono di ricavare il pezzo finito partendo dal materiale grezzo eseguendo tutte le lavorazioni che il progetto richiede. Fondamentali Alesatura Corregge lievemente l'assialità e il diametro dei fori, che è chiamato alesaggio, precedentemente realizzati con il trapano. Può eseguirsi a mano con gli alesatori montati sul giramaschi oppure a macchina con l'alesatrice.
Brocciatura Lavorazione meccanica per la creazione di dentature di fori. Solitamente destinata alla realizzazione di sedi di accoppiamento per ruote dentate e/o alberi di trasmissione. Viene eseguita con apposite macchine utilizzando specifici utensili detti appunto brocce.
Filettatura Crea il filetto interno ai fori o esterno ai pezzi cilindrici e conici. Nel primo caso si parla di maschiatura poiché il lavoro è compiuto da utensili chiamati maschi, nel secondo caso non c'è un termine specifico e il lavoro è compiuto da utensili detti filiere. Può eseguirsi a mano oppure a macchina su maschiatrici e filettatrici, o anche con il trapano se in luogo della punta si monta un maschio o un mandrino per filiere. Con il tornio è possibile filettare sia gli interni sia gli esterni con lo stesso utensile e produrre filetti a passo variabile o multipli. Un altro metodo per filettare è la rullatura, molto usato nella produzione di bulloni di elevata resistenza. Per avere filettature rinforzate si può inserire un riporto di materiale più duro, per esempio un filetto riportato, dopo aver maggiorato il foro e praticato una nuova filettatura adatta ad accogliere l'inserto.
Maschiatura a mano