Fresatura di pezzi: trovare la fresatrice giusta per la lavorazione

Frese: Dalla velocità, alla velocità di taglio e all'avanzamento

Il processo di lavorazione per asportazione di truciolo è caratterizzato dal fatto che un utensile di fresatura con taglienti geometricamente definiti viene messo in rotazione per rimuovere il materiale da un pezzo.

La fresatura è caratterizzata dal fatto che i taglienti della fresa non sono impegnati sull'intera circonferenza, ma che almeno un taglio viene interrotto a ogni rotazione dell'utensile per ogni tagliente. Il termine tecnico corrispondente è proverbiale, perché si tratta di un "taglio interrotto". Il costante "dentro e fuori" comporta continui carichi termici e meccanici alternati sui taglienti. I carichi che devono essere adeguatamente assorbiti da questo sistema dinamico di pezzo, utensile e macchina utensile sono immensi e in definitiva decisivi per la competitività. Questo triangolo dinamico di forze determina la precisione dei componenti, la qualità delle loro superfici e l'economicità del processo di lavorazione. Ed è anche qui che nasce il fascino del processo di fresatura, quando contorni da semplici a complessi, materiali da morbidi a durissimi e superfici da ruvide a lucide vengono lavorate da un pezzo grezzo "come il burro".

Dovreste conoscere questi processi di fresatura

L'Istituto tedesco di normalizzazione (DIN) classifica i processi di fresatura in base al tipo di superficie del pezzo prodotto, alla cinematica del processo di taglio e al profilo dell'utensile di fresatura:

• Fresatura frontale: Fresatura con avanzamento rettilineo per la produzione di superfici piane. Si distingue in fresatura frontale, fresatura periferica e fresatura periferica frontale.
• Fresatura elicoidale: Un movimento di avanzamento elicoidale produce superfici elicoidali sul pezzo, ad esempio filettature e vermi cilindrici.
• Dentatura: Una fresa con profilo di riferimento esegue un movimento di dentatura contemporaneamente al movimento di avanzamento.
• Fresatura di profili: Utilizzo di un utensile con una forma specifica del pezzo. Si utilizza per produrre superfici rettilinee (movimento di avanzamento rettilineo), a simmetria rotazionale (movimento di avanzamento circolare) e profili curvati su qualsiasi piano (movimento di avanzamento controllato).
• Fresatura di forma: In questo caso, il movimento di avanzamento è controllato in un piano o nello spazio, producendo così la forma desiderata del pezzo.

Oltre ai vari processi di fresatura, si distingue anche tra fresatura in salita e fresatura in salita, a seconda del senso di rotazione dell'utensile e dell'avanzamento.

• Fresatura sincronizzata: Il senso di rotazione della fresa e il movimento del pezzo sono allineati nell'area di ingaggio dell'utensile.
• Fresatura con taglio dall'alto: Il senso di rotazione della fresa e il movimento del pezzo nell'area di ingranamento sono opposti.

In confronto diretto, lo spessore del truciolo diminuisce progressivamente tra l'entrata e l'uscita del tagliente durante la fresatura a scalare, il che riduce anche la forza di taglio e previene i cosiddetti effetti di ritorno elastico. Inoltre, non si verificano vibrazioni da chattering. Ciò si traduce generalmente in una migliore qualità della superficie, motivo per cui il processo è preferibilmente utilizzato per la finitura.

Geometrie complesse: Come funziona la produzione di componenti

Per decenni, la fresatura è stata il metodo preferito nella lavorazione dei metalli per produrre corpi geometrici da pezzi grezzi. A tal fine, il pezzo viene bloccato e lavorato con gli utensili di fresatura necessari. A seconda del tipo di macchina, ciò avviene in orizzontale - il mandrino con l'utensile viene alimentato dal lato - o in verticale. In questo caso, il mandrino viene alimentato dall'alto. Nelle macchine CNC con cinematica nella testa di fresatura, l'utensile può essere alimentato sul pezzo in qualsiasi posizione angolare. In definitiva, è il componente a decidere quale sia l'orientamento migliore. Ad esempio, la caduta dei trucioli è notevolmente migliore con la fresatura orizzontale, il che rappresenta un vantaggio nella lavorazione dei fori.

3, 4 o 5 assi: tutto dipende dal pezzo da lavorare

Nella loro struttura più semplice, le fresatrici sono progettate per la lavorazione a 3 assi: L'utensile si muove sul pezzo in lavorazione nelle direzioni X, Y e Z. Nelle macchine a 4 assi, viene aggiunto un asse rotante - come asse B nella fantina, nella tavola o sotto forma di testa divisoria collegata. In questo modo è possibile impostare gli utensili ad angolo senza doverli prima ricollocare, come avviene nella fresatura a 3 assi. Con un secondo asse rotante è possibile la fresatura a 5 assi. In questo caso, il pezzo può essere allineato in quasi tutte le direzioni. La fresa può raggiungere i cinque lati e produrre un componente quasi completamente. Solo per la lavorazione del sesto lato è necessario un processo di riavvitamento. La fresatura simultanea a 5 assi, in cui tutti gli assi sono interpolati, si è evoluta dalla fresatura a 5 assi. Se la cinematica è alloggiata nella tavola, il pezzo si muove continuamente in tutte le direzioni mentre l'utensile di fresatura asporta materiale. Con la cinematica della testa, anche il secondo asse di rotazione si trova nella testa di fresatura. In questo modo si ottengono le cosiddette superfici a forma libera, molto diffuse ad esempio nella costruzione di stampi. Nel corso del tempo, la fresatura si è trasformata in una tecnologia di lavorazione estremamente avanzata con caratteristiche particolari. La fresatura ad alta velocità, ad esempio, utilizza velocità del mandrino significativamente più elevate per produrre superfici di qualità superiore, con un guadagno in termini di produttività grazie alla riduzione della quantità di post-elaborazione necessaria.