La foratura viene spesso eseguita piuttosto avanti nel processo di lavorazione, dopo che le operazioni precedenti hanno già aumentato il valore iniziale del componente. Si tratta di un'applicazione che, anche se apparentemente semplice, è complessa e può avere conseguenze significative se l'utensile funziona male o viene utilizzato al di sopra delle sue capacità.

Considerazioni iniziali per l'esecuzione di un foro

1. Il foro

Le tre principali considerazioni di base per l'esecuzione di un foro sono:

• Diametro del foro
• Profondità del foro
• Qualità del foro

Il tipo di foro e la precisione richiesta influiscono sulla scelta dell'utensile. L'operazione di foratura può dipendere dalla presenza di superfici di entrata/uscita irregolari o angolate o di fori incrociati.

Tipo di foro

Passante

Cieco

Smusso

Gradino

Entrata

Uscita

Incrociato

1. Fori passanti per bulloni
2. Fori con filettatura
3. Fori svasati
4. Fori di posizionamento
5. Fori per tubi (scambiatori di calore)
6. Fori per la formazione di canali
7. Fori di alleggerimento e bilanciamento
8. Fori profondi/refrigerante

2. Il componente

Dopo aver analizzato il foro da realizzare, considerare anche il materiale del pezzo, la forma del componente e la quantità.

Materiale da lavorare

• Il materiale permette un buon controllo del truciolo? Materiale a truciolo lungo o corto?
• Lavorabilità?
• Durezza?
• Elementi in lega?

Forma del componente

• La rotazione del componente attorno al foro è simmetrica e quindi il foro può essere lavorato con una punta non rotante?
• Il componente è stabile o ci sono sezioni sottili che possono provocare vibrazioni?
• Il componente può essere fissato saldamente? Quali problemi di stabilità devono essere considerati?
• È necessaria un'estensione dell'utensile? È necessario che l'utensile abbia una lunga sporgenza?

Quantità

Le dimensioni del lotto incidono sulla scelta della punta da utilizzare.

• Lotto di grandi dimensioni - utilizzare una punta ottimizzata, personalizzata
• Lotto di piccole dimensioni - utilizzare punte ottimizzate per la versatilità

3. La macchina

Sapere come eseguire un'operazione di foratura in modo affidabile e produttivo sulla macchina è importante. La macchina incide sulla scelta di:

• Tipo di operazione
• Tipo di portautensili e/o pinze

Considerare sempre quanto segue:

• Stabilità della macchina, in generale e soprattutto del mandrino
• La velocità del mandrino (giri/min) è sufficiente per i piccoli diametri?
• Adduzione di refrigerante. Il volume di refrigerante è sufficiente per punte di grande diametro?
• La pressione del refrigerante è sufficiente per punte di piccolo diametro?
• Bloccaggio del pezzo. È sufficientemente stabile?
• Il mandrino è orizzontale o verticale? Un mandrino orizzontale facilita l'evacuazione truciolo
• Potenza e momento torcente. La potenza è sufficiente per i grandi diametri? In caso contrario, è possibile utilizzare una punta ad enucleare o ricorrere all'interpolazione elicoidale con un utensile di fresatura?
• Lo spazio nel magazzino utensili è limitato? In questo caso, una buona soluzione può essere una punta per smussi e gradini

Portautensili

La produttività non dipende solo da qualità e geometria ma anche dal sistema portautensili e dalla capacità di bloccare l'utensile in modo saldo e preciso. Utilizzare sempre la punta più corta possibile e minimizzare la sporgenza.

Considerare un sistema di attrezzamento modulare concepito per tutte le operazioni di taglio del metallo, compresi tutti i metodi di esecuzione dei fori. Con un tale sistema, è possibile utilizzare gli stessi utensili da taglio e adattatori per varie applicazioni e macchine, standardizzando su un unico sistema di attrezzamento da impiegare in tutta l'officina.

Runout dell’utensile

Minimizzare il runout dell'utensile è fondamentale per operazioni di foratura corrette. Il runout non dovrebbe superare i 20 micron. L'allineamento deve essere parallelo per ottenere:

• Rettilineità e stretta tolleranza del foro
• Buona finitura superficiale
• Durata utensile lunga e costante

Scelta del metodo

Allargamento di un foro - strategie

Soluzione a un solo utensile

• Foratura a gradini/allargamento del foro
• Tipo di punta 4/5

Vantaggi

+ Utensili personalizzati

+ Metodo più rapido

Svantaggi

- Meno flessibilità

Soluzione a due utensili

Vantaggi

+ Utensili standard

+ Relativamente flessibile

Svantaggi

- Due utensili

- Due posizione utensile

- Tempo ciclo più lungo

Gradini e smussi - strategia con una sola punta

Tipo di punta 1

Standard

Tipo di punta 2

Punta a 2 diametri (pilota + corpo)
Con pilota e smusso. Senza diametro corpo

Tipo di punta 4

Punta a 2 diametri (pilota + corpo)
Con pilota, smusso e diametro corpo

Tipo di punta 5

Punta a 3 diametri (pilota + gradino + corpo)
Con pilota, gradino e smusso. Senza diametro corpo

Tipo di punta 6

Punta a 3 diametri (pilota + corpo)
Con pilota, gradino, smusso e diametro corpo

Operazioni di foratura

Facendo la scelta giusta è possibile ottenere fori della qualità desiderata al costo per foro più basso. Ogni tipo di foro richiede considerazioni diverse sugli utensili:

• Fori con diametri medio-piccoli
• Fori di grande diametro
• Fori profondi
• Microfori

Esecuzione di fori con diametri medio-piccoli

Per l'esecuzione di fori medio-piccoli, è possibile scegliere fra tre diverse soluzioni di foratura: punte in metallo duro integrale, punte a cuspide intercambiabile e punte a inserti multitaglienti. Tolleranza, lunghezza e diametro del foro sono tre parametri molto importanti da considerare quando si sceglie il tipo di punta. Ogni soluzione ha i propri vantaggi nelle differenti applicazioni.

Esecuzione di fori di grandi dimensioni

Esistono tre modi per eseguire fori di grandi dimensioni sulle macchine di potenza limitata:

• Usare un utensile per foratura ad enucleare
• Allargare il foro con un bareno
• Eseguire l'interpolazione elicoidale con utensili di fresatura

Quando si eseguono fori di grandi dimensioni, è importante che sia il componente che la macchina siano stabili. La potenza e il momento torcente della macchina, inoltre, possono essere fattori limitanti. Dal punto di vista della produttività, gli utensili di foratura sono una scelta migliore - 5 volte più veloci rispetto alla fresatura con interpolazione elicoidale. Tuttavia, un utensile per foratura ad enucleare può essere utilizzato solo in applicazioni con fori passanti. In termini di potenza e momento torcente, le frese hanno i requisiti più bassi in assoluto.

Foratura profonda

Esecuzione di fori pilota

Le punte pilota, associate a quelle per fori profondi, consentono di ottenere la massima precisione nel posizionamento della punta e un runout minimo del foro.

Velocità e avanzamenti

I valori di velocità e avanzamento raccomandati per le punte per fori profondi sono stati calcolati per fornire una buona durata utensile e, nel contempo, la massima produttività. Le velocità e gli avanzamenti forniti rappresentano un buon punto di partenza ma, per ottimizzare i risultati, può essere necessario regolare tali valori in base all'applicazione.

Esecuzione di microfori

Velocità e avanzamenti

I valori di velocità e avanzamento raccomandati per le micropunte sono stati calcolati per garantire una buona durata utensile e, nel contempo, la massima produttività. Le velocità e gli avanzamenti forniti rappresentano un buon punto di partenza ma, per ottimizzare i risultati, può essere necessario regolare tali valori in base all'applicazione.

Refrigerante

La pressione del refrigerante è un fattore chiave nella microforatura. Valori inadeguati di pressione o volume del refrigerante possono comportare la prematura rottura della punta. È decisamente consigliabile l'uso di refrigerante ad alta pressione. La pressione tipica raccomandata dovrebbe rientrare nel campo 40-70 bar.