Formule e definizioni per la fresatura

Il processo di fresatura – definizioni

Velocità di taglio,v_c​

Indica la velocità periferica a cui il tagliente lavora il pezzo.

Velocità di taglio effettiva o reale, v_e

Indica la velocità periferica al diametro effettivo (DC_ap). Questo valore serve a determinare i dati di taglio reali alla profondità di taglio effettiva (a_p). Si tratta di un valore particolarmente importante quando si usano frese con inserti rotondi, frese a candela con testa sferica e tutte le frese con raggi di punta grandi, oltre che le frese con angolo di registrazione inferiore a 90 gradi.​

Velocità del mandrino, n

Il numero di giri al minuto dell'utensile di fresatura sul mandrino. Questo è un valore, legato alla macchina, che viene calcolato in base alla velocità di taglio consigliata per un'operazione.

Avanzamento per dente, f_z

Un valore per calcolare l'avanzamento tavola. Il valore di avanzamento per dente viene calcolato dal valore massimo consigliato di spessore del truciolo.

Avanzamento per giro, f_n

Valore ausiliario che indica l'avanzamento dell'utensile durante una rotazione completa. Utilizzato specificamente per i calcoli dell'avanzamento e spesso per determinare la capacità di finitura di una fresa.

Avanzamento al minuto, v_f

Conosciuto anche come avanzamento tavola, avanzamento macchina o velocità di avanzamento. Si tratta dell'avanzamento dell'utensile rispetto al pezzo in distanza per unità di tempo, in relazione all'avanzamento per dente e al numero di denti della fresa. Il numero di denti disponibili nell'utensile (z_n) varia notevolmente e viene utilizzato per determinare l'avanzamento tavola mentre il numero effettivo di denti (z_c) è il numero di denti effettivamente impegnato nel taglio. L'avanzamento per giro (f_n) in mm/giro (poll./giro) è il valore utilizzato specificamente per i calcoli dell'avanzamento e spesso per determinare la capacità di finitura di una fresa.

Spessore massimo del truciolo, h_ex

Questo valore è il risultato dell'impegno della fresa per quanto riguarda (f_z), (a_e) e (k_r). Lo spessore del truciolo deve essere considerato attentamente quando si decide l'avanzamento per dente e questo per essere certi di utilizzare il valore di avanzamento tavola che favorisce maggiormente la produttività.

Spessore medio del truciolo, h_m

Valore utile per determinare la forza di taglio specifica, utilizzata per il calcolo della potenza netta.​

Volume di truciolo asportato, Q  (cm³/min)

Volume del metallo asportato in millimetri cubi al minuto (poll.³/minuto). Viene stabilito usando i valori di profondità di taglio, larghezza e avanzamento.

Forza di taglio specifica, k_ct

Una costante del materiale che rientra tra i fattori utilizzati per il calcolo della potenza, espressa in N/mm2

Tempo di lavorazione, T_c  (min)

Durata della lavorazione (l_m) divisa per avanzamento tavola (v_f).​

Potenza netta, P_c ed efficienza, η_mt

Valori legati alla macchina che aiutano a calcolare la potenza netta per verificare che la macchina sia in grado di gestire fresa e operazione.​

Tecniche di fresatura – definizioni

Lavorazione di piani inclinati lineare

Movimento diritto e simultaneo nelle direzioni di avanzamento assiale e radiale.

Fresatura con interpolazione circolare

Percorso utensile circolare su un livello z costante (interpolazione circolare).

Lavorazione di piani inclinati circolare

Percorso utensile per la lavorazione di piani inclinati circolare (interpolazione elicoidale).

Fresatura waterline

Fresatura su un livello z costante.

Fresatura a punti

Taglio radiale poco profondo con frese con inserto rotondo o testa sferica in cui la zona di taglio viene allontanata dal centro dell'utensile.

Smerlo

Configurazione a cuspidi che si incontra quando si lavorano superfici sculturate.

Formule per frese specifiche

Formule per frese con tagliente diritto

Formule per frese con inserti rotondi

Frese a candela con testa sferica

Lavorazione di piani inclinati circolare e interna (3 assi) o fresatura con interpolazione circolare (2 assi)

Versione calcolata​ ​

In un pezzo pieno dove D_w = 0 e a_{e eff} = D_m/2​

Avanzamento per dente (mm)

Per l'allargatura di un foro,

Formule per la lavorazione di piani inclinati circolare ed esterna (3 assi) o la fresatura con interpolazione circolare (2 assi)​

Versione calcolata​ ​

Definizioni degli inserti di fresatura

Geometria dell'inserto

Un esame più attento della geometria del tagliente rivela la presenza di due importanti angoli sul tagliente:

• angolo di spoglia (γ)

• angolo tagliente (β)

La macrogeometria è sviluppata per il lavoro in condizioni leggere, medie o pesanti.

• La geometria L (leggera) ha un tagliente più positivo ma più debole (grande γ, piccolo β)

• La geometria H (pesante) ha un tagliente più robusto ma meno positivo (piccolo γ, grande β)

Nel processo di lavorazione, la macrogeometria incide su molti parametri di taglio. Un inserto con un tagliente robusto può lavorare a carichi più elevati ma genera anche maggiori forze di taglio, consuma più energia e genera più calore. Le geometrie ottimizzate in base al materiale sono designate con la lettera ISO. Ad esempio, geometrie per ghisa: -KL, -KM e -KH.

Tipo di angolo dell'inserto

La parte più importante del tagliente per generare la superficie è la fascetta parallela b_s1 oppure, quando applicabile, una fascetta raschiante convessa b_s2 o il raggio di punta r_ε.

Raggio di punta, r Fascetta parallela (b_s1)Fascetta raschiante (b_s2)

Definizioni delle frese

Angolo di registrazione, (k_r) (gradi)

L'angolo principale del tagliente (k_r) della fresa è il fattore dominante dato che incide sulla direzione delle forze di taglio e sullo spessore del truciolo.​

Diametro fresa – D_c (mm)

Il diametro della fresa (D_c) viene misurato sulla punta (PK), dove il tagliente principale incontra la fascetta parallela.

Il diametro più importante da considerare è (D_cap) – il diametro di taglio effettivo alla profondità di taglio effettiva (a_p) – utilizzato per il calcolo della velocità di taglio reale. D₃ è il diametro più grande dell'inserto, per alcune frese uguale a D_c.​

Profondità di taglio – a_p (mm)

La profondità di taglio (a_p) è la differenza tra le superfici prima e dopo il taglio in direzione assiale. Il valore massimo di a_p è limitato soprattutto dalle dimensioni dell'inserto e dalla potenza della macchina.

Un altro fattore critico nelle operazioni di sgrossatura è il momento torcente mentre, nelle operazioni di finitura, è il livello di vibrazioni.​

Larghezza di taglio, a_e (mm)

Larghezza radiale della fresa (a_e) impegnata nel taglio. Particolarmente critica nella lavorazione a tuffo con incremento di passata e per le vibrazioni nella fresatura degli angoli, dove il valore massimo di a_e è particolarmente importante.

Impegno radiale, a_e/D_c

L'impegno radiale (a_e / D_c) è la larghezza del taglio in relazione al diametro della fresa.

Numero di taglienti effettivi sull'utensile, z_c

Per determinare avanzamento tavola (v_f) e produttività. Ha spesso un'influenza critica su evacuazione truciolo e stabilità dell'operazione.

Numero totale di taglienti sull'utensile, z_n

Distanza tra i taglienti effettivi, u

Per un determinato diametro di fresa, è possibile scegliere tra diversi passi: largo (-L), normale (-M), stretto (-H). L'aggiunta di una X al codice identifica una fresa con passo leggermente più stretto rispetto al design di base.

Passo differenziato

Indica uno spazio disuguale tra i denti di una fresa. Questo è un modo molto efficace di minimizzare la tendenza alle vibrazioni.​