Fresatura per piani e fresatura trocoidale

I metodi di fresatura per piani e fresatura trocoidale sono stati sviluppati per le operazioni di sgrossatura e semisgrossatura su materiali difficili come acciai duri e i materiali ISO H, HRSA e ISO S ma possono essere utilizzati anche con altri materiali, soprattutto nelle applicazioni sensibili alle vibrazioni.

La fresatura trocoidale viene utilizzata principalmente per la lavorazione di cave.

Alla fresatura per piani si ricorre, di solito, per la semisgrossatura dei raccordi.

Entrambi i metodi si sono dimostrati sicuri e produttivi.

Le tecniche di fresatura per piani e fresatura trocoidale sono basate su una piccola profondità di taglio radiale, a_e, che:

• Generando una bassa forza di taglio radiale, riduce i requisiti di stabilità e permette di aumentare la profondità di taglio, a_p
• Consente di avere impegnato nel taglio un solo dente alla volta, con conseguente minimizzazione della tendenza alle vibrazioni
• Riduce il calore nella zona di taglio grazie al breve tempo di contatto, consentendo di aumentare le velocità di taglio
• Genera trucioli di basso spessore, h_ex, ma permette di lavorare ad avanzamenti elevati, f_z

Scelta degli utensili

La tecnica di lavorazione per piani può essere usata anche con le frese per contornatura che associano una piccola profondità di taglio radiale, a_e a una grande profondità di taglio assiale, a_p.

Come procedere alla fresatura per piani e alla fresatura trocoidale

La lavorazione per piani utilizza una velocità di taglio superiore, v_c e il taglio assiale, a_p, ma solo con piccoli impegni radiali, a_e, e bassi avanzamenti per dente, f_z. Questo è possibile grazie a:

• Fattore Ridotto spessore del trucioloPiccolo arco in presa
• Effetto Minore forza di taglio/flessioneRidotta temperatura nella zona di taglio
• Vantaggio Tagli assiali più profondiMaggiori velocità

Fresatura trocoidaleCampi di applicazione

Metodo eccellente per l'esecuzione di cave quando le vibrazioni sono un problema, è adatto anche alla fresatura di sgrossatura di cavità ristrette, tasche e scanalature.Definizione

La fresatura trocoidale è una fresatura circolare con movimenti simultanei in avanti. La fresa rimuove "falde" ripetute di materiale in una sequenza di percorsi a spirale continua dell'utensile, compiuti in direzione radiale.

Richiede una programmazione speciale e particolari capacità della macchina utensile.

L'utensile viene programmato con interpolazione in entrata e in uscita, mantenendo basso il passo radiale, w, e ciò significa che:

• L'arco in presa controllato genera basse forze di taglio che permettono alte profondità di taglio assiale
• Viene utilizzata l'intera lunghezza del tagliente, in modo che calore e usura siano uniformi e distribuiti uniformemente, per garantire una maggiore durata utensile rispetto alla tradizionale esecuzione di cave
• Considerato il piccolo arco in presa, è possibile usare utensili multitaglienti che permettono avanzamenti tavola elevati e buona durata utensile
• La massima profondità di taglio radiale, a_e, non dovrebbe superare il 20% del diametro della fresa

a_p ≤ 2 x Dc

a_e = ridotto

v_f = elevato

v_c = fino a 10 volte rispetto ai metodi tradizionali

Per scanalature di larghezza inferiore a 2 x D_c

L'utensile viene programmato su un percorso a spirale continua che avanza in direzione radiale per formare una scanalatura o un profilo. L'avanzamento è costante, con un taglio radiale che varia continuamente. Per il 50% del tempo l'utensile non è impegnato nel taglio.Considerazioni

1) Il taglio radiale cambia costantemente e, nel momento di massima penetrazione,è maggiore dell'incremento di passata programmato, w.

2) È importante mantenere il diametro della fresa a un rapporto di larghezza della cava inferiore al 70% e il passo radiale w, inferiore al 10% di D_c.

3) L'avanzamento è costante ma quello del centro dell'utensile, v_f, è diverso da quello periferico, v_fm. Quando l'avanzamento è programmato in base al centro dell'utensile, occorre calcolare l'avanzamento periferico.

Parametri di taglio

• Diam. max fresa D_c = 70% della larghezza della cava
• Incremento passataw = 10% D_c max
• Taglio radiale max a_e = 20% D_c
• Taglio assiale a_p = fino a 2 volte D_c
• Avanzamento iniziale per dente f_z = 0.1 mm

Calcolare l'avanzamento programmato v_f

Suggerimenti per la fresatura trocoidale

La fresatura trocoidale rappresenta un processo più sicuro rispetto alla tradizionale esecuzione di cave o lavorazione a tuffo, con maggiore durata utensile e minori costi di attrezzamento grazie alla sostituzione di un utensile da 8 mm con un utensile da 12 mm.Per scanalature di larghezza superiore a 2 x Dc

Un percorso a spirale continua, come quelli programmati per la scanalatura stretta dove l'utensile non è impegnato nel taglio per il 50% del tempo, può essere ottimizzato man mano che la scanalatura si allarga:

1. Interpolazione in entrata nel taglio – raggio programmato (rad_m) = 50% di D_c.
2. G1 con a_e = 0.1 x D_c.
3. Interpolazione in uscita dal taglio – raggio programmato (rad_m) = 50% di D_c.
4. Passaggio rapido alla posizione iniziale successiva.
5. Ripetizione del ciclo.

Lavorazione per piani – fresatura dei raccordi

Campi di applicazione

La lavorazione per piani è una tecnica di semisgrossatura usata nella fresatura deiraccordi nei casi in cui l'utensile più grande usato nell'operazione precedente non è sufficiente.Definizione

Diversamente dalla fresatura trocoidale, non occorre interpolare in entrata o in uscita dal foro perché il taglio radiale parte da zero fino ad arrivare al valore massimo al centro, per poi tornare nuovamente a zero.

Il materiale viene rimosso in passate successive, garantendo un angolo di penetrazione/impegno radiale costantemente piccolo e basse forze di taglio.Considerazioni:

Riduzione della velocità di avanzamento nei raccordi:

• Come in tutte le contornature di raggi, in caso di programmazione con avanzamentodel centro dell'utensile, v_f, la velocità di avanzamento deve essere ridottain relazione all'avanzamento periferico dell'utensile, v_fm, al fine di mantenere costante l'avanzamento per dente
• La profondità di taglio può diventare eccessiva per poter operare agli stessi avanzamenti elevati del taglio rettilineo, a seconda della relazione tra diametro della fresa e raggio di punta
• Tuttavia, il rapporto tra diametro del percorso della fresa programmato, D_vf e diametro del foro, D_m, Dm, aumenta costantemente verso il raggio di punta finito, il che significa che l'avanzamento deve diminuire costantemente per ciascuna passata
• Il processo diventa instabile e si verificano vibrazioni
• Una macchina utensile con una buona stabilità dinamica e controllo della riduzionedell'avanzamento del centro dell'utensile è essenziale per una buona riuscita dellafresatura dei raccordi interni

Lavorazione per piani

Tradizionale

D_vf e v_f diminuiscono costantemente a ogni passata

w = incremento di passata radiale

rad_m = raggio finale del componente

rad_w = raggio iniziale del componente

Per gli stessi raggi iniziali e finali, il numero di passate necessarie dipende dall'angolo del raccordo. Per i raccordi con angoli inferiori a 60˚, la fresatura a tuffo con un'apposita punta può essere una buona soluzione.Angolo del raccordo