Fresatura di spallamenti

Le operazioni di fresatura di spallamenti includono:

• Fresatura di spallamenti/spianatura
• Bordatura e fresatura periferica
• Fresatura di spallamenti su pareti sottili e tendenti

Fresatura di spallamenti/spianatura

Che cosa serve per il successo delle operazioni di fresatura degli spallamenti/spianatura?

La fresatura di spallamenti genera due facce contemporaneamente, pertanto è richiesta una combinazione di fresatura periferica e spianatura. Ottenere uno spallamento a novanta gradi effettivi è uno dei requisiti più importanti. La fresatura di spallamenti può essere eseguita con le tradizionali frese per spallamenti retti o utilizzando frese a candela, frese per contornatura e frese a disco. Viste le diverse opzioni disponibili, è essenziale prendere attentamente in considerazione i requisiti operativi per compiere una scelta ottimale.

Scelta degli utensili

Frese per la fresatura di spallamenti

Le frese per spallamenti e spianatura tradizionali sono spesso in grado di eseguire spallamenti a 90° effettivi, poco profondi. Molte frese per spallamenti e spianatura sono universali e possono essere usate con profitto per l'esecuzione di fori. Rappresentano una buona alternativa alle frese per spianatura nella fresatura di superfici con flessione assiale o vicino a lati verticali.

Frese a candela

Le frese a candela ad inserti multitaglienti e le frese a candela integrali di metallo duro integrale sono buone soluzioni per gli spallamenti che richiedono accessibilità.

Frese per contornatura

Le frese per contornatura vengono generalmente utilizzate per la fresatura di spallamenti più profondi.

Consigli applicativi

Fresatura di spallamenti poco profondi

Questa operazione frequente è normalmente eseguita con frese per spallamenti e spianatura e frese a candela. Un taglio poco profondo consente un maggior taglio radiale. Spesso queste frese possono sostituire le frese per spianatura, in particolare quando la pressione assiale sul componente costituisce un limite e quando occorre l'accessibilità vicino a facce verticali o a sezioni del sistema di fissaggio. Le frese per spallamenti di grandi dimensioni garantiscono massima accessibilità nel caso di spallamenti poco profondi posizionati in profondità.

Fresatura di spallamenti profondi

Usare passate ripetute con frese per spallamenti e spianatura e frese a candela. Per ridurre al minimo gli errori superficiali, come "smerli" e "spigoli di transizione" tra le diverse passate, una fresa ad elevata precisione in grado di produrre spallamenti a 90° effettivi è assolutamente necessaria. Se la profondità dello spallamento è inferiore al 75% della lunghezza del tagliente, la qualità della superficie verticale non richiede generalmente ulteriore finitura.

Usare un'unica passata con una fresa per contornatura

La fresa per contornatura è una buona soluzione per applicazioni di fresatura di spallamenti più profondi, più grandi e normalmente più impegnativi. Hanno un'elevata capacità di asportazione truciolo e vengono generalmente impiegate per la sgrossatura, poiché la struttura superficiale che ne risulta è caratterizzata da una fresatura laterale ad elevate velocità di avanzamento.

Queste frese presentano requisiti in termini di:

• Stabilità
• Condizione del mandrino
• Evacuazione truciolo
• Portautensili
• Potenza

Le forze radiali, che sono considerevoli, rendono quest'applicazione di fresatura laterale piuttosto impegnativa.

Le frese per contornatura più corte sono adatte per:

• Spallamenti grandi da un punto di vista radiale, ma poco profondi.
• Scanalatura dal pieno ad una profondità pari al diametro, che possa compensare la quota utile di lavoro

Le versioni più lunghe sono concepite per:

• Fresatura di spallamenti con profondità radiale moderata.
• Contornatura in macchine potenti e stabili

Fresatura di spallamenti situati in profondità

Le frese per spallamenti di grandi dimensioni garantiscono massima accessibilità nel caso di spallamenti poco profondi posizionati in profondità. Per gli spallamenti posizionati a profondità ancora maggiori, usare estensioni con l'accoppiamento Coromant Capto. Le frese per contornatura sono disponibili anche in versioni particolarmente grandi che possono essere utilizzate per spallamenti più profondi, situati in profondità. Tuttavia, le profondità radiali di taglio sono più limitate.

Checklist e suggerimenti per l'applicazione

• La fresatura concorde è sempre la scelta prioritaria ed è particolarmente importante per la fresatura di spallamenti, dato l'angolo di registrazione di 90º
• La lavorazione deve essere eseguita in modo da dirigere le forze di taglio verso i punti di appoggio del sistema di fissaggio, a condizione che ciò sia possibile. La fresatura discorde, quindi, può essere una buona alternativa in alcuni casi
• La selezione del passo della fresa dipende dalla stabilità dell'intero sistema, tra cui: macchina utensile, pezzo e sistema di bloccaggio, oltre al materiale da lavorare
• Nelle macchine ISO 40 e in quelle più piccole, è consigliabile utilizzare frese a passo largo, data la limitata stabilità
• Anche le frese a passo largo sono raccomandate per lavorare componenti montati in alto su un'attrezzatura di montaggio cubica
• Il posizionamento della fresa sul pezzo è molto importante e dovrebbe essere considerato con particolare attenzione
• Quando D_c/a_e >10, l'avanzamento (f_z) dovrebbe essere regolato in base al valore hex, per ottenere un buon risultato ed evitare la rottura del tagliente
• Se la profondità dello spallamento è inferiore al 75% della lunghezza del tagliente, la qualità della superficie verticale non richiede generalmente ulteriore finitura
• Scegliere una qualità d'inserto in metallo duro più tenace rispetto alla spianatura
• Se si utilizzano frese per contornatura, le condizioni sono esigenti e quindi può essere necessaria una qualità ancora più tenace
• Più profondo è il taglio, più importante è scegliere velocità di taglio inferiori, per evitare vibrazioni
• In presenza di vibrazioni, ridurre v_c e aumentare f_z, controllando il valore hex raccomandato!
• Verificare che la potenza della macchina sia sufficiente per i dati di taglio scelti

Portautensili

• Quando si eseguono tagli lunghi, prestare particolare attenzione ai requisiti di potenza, soprattutto con le frese per contornatura
• Il montaggio dell'utensile ha la massima influenza sul risultato di fresatura con frese inferiori a 50 mm
• Maggiore è la profondità di taglio, maggiore è l'importanza della dimensione e della stabilità dell'accoppiamento, poiché le forze radiali sono considerevoli quando si usano frese per spallamenti e spianatura, in particolare frese per contornatura
• Gli accoppiamenti Coromant Capto forniscono la massima stabilità e la minima flessione con tutti i tipi di fresa – soprattutto quando si tratta di utensili lunghi o estesi

Interpolazione nel taglio

• L'entrata graduale nel taglio è essenziale per evitare vibrazioni e garantire una lunga durata utensile, soprattutto quando si fresano spallamenti
• Programmare la fresa per interpolare nel taglio; generare sempre uno spessore del truciolo in uscita pari a zero: queste due misure garantiscono avanzamenti più elevati e una maggiore durata utensile
• Questo metodo è particolarmente adatto alle applicazioni in cui la fresatura viene eseguita intorno ad angoli esterni, poiché evita cambiamenti bruschi nel taglio
• Tenere la fresa impegnata in un taglio continuo

Fresatura di spallamenti con frese a disco

Anche le frese a disco sono usate per la fresatura di spallamenti, soprattutto se la configurazione è stretta, ma radialmente larga. Queste frese sono spesso l'unica soluzione possibile per la sfacciatura in tirata di spallamenti e facce nascosti.

Bordatura e fresatura periferica

Che cosa serve per il successo delle operazioni di bordatura e fresatura periferica?

La lavorazione di un bordo è un'operazione di fresatura laterale attuata con passate di contornatura dell'utensile. La fresatura laterale e la bordatura sono opzioni di fresatura periferica.

Scelta degli utensili

• Bordi sottili sono generalmente prodotti da frese a candela, mentre bordi più profondi o più spessi sono generati da frese a candela usando passate ripetute di "fresatura di spallamenti" o da frese per contornatura in un'unica passata
• Gli spallamenti con profondità doppia rispetto al diametro sono lavorati efficacemente con frese per contornatura o frese di metallo duro integrale. Per tali spallamenti profondi o bordi di elevato spessore del componente, si consiglia una profondità radiale del taglio pari a 0.5 volte il diametro
• Le frese a disco possono anche essere usate per la bordatura o la fresatura periferica
• Un'ampia elica assicura un numero sufficiente di denti impegnati nel taglio e un'azione di taglio leggera per la fresatura di bordi a piccole profondità di taglio radiali
• Una fresa a passo normale o stretto è particolarmente adatta alla bordatura. Questo è vero anche quando vengono fresati bordi più sottili o spallamenti di tipo a "gradini" poco profondi con frese a candela a 90°

Consigli applicativi

Struttura superficiale – generazione radiale

Quando non vi è runout nella fresa, l'altezza della cuspide (h)
sarà altrettanto elevata e può essere calcolata usando la formula:
Profondità profilo/altezza cuspide

Quando vi è runout nella fresa, l'avanzamento per dente (f_z)
e quindi l'altezza della cuspide (h) cambieranno a seconda del valore di runout.

Come sottolineato, la struttura superficiale e le tendenze ad un movimento ascendente possono limitare la velocità di avanzamento, soprattutto in presenza di una ridotta profondità di taglio radiale.

Quando si usa il lato di una fresa a candela per eseguire un profilo, viene generata una serie di "cuspidi". L'altezza della cuspide (h) è determinata da:

• Diametro fresa, D_c
• Avanzamento per dente, f_z
• Lettura del valore di runout dell'utensile, TIR

Le frese ad inserti multitaglienti avranno sempre un valore di runout superiore a quello delle frese di metallo duro integrale. Inoltre, maggiore è il diametro della fresa, maggiore è il numero di denti, e questo aumenta la distanza tra i punti alto e basso della cuspide.

Per un livello di finitura superficiale migliore:

• Utilizzare una fresa di metallo duro integrale
• Usare un mandrino motorizzato ad alta precisione con accoppiamento Coromant Capto
• Utilizzare la sporgenza minima possibile

Avanzamento raccomandato (senza considerare hex):

• Frese ad inserti multitaglienti, valore iniziale di f_z = 0.15 mm/dente
• Frese di metallo duro integrale, valore iniziale di f_z = 0.10 mm/dente

Nota: La peggiore finitura superficiale si ottiene se solo un tagliente genera la superficie, a causa del runout insoddisfacente della fresa.

Checklist e suggerimenti per l'applicazione

• Un fattore critico nella fresatura periferica è ottenere l'avanzamento per dente adatto (f_z)
• L'avanzamento (f_z) deve compensare l'impegno della fresa, che incide sullo spessore del truciolo
• L'avanzamento per dente (f_z) deve essere moltiplicato per il fattore di correzione. Questo genera una maggior velocità di avanzamento con un arco in presa più piccolo e allo stesso tempo garantisce che lo spessore del truciolo sia sufficiente. Tuttavia, il fattore di correzione può non essere sempre applicabile: la struttura superficiale e le tendenze ad un movimento ascendente possono limitare la velocità di avanzamento

Fresatura di spallamenti su pareti sottili e tendenti

Per la fresatura di spallamenti con:

• Rapporto altezza/spessore ridotto < 15:1
• Rapporto altezza/spessore moderato < 30:1
• Rapporto altezza/spessore molto ampio > 30:1
• Base a parete sottile

Considerazioni:

• Le strategie di lavorazione per le pareti sottili variano in base all'altezza e allo spessore della parete
• Il numero di passate è determinato dalle dimensioni della parete e dalla profondità di taglio assiale
• Considerare la stabilità della fresa e della parete
• Il ricorso a tecniche ad alta velocità, ovvero a ridotti valori di a_p/a_e ed elevati valori di v_c, facilita la fresatura delle pareti sottili, riducendo il tempo di impegno dell'utensile e, di conseguenza, le forze di spinta e flessione.
• Applicare la fresatura concorde
• Metodi analoghi sono usati per la fresatura di alluminio e titanio

Rapporto altezza/spessore ridotto < 15:1

Le passate devono essere eseguite secondo un percorso a zig zag.

Fresatura "Thinwall":

• Lavorare un lato della parete in passate non sovrapposte
• Ripetere sul lato opposto
• Lasciare una tolleranza su entrambi i lati per la finitura successiva

Rapporto altezza/spessore moderato < 30:1

Fresatura "Waterline":

• Lati alterni, lavorazione a profondità predefinite in passate non sovrapposte

Fresatura a "gradini" con supporto:

• Approccio simile, ma con sovrapposizione tra passate sui lati opposti della parete: questo garantisce più supporto nel punto che viene lavorato. La prima passata deve essere eseguita ad una profondità di taglio ridotta (a_p/2)
• In entrambi i casi, lasciare una tolleranza su entrambi i lati per la successiva finitura di 0.2 – 1.0 mm

Rapporto altezza/spessore molto ampio > 30:1

Oltre a lavorare su lati alterni, avvicinarsi allo spessore della parete desiderato in diversi passaggi, seguendo una routine a forma di "pino".

• La sezione più sottile è sempre supportata da sezioni di spessore più elevato poste al di sotto durante la lavorazione
• Scendere lungo la parete per "gradini"

Pareti sottili

Tolleranza per la finitura

Waterline

Tolleranza per la finitura

Pareti sottili

Tolleranza per la finitura

Fresatura di spallamenti con base a parete sottile

Lavorazione di basi sottili:

• Usare la lavorazione in rampa circolare al cento dell'area della base per raggiungere la profondità necessaria
• Fresare verso l'esterno seguendo un percorso in rampa circolare da quel punto

Se questo prevede la fresatura di una superficie il cui lato opposto è già stato lavorato:

• Usare un utensile con un numero minimo di taglienti
• Applicare la minima pressione di contatto possibile su questo lato

Se il componente presenta un foro al centro della base:

• Lasciare un supporto in quel punto quando si lavora il primo lato
• Lavorare il secondo lato
• Rimuovere il supporto dopo il completamento di entrambi i lati