Frese integrali HM - Guida generale sulla scelta dei parametri di lavoro

Nell'utilizzo di utensili in metallo duro per operazioni di fresatura (sgrossatura, finitura, esecuzione di cave, ...) la conoscenza ed ottimizzazione delle variabili di lavorazione quali la scelta della fresa, la velocità di taglio Vc ed avanzamento del dente az, le condizioni di lubro-refrigerazione sono fondamentali per la buona riuscita di un pezzo che rispetti la precisione e finitura desiderate.

Vengono di seguito riportate delle informazioni e tabelle riassuntive (ricavate dal "Manuale degli utensili Vol.1, Ed. Tecniche Nuove, 2015) che raggruppano dei validi valori orientativi di partenza: l'affinamento dei parametri va poi effettuato mediante l'esperienza dell'utilizzatore e/o il supporto dell'assistenza tecnica del produttore degli utensili, in quanto specialmente in questo settore è la pratica a rendere utile la teoria. Non è infatti possibile definire a priori i parametri di lavoro ottimali, tenuto conto anche del fatto che alcuni utilizzatori privilegiano la vita utensile, mentre altri il volume di truciolo asportato nell'unità di tempo.


1. SCELTA DELL' UTENSILE E DELLE CONDIZIONI DI LUBRO-REFRIGERAZIONE


La scelta della corretta tipologia di fresa integrale in metallo duro varia a seconda del materiale da lavorare, che ne determina la geometria (n° taglienti, valore degli angoli di spoglia,...) e l'applicazione o meno di un rivestimento superficiale per aumentarne le performance di asportazione (per maggiori informazioni sulle tipologie di rivestimento visitare la pagina dedicata cliccando qui). 

Anche le modalità con cui viene lubrificata ed asportato il calore dalla zona di taglio (mediante oli o miscele lubrorefrigeranti) è fondamentale, come indicato nello schema guida sottostante.


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▲Scelta del tipo di lubro-refrigerazione e rivestimento utilizzando frese HM▲


2.VELOCITA' DI TAGLIO Vc


La velocità di taglio rappresenta la velocità periferica con cui il tagliente rimuove il materiale in lavorazione. I principali fattori che ne influenzano la scelta sono le caratteristiche del materiale in lavorazione, la tipologia di operazione effettuata ed il materiale dell'utensile. Ciò in quanto il parametro velocità di taglio influisce prevalentemente su condizioni quali volume di truciolo evacuato nell' unità di tempo, temperatura dei taglienti e conseguenti reazioni chimiche fra utensile e pezzo. Si osservi infatti come, a parità di materiale in lavoro e tipologia di fresatura, l'adozione di un rivestimento (che quindi funge da barriera termica e inibitore di reazioni) permette di incrementare la velocita di taglio (= 50%) a parità di tempo.

Nella tabella sotto vengono riassunti i valori nominali delle velocità di taglio in [m/min] consigliati come punto di partenza nella lavorazione di sgrossatura, finitura ed esecuzione di cave dei vari materiali, utilizzando utensili in HM senza o con rivestimento superficiale.


13png▲Velocità di taglio Vc nella lavorazione di fresatura con frese HM neutre o rivestite▲


3. AVANZAMENTO DENTE az


Rappresenta la distanza lineare massima che percorre l'utensile durante l'azione di taglio di un dente, corrisponde anche allo spostamento della tavola portapezzo fra l' azione di due taglienti consecutivi. Quindi il parametro in oggetto risulta proporzionale allo spessore massimo del truciolo e conseguentemente al carico del tagliente, nonché, dunque, allo sforzo totale agente sull'utensile istante per istante.

Relativamente alle operazioni di sgrossatura, regola generale è quella di adottare ridotte velocità di taglio e privilegiare l' avanzamento del dente. Vice-versa, effettuando finitura, viene incrementato il parametro velocità di taglio e ridotto lo spessore massimo del truciolo.

Esistono inoltre particolari tipologie di materiali in lavoro, quali l'acciaio inossidabile austenitico, che richiedono l'adozione di un valore di avanzamento dente relativamente elevato al fine di evitare il fenomeno di incrudimento superficiale, che determina una drastica riduzione della vita utensile.

Va sottolineato il fatto che, sostituendo un utensile "neutro" con uno analogo rivestito, il parametro avanzamento dente non va assolutamente modificato, in quanto il rivestimento non migliora in alcun modo le caratteristiche meccaniche dell'utensile stesso.


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▲Avanzamento dente az nella lavorazione di fresatura con frese HM ▲


Mediante i due fattori appena descritti è possibile calcolare i parametri di lavoro effettivamente necessari all'utilizzatore finale:

  • Velocità mandrino [giri/min]              
         n = (Vc x 1000)/(π  x D) 
  • Avanzamento lineare [mm/min]                 
    a= (a    z x Z x n)

dove

az = avanzamento dente (mm/Z);
Z = numero taglienti;
Vc = velocità di taglio (m/min);
D = diametro tagliente (mm).


Fonte: Manuale degli utensili, Ed. Tecniche Nuove, 2015.