Sfogliabile CS sett 245

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I benefici della compensazione
I fattori di compensazione calcolati per le operazioni di fresatura
indicano come variare i parametri di taglio in relazione
all’impegno della fresa per mantenere temperature di processo
desiderabili. Temperature troppo basse non consentono
all’inserto di operare con la massima tenacità e si possono
formare taglienti di riporto, condizioni che portano alla rottura
o alla scheggiatura dei taglienti. Temperature eccessivamente
elevate producono una rapida usura del tagliente o la
deformazione dell’inserto. La compensazione mediante la
regolazione dei parametri bilancia i carichi termici e meccanici
per ottimizzare la produttività e la durata.
L’applicazione di fattori di compensazione facilita anche l’impiego
di strategie di fresatura avanzate. Per esempio, quando
si utilizzano metodi di lavorazione ad alta velocità (HSM)
che impiegano profondità di taglio radiali ed assiali ridotte,
le guide applicative dei fornitori di utensili raccomandano
maggiori velocità di taglio. Senza queste velocità maggiori
che generano più calore, l’impegno leggero del tagliente delle
strategie HSM potrebbe non produrre temperature abbastanza
elevate da ottimizzare le prestazioni dell’inserto. Presi
nell’insieme, i parametri di taglio corretti per HSM aumentano
significativamente l’asportazione.
Gli utensili selezionati per le applicazioni HSM devono avere
taglienti affilati ed essere composti da materiali duri con
una buona resistenza all’usura. Un’evacuazione del truciolo
efficiente è cruciale, soprattutto per materiali più teneri,
come l’alluminio; si raccomanda di usare utensili con grandi
canali per il truciolo o eliche aperte. È importante che le
macchine utensili utilizzate per HSM siano in grado di funzionare
a velocità sufficienti per soddisfare le specifiche di
compensazione.
Anche le strategie di fresatura dei materiali particolarmente
duri traggono vantaggio da regolazioni dei parametri che bilanciano
i carichi termici e meccanici. Poiché la fresatura di
materiali duri genera una grande quantità di calore, può essere
consigliabile ridurre la profondità di taglio. Se la profondità
di taglio e l’avanzamento rimangono ridotte, è possibile
utilizzare la velocità di taglio per ottimizzare i parametri.
Le macchine utensili impiegate nella fresatura di materiali
particolarmente duri devono presentare caratteristiche di rigidità
e capacità di smorzamento delle vibrazioni sufficienti a
permettere una lavorazione accurata con grandi carichi di taglio.
I portautensili rigidi forniscono ulteriore forza e resistenza
alle vibrazioni, e dovranno essere evitate per quanto
possibile le lunghe sporgenze. Anche l’uso di utensili corti e
con più eliche contribuisce alla stabilità del processo. I taglienti
sono rafforzati da geometrie con angolo di spoglia
negativo e rettifiche radiali dei taglienti.
Le strategie di fresatura ad elevato avanzamento (HFM) comportano
un avanzamento al dente elevato bilanciato da profondità
di taglio ridotte e velocità di taglio moderate. Questo
metodo garantisce asportazioni elevate con sforzi di taglio e
consumo energetico inferiori rispetto ad altre strategie. I carichi
di flessione sull’utensile sono inferiori, riducendo il rischio
di vibrazione e consentendo di utilizzare utensili più
lunghi e meno rigidi.
Ancora una volta, questa strategia deve essere preferibilmente
impiegata su una macchina utensile rigida con suffi-
20% del diametro in presa è di 1,35. Pertanto, se la velocità
di taglio per la fresa completamente impegnata è di
100 m/min, la velocità di taglio necessaria per mantenere
lo spessore del truciolo ottimale della fresa con solo un
quinto del diametro in presa è di 135 m/min.
Dal punto di vista del carico termico, se l’arco di impegno
è piccolo, il tempo di taglio potrebbe non essere
sufficiente a generare la temperatura minima necessaria
per massimizzare la durata. Poiché l’aumento della velocità
di taglio generalmente comporta una maggiore generazione
di calore, la combinazione di un arco di impegno
ridotto con una maggiore velocità di taglio può
servire ad aumentare la temperatura di taglio al livello
ottimale. Una maggiore velocità di taglio riduce anche il
tempo per cui il tagliente è a contatto con il truciolo, il
che a sua volta riduce la quantità di calore che viene
trasferita nell’utensile. In generale, velocità più elevate
riducono anche i tempi di lavorazione, aumentando la
produttività.
D’altro canto, velocità di taglio inferiori riducono le tem-
perature di lavorazione. Se il calore generato durante
un’operazione è troppo elevato, riducendo la velocità di
taglio si possono abbassare le temperature a un livello
accettabile.
Geometria del tagliente
Le geometrie della fresa e dei suoi denti contribuiscono
alla gestione dei carichi termici. La geometria di base della
fresa determina il posizionamento dell’utensile rispetto
al pezzo in lavorazione. Le frese che posizionano i taglienti
con angolo di spoglia positivo (con la parte superiore
del dente di taglio in discesa rispetto al materiale da
lavorare) producono forze di taglio minori e generano
meno calore, consentendo allo stesso tempo velocità di
taglio maggiori. Tuttavia, un utensile con angolo di spoglia
positivo è più debole di uno con angolo di spoglia
negativo, e la durezza o le condizioni della superficie del
materiale da lavorare possono richiedere l’uso di una fresa
con angolo di spoglia negativo. Gli utensili con angolo
di spoglia negativo generano maggiori sforzi di taglio e
66 settembre 2016 Costruire Stampi