Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
20 – Processi per asportazione: forme varie - Coggle Diagram
20 – Processi per asportazione: forme varie
Operazioni di fresatura
per realizzare forme complesse con utensili pluritaglienti
Tipi di superfici lavorate mediante operazioni di fresatura, tipicamente:
superfici piane, scanalature, smussi, sedi di linguette e chiavette su alberi, taglio di ruote dentate
Moto
Moto di avanzamento
tipo lineare
posseduto pezzo
Moto di registrazione
tipo lineare
posseduto pezzo
Moto di lavoro
tipo cicloidale
posseduto combinazione
Moto di taglio
tipo rotatorio
posseduto dell’utensile
Mediante fresatura si possono ottenere in modo efficiente e ripetibile diverse
lavorazioni complesse.
La fresatura è un processo molto diffuso nell’industria manifatturiera in genere
e specialmente in quella automobilistica e, in genere, laddove di impiegano metalli,
sia per operazioni di preparazione che per operazioni finali.
La fresa è un utensile pluritagliente, con taglienti su vari tipi di superfici in cui
ogni dente assimilabile ad un utensile monotagliente
Le operazioni di fresatura si distinguono in base alla direzione dell’asse della fresa rispetto alla superficie del pezzo:
Periferica: asse utensile // alla superficie in lavorazione
Frontale: asse utensile ┴ alla superficie in lavorazione
Tipi di frese
Utensile in fresatura è detto fresa, è un utensile pluritagliente in cui ogni
Le frese possono essere di varia forma a seconda dell’operazione da eseguire,
le più comuni sono:
cilindriche
taglienti disposti su una superficie cilindrica
acciaio rapido o inserti in carburi
realizzare superfici piane
montate su albero porta-fresa asse (periferica)
Taglienti (denti):
o dritti (taglio ortogonale)
o elicoidali (taglio obliquo)
cilindrico-frontali
i: taglienti disposti su una superficie cilindrica e su una
piana perpendicolare all’asse → lavorazione contemporanea di due superfici ortogonali:
Esempi: frese a manicotto, frese a codolo, frese a carburi sinterizzati.
a disco
Frese a disco a tre tagli: taglienti su superficie cilindrica e su due superfici
piane perpendicolari → scanalature a sezione rettangolare e generatrice rettilinea.
per scanalature a T
Frese per scanalature a T: codolo cilindrico o conico a denti dritti o elicoidali
su tre superfici → realizzazione scanalature a T.
ad angolo
Frese ad angolo: denti su due superfici coniche simmetriche e non → per
scanalature a generazione rettilinea, es. guide a coda di rondine
a profilo costante
Frese a profilo costante
Frese modulari per taglio ruote dentate denti dritti o elicoidali
Frese con profilo semicircolare convesso o concavo
Fresatura simultanea: disposizione di due o più frese cilindriche o coniche sullo
stesso albero porta-frese per lavorare contemporaneamente due superfici parallele.
tagliente è assimilabile a una singola punta con i relativi angoli caratteristici.
Fresatura periferica
Nella fresatura periferica l’asse di rotazione della fresa è // alla superficie in lavorazione del pezzo.
Per la configurazione di lavoro lo spessore del truciolo è variabile nella sua lunghezza (compreso tra 2 archi di cicloide) da un valore minimo ad un valore massimo.
In base al verso di rotazione dell’utensile, si distingue:
Discordanza (up milling)
Concordanza (down milling)
Fresatura in discordanza
o Il vettore v è opposto al vettore velocità periferica nel punto in cui il dente entra in contatto con il pezzo
o Spessore massimo del truciolo in corrispondenza della fine dell’azione di taglio
o Peculiarità:
migliore modalità di contatto (pezzo spinto contro utensile)
impurezze superficiali non influenzano durata utensile
usura dorsale di α,
vibrazioni e basse tolleranze
Fresatura in concordanza:
o Il vettore v è concorde al vettore velocità periferica nel punto in cui il dente entra in contatto con il pezzo
o Spessore massimo del truciolo in corrispondenza dell’inizio dell’azione di taglio
o Peculiarità:
pezzo schiacciato: migliori tolleranze
pezzo allontanato dall’utensile: moto irregolare
crosta superficiale influenza
usura frontale (γ piccolo)
Parametri nella fresatura periferica
Velocità di taglio è la velocità periferica della fresa
𝑉=𝜋𝐷𝑁
Con D: diametro fresa, N: velocità di rotazione (giri/min)
Spessore del truciolo, dove lo spessore truciolo indeformato (nell’ipotesi di denti dritti)
𝑡𝑐=2𝑓√(𝑑/𝐷)
Con f: avanzamento per dente 𝑓=𝑣/𝑁𝑛
n:numero di denti
d: profondità di passata
Tempo di lavorazione, in questo caso il primo contatto tra utensile e pezzo avviene a distanza lc, ossia distanza tra il centro della fresa e il pezzo nel momento del primo contatto:
𝑡=(𝑙+𝑙c)/𝑣
Con l: lunghezza pezzo; lc: primo contatto con pezzo
Velocità di asportazione del materiale
𝑀𝑅𝑅=𝑙𝑤𝑑/𝑡
w: larghezza pezzo
Fresatura frontale
Operazione fondamentale per la spianatura delle superfici in cui l’asse di rotazione è perpendicolare alla superficie in lavorazione
Largamente impiegata nella lavorazione dei motori per autoveicoli ad esempio, o nella spianatura di grosse lastre per successive operazioni di formatura.
Le frese utilizzate per la frontale sono ad inserti riportati e hanno diametro che va 20-30 mm ad oltre 500 mm.
Vantaggi rispetto alla periferica:
Minori vibrazioni
Minori fluttuazioni forze di taglio
Maggior numero di denti contemporaneamente in presa
Possibilità d’inserti a maggior produttività
Moto relativo utensile-pezzo causa solchi sulla superficie (simile tornitura), una serie di archi sulla superficie i quali conferiscono una rugosità superficiale:
Rugosità che è funzione sia della geometria dell’inserto che dell’avanzamento per dente.
Nella fresatura frontale il rapporto D/w (diametro fresa/larghezza pezzo in lavorazione) dovrebbe essere scelto > 1.5.
La relazione tra D (diametro della fresa) e gli angoli dell’inserto determinano l’angolo d’ingresso e uscita dal pezzo.
Importante risulta essere nella fresatura frontale l’influenza dell’angolo d’inclinazione dell’inserto, se:
Angolo inclinazione aumenta lo spessore del truciolo indeformato diminuisce e la lunghezza di contatto aumenta
Angolo inclinazione diminuisce la componente della forza verticale descresce.
Inoltre, se angoli di spoglia radiale e assiale sono diversi da zero, l’ingresso graduale, c’è minore tendenza ad urti e quindi minori problematiche di scheggiatura e rottura dei denti e degli inserti.
Avere angoli di uscita diversi da 0 è fondamentale per evitare una grande variabilità della forza, poiché se l’angolo fosse nullo, la forza passerebbe da valori positivi a nulli in uscita (variabilità).
Operazioni di limatura, piallatura e brocciatura
le operazioni di asportazione di truciolo con moto di taglio rettilineo.
Tali operazioni servono alla realizzazione di superfici interne o esterne complesse con caratteristiche di produttività e finitura superficiale variabile:
Piallatura: superfici esterne, bassa produttività, bassa finitura, bassi costi
Brocciatura: superfici interne ed esterne, qualità superficiale e dimensionale elevate,produzioni di serie
Limatura: superfici esterne, bassa produttività, bassa finitura, bassi costi
Limatura
Moto di alimentazione rettilineo intermittente del pezzo
Moto di taglio rettilineo alternativo dell’utensile nella limatura
Moto relativo utensile-pezzo: corsa attiva + corsa di ritorno inattiva → bassa produttività
Applicazione:
o scanalature o sedi chiavette
o forme complesse (dipende movimentazione pezzo)
o piccole produzioni o riparazioni
Piallatura:
Moto di alimentazione rettilineo intermittente dell’utensile
Moto di taglio rettilineo alternativo del pezzo
Moto relativo utensile-pezzo: corsa attiva + corsa di ritorno inattiva → bassa produttività
Applicazione:
o Si utilizza su pezzi di notevoli dimensioni 25 m x 15 m
o Volumi di produzione ridotti
o Superfici piane e scanalature longitudinali
Si può aumentare efficienza rendendo utile per asportazione la corsa di ritorno
Utensile per Limatura e Piallatura
Gli utensili di limatura e piallatura sono utensili monotaglienti:
generalmente in acciaio super rapido o con inserti (resistenza urti)
La forma dello stelo: dritto o arcuato (grosse sezioni truciolo)
La profondità di passata può andare da 0.5 mm (finitura) a 10 mm (sgrossatura)
Brocciatura
Processo nato per la fabbricazione di bocche da fuoco, poi utilizzata per profili scanalati interni, sedi di palette nei dischi di turbina ecc.
Utilizza un utensile pluritagliente detto broccia.
Moto di taglio rettilineo continuo dell’utensile
Moto di alimentazione non esiste, sostituito dalla disposizione dei denti della broccia
→ una sola corsa effettua la lavorazione (fino 6 mm)
La geometria di una broccia contiene 3 zone:
Zona di finitura (i ≈ lim. inferiore)
Zona di calibrazione (i=0)
Zona di sgrossatura (incrementi massimi)
Dove Incremento (i) è la differenza di altezza tra un dente e il successivo.
Essa è poi caratterizzata dal passo (p): distanza tra un profilo e il successivo (ospita il truciolo) e dalla lunghezza della broccia.
Il rapporto L/p determina il numero di denti in presa contemporaneamente, dove L è la lunghezza del profilo da lavorare.
Caratteristiche:
Alta durata della broccia
Bassi tempi di lavorazione
Bassi costi unitari per lavorazioni in serie
Ottima precisione dimensionale