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Per garantire la massima efficienza sia in termini economici, sia di produttività, con diverse strategie di lavorazione è necessario un tipo di utensile ottimamente adatto alla rispettiva applicazione. Spiegheremo per quali strategie di fresatura sono particolarmente idonee frese ad inserti tondi, frese a spianare e frese a spallamento retto e per quali altre applicazioni si possono utilizzare.

Con una fresa a spianare generalmente si producono superfici piane. In alternativa, è anche possibile fresare delle scanalature o degli smussi sui bordi del pezzo, inoltre, alcuni sistemi di spianatura possono essere anche utilizzati per la fresatura a tuffo, ad interpolazione elicoidale o inclinata.

È anche possibile produrre delle superfici piane con frese di copiatura o con frese per spallamento retto. Con alcune frese ad inserti tondi, o frese a spallamento retto, invece si possono eseguire lavorazioni secondarie possibili con un sistema di spianatura.

Altre applicazioni possibili con le frese a spianare:
fresatura di scanalatura e smussi

Altre applicazioni delle frese a spianare, frese di copiatura e per spallamenti (a seconda del sistema): fresatura a tuffo, ad interpolazione elicoidale o in rampa

L’eccezione conferma la regola: non tutti i sistemi previsti per una determinata strategia di lavorazione automaticamente funzionano bene in quelle applicazioni. Ad esempio, le frese ad inserti tondi non sono adatte per pezzi con pareti sottili, mentre le frese per spallamento non sono indicate nel caso di elevate sporgenze degli utensili. Ciò deriva dalle caratteristiche diverse dei sistemi.

La seguente illustrazione mostra la distribuzione delle forze di taglio nei rispettivi sistemi di fresatura. Qui sotto le frecce rosse dei vettori rappresentano le forze di taglio radiali e assiali, le frecce verdi sono i vettori delle forze risultanti:

Nella fresatura le forze radiali devono sempre essere compensate dal sistema di fresatura stesso, mentre le forze assiali vengono direttamente trasportate al mandrino e assorbite dalla macchina.

Grazie all'angolo di registrazione di 45 gradi del sistema di fresatura a spianare le forze di taglio radiali e assiali vengono ugualmente distribuite. Con questa situazione equilibrata gli utensili sono meno suscettibili a vibrazioni motivo per il quale le sporgenze raggiungibili possono essere maggiori che non con i sistemi di fresatura per spallamenti. Questa fresa si presta ottimamente alla lavorazione di acciai duri o ghisa grigia fragile, perché le scheggiature nel pezzo vengono evitate grazie ai taglienti raschianti più piccoli e all’angolo di uscita favorevole del tagliente dal materiale.

La fresa per spallamenti genera soprattutto forze radiali che sono attive nella direzione dell'avanzamento. La superficie in lavorazione di conseguenza non è esposta ad una pressione di taglio eccessiva. Questo può essere un vantaggio per la lavorazione di pezzi a pareti sottili o con un fissaggio instabile. L’applicazione principale per la fresa per spallamenti rimane comunque la lavorazione di profili, gradini o spallamenti del pezzo dove è richiesto un angolo di 90° gradi.

In sintesi possiamo affermare:
Tanto maggiori sono le forze di taglio attive in direzione assiale durante la fresatura, o specificamente nella fresatura di spianatura, tanto maggiore sarà il possibile avanzamento.
Tanto maggiori sono le forze di taglio attive in direzione radiale, tanto minore sarà l’avanzamento possibile.

Valori empirici per i parametri di lavoro iniziali per la fresatura fz in mm:

frese di spianatura ~ 0,15

 frese ad inserti tondi ~ 0,25

frese per spallamenti ~ 0,1

L'applicazione principale per la fresa per spallamenti è la lavorazione di profili, gradini o spallamenti del pezzo dove è richiesto un angolo di 90° gradi. È però possibile anche utilizzare questa fresa per la lavorazione di superfici piane. Dal momento in cui la fresa per spallamenti sviluppa delle forze radiali, la superficie del pezzo in lavorazione, di conseguenza, non è esposta ad una pressione di taglio eccessiva. Questo può essere un vantaggio per la lavorazione di pezzi a pareti sottili o con un fissaggio instabile.

Le frese ad inserti tondi vengono soprattutto utilizzate per la lavorazione di profili piatti 3D. Il sistema ad inserti tondi minimizza le forze di taglio radiali e massimizza quelle assiali. La maggior parte delle forze di taglio quindi viene trasmessa alla macchina attraverso il mandrino della fresa. La stabilità è ottima perché la flessione della fresa è minima, infatti, durante la lavorazione, le frese ad inserti tondi hanno minime vibrazioni.

Grazie alla loro particolare costruzione, caratterizzata dal raggio di punta più grande di tutti, le frese ad inserti tondi dispongono del tagliente più stabile fra tutte le frese qui elencate. La loro spoglia frontale positiva, rende idonee proprio le frese positive ad inserti tondi a numerose applicazioni come la fresatura a tuffo inclinata, la fresatura di profili, la fresatura a tuffo assiale o la fresatura di tasche ad interpolazione elicoidale. Il taglio relativamente dolce e l'elevata stabilità di questi sistemi di fresatura li rendono anche idonei all’utilizzo su macchine con una bassa prestazione del mandrino. A causa della lunga superficie di contatto sul tagliente, rispetto alla profondità di taglio (ap), in paragone agli altri due sistemi di fresatura gli inserti tondi producono trucioli più sottili.

I sistemi di fresatura di copiatura trasmettono la maggior parte delle forze di taglio direttamente sul mandrino della macchina e sono pertanto ideali per avanzamenti tavola elevati. Sono da considerarsi sistemi di prima scelta per la lavorazione del titanio e delle leghe resistenti al calore. Il naturale assottigliamento del truciolo permette una minore generazione di calore il quale può andare più facilmente nel truciolo stesso per essere poi evacuato lontano dalla zona di lavoro. In questa maniera si eviterà di scaldare eccessivamente l'utensile e il pezzo.

L’eccezione conferma la regola: non tutti i sistemi previsti per una determinata strategia di lavorazione automaticamente funzionano bene in quelle applicazioni. Ad esempio, le frese ad inserti tondi non sono adatte per pezzi con pareti sottili, mentre le frese per spallamento non sono indicate nel caso di elevate sporgenze degli utensili. Ciò deriva dalle caratteristiche diverse dei sistemi.

La seguente illustrazione mostra la distribuzione delle forze di taglio nei rispettivi sistemi di fresatura. Qui sotto le frecce rosse dei vettori rappresentano le forze di taglio radiali e assiali, le frecce verdi sono i vettori delle forze risultanti:

Distribuzione delle forze di taglio in spianatura

Frese ad inserti

Fresatura a spallamento

Paragonato ai sistemi di spianatura e ai sistemi per spallamento retto gli utensili ad inserti tondi generalmente non dispongono di un numero di taglienti per inserto precisamente definito. Nel caso delle frese ad inserti tondi la quantità di taglienti dipende principalmente dalla profondità di taglio ma anche dal numero di posizionatori sul lato inferiore degli inserti.