La lavorazione di tasche, specialmente in materiali come il titanio, richiede strategie e utensili specifici per garantire efficienza e precisione. Questo articolo esplora le tecniche avanzate per l'apertura di tasche, con un focus su frese a disco, frese a candela, strategie di fresatura e l'importanza dei parametri di taglio.
Frese a Disco: Efficienza per Scanalature Lunghe e Profonde
Le frese a disco rappresentano spesso il metodo più efficiente per la fresatura di grandi volumi di scanalature lunghe e profonde, in particolare quando si utilizzano fresatrici orizzontali. Queste frese sono in grado di gestire cave aperte, profonde e lunghe in modo più efficiente, offrendo stabilità e produttività superiori per questo tipo di fresatura.
Un fattore critico nella fresatura periferica con frese a disco è l'ottenimento di un avanzamento per dente (fz) adeguato. L'avanzamento per dente (fz) dovrebbe diminuire per le cave più profonde e aumentare per quelle più superficiali, al fine di mantenere lo spessore del truciolo massimo raccomandato. Se occorre lavorare cave più profonde, l'avanzamento per dente dovrebbe essere ridotto. Per le cave più profonde, è possibile ordinare una fresa speciale.
Solo alcuni denti sono impegnati contemporaneamente nelle operazioni con frese a disco, il che può generare pesanti vibrazioni torsionali dovute alla lavorazione intermittente. Utilizzare un volano è spesso una buona soluzione per ridurre le vibrazioni. Le frese dotate di montaggio con alesaggio e 2 sedi per chiavetta possono essere disposte in modo sfasato per la fresatura di più di una cava contemporaneamente. Spostare le frese l'una rispetto all'altra aiuta ad evitare le vibrazioni.
Considerare la relazione tra il diametro della fresa e il diametro del foro (Dc/Dw). Le frese versatili hanno più inserti taglienti disponibili per adattarsi alla maggior parte delle piccole scanalature.
Leggi anche: Dominio Draconico: Analisi del Deck Ascesa dei Signori dei Draghi
Fresatura con frese a disco
Frese a Candela: Precisione per Cave Corte e Poco Profonde
La fresatura con frese a candela è ideale per cave corte e poco profonde, scanalature, tasche chiuse e sedi per chiavetta. È fondamentale considerare l'avanzamento per tagliente per produrre trucioli di spessore soddisfacente e verificare che i trucioli fuoriescano dalla scanalatura.
La scanalatura dal pieno con una fresa a candela è un'operazione complessa. La profondità di taglio assiale deve normalmente essere ridotta a circa il 70% della lunghezza del tagliente. Le frese a candela sono sensibili agli effetti delle forze di taglio. A causa della direzione delle forze di taglio e della flessione degli utensili, la cava fresata in una sola passata non risulterà quadrata al 100%. Per cave poco profonde, la fresatura in penetrazione "discontinua" può essere un'altra alternativa.
Leggi anche: Giunzioni a tasca: una soluzione robusta
Fresa a candela
Strategie di Fresatura per Materiali Difficili
La lavorazione di componenti strutturali per l'industria aerospaziale è spesso caratterizzata da condizioni di lavoro difficili, come fondo e pareti sottili, tasche profonde e angoli stretti. Quando si lavorano tasche profonde, in particolare tasche profonde strette, sono necessarie lunghe sporgenze.
Con strategie di fresatura aggressive che prevedono un grande impegno dell'utensile, si genera molto calore e forze di taglio eccessive dannose per l'utensile. Una strategia più stabile consiste nel programmare una profondità di taglio maggiore (ap) e bassa larghezza di taglio (ae), abbinate a uno spessore massimo del truciolo controllato per ridurre le forze di taglio.
Parametri di Taglio Ottimali
Per ottimizzare i parametri di taglio, è essenziale considerare il materiale da lavorare, la tipologia dell'utensile e il grado di finitura desiderato. Le velocità di taglio e l'avanzamento per dente possono essere ricavati da tabelle tecnologiche o forniti direttamente dai produttori di utensili.
Quando si utilizzano software come Vericut per ottimizzare i parametri di taglio, è importante impostare correttamente il numero di giri del mandrino. La velocità di taglio, l'avanzamento per dente e la profondità di passata devono essere scelti in funzione del materiale, dell'utensile e del grado di finitura desiderato.
Leggi anche: Realizzazione Artigianale Penne in Legno
Esempio di calcolo dei giri del mandrino:
Se si fissa una velocità di taglio di 500 m/min per un diametro di 20 mm, il numero di giri del mandrino può essere calcolato come segue:
Dove:
- n è il numero di giri del mandrino (RPM)
- Vc è la velocità di taglio (m/min)
- D è il diametro dell'utensile (mm)
Quindi:
Corso Fagor 8065 T asse C e asse Y: funzioni per la programmazione
Utensili e Qualità per la Lavorazione del Titanio
S30T e S40T sono qualità di metallo duro disponibili per diverse frese CoroMill® per operazioni di spianatura, fresatura di spallamenti, contornatura, lavorazione a tuffo, fresatura ad avanzamenti elevati, profilatura e fresatura di cave. S30T è stata sviluppata pensando alla produttività della fresatura del titanio. Combina le proprietà del metallo duro a micrograna e quelle di un rivestimento PVD resistente all'usura. Ciò permette di avere taglienti molto affilati e in grado di resistere alla fatica e alla microscheggiatura, rimanendo integri nonostante tempi di taglio più lunghi a velocità di taglio più alte.
S40T è stata sviluppata per condizioni difficili e combina metallo duro ad alta tenacità con un sottile rivestimento CVD. Il risultato è una qualità che resiste alle vibrazioni e ad altre condizioni di taglio difficili per tempi di taglio più lunghi.
La scelta ideale per la lavorazione di finitura di tasche 2D è costituita dalle frese a candela specifiche in metallo duro integrale. CoroMill® Plura e il metodo per piani sono la combinazione ideale quando si lavorano raccordi nei componenti di titanio. Con l'interpolazione, lo spessore del truciolo in uscita è sempre zero, consentendo un maggiore avanzamento e una maggiore durata dell'utensile. Programmare un'interpolazione con un movimento in senso orario (il senso antiorario non risolverà il problema dello spessore del truciolo).
Una fresa a inserti rotondi offre una migliore produttività e durata dell'utensile grazie all'angolo di attacco e all'effetto di assottigliamento del truciolo. CoroMill® 300 con S30T e S40T dispone di refrigerante passante e opzione a passo stretto, quindi ottimizzato per il titanio. Ora disponibile con dimensioni di inserto fino a 20 mm (metrico) o 1.0'' (pollici).
Scelta prioritaria per la sgrossatura è CoroMill® 690 con le speciali qualità per titanio S30T e S40T. La posizione assiale degli inserti è integrata nella parte inferiore dell'inserto per impedire il movimento e consentire elevate velocità di rimozione del metallo in sicurezza. Il suo design la rende adatta a tagli leggeri, con minime esigenze di potenza. Per la sgrossatura della tasca 2D, applicare il metodo di interpolazione circolare utilizzando basse profondità di taglio ma fino a 1,0 mm di avanzamento per dente insieme alla fresa ad alto avanzamento CoroMill® 210 o CoroMill® MH20.
Apertura di una tasca 2D con il metodo Morph spirale, utilizzando CoroMill 390 fresa a riccio con inserto da 11 mm e la nuova qualità per il titanio S30T, per eccellenti volumi di truciolo asportato.
Tabella riassuntiva delle frese CoroMill® per la lavorazione del titanio:
| Fresa | Qualità | Operazione | Caratteristiche |
|---|---|---|---|
| CoroMill® 690 | S30T, S40T | Sgrossatura | Elevate velocità di rimozione del metallo |
| CoroMill® 300 | S30T, S40T | Finitura | Refrigerante passante, opzione a passo stretto |
| CoroMill® Plura | Metallo duro integrale | Finitura tasche 2D | Ideale per raccordi |
| CoroMill® 210/MH20 | - | Sgrossatura (interpolazione circolare) | Alti avanzamenti per dente |
| CoroMill® 390 | S30T | Apertura tasche 2D (Morph spirale) | Elevati volumi di truciolo asportato |
Refrigerante ad Alta Pressione
Nella fresatura del titanio, l'utilizzo di refrigerante ad alta pressione anziché a pressione normale raddoppia la durata utensile. Quando si asportano grandi quantità di titanio, applicare sempre refrigerante, possibilmente ad alta pressione.
Programmazione CNC e Sottoprogrammi
La programmazione CNC è la base della moderna produzione meccanica, permettendo di trasformare un progetto in realtà con precisione e velocità. I sottoprogrammi CNC sono una risorsa fondamentale per qualsiasi operatore, permettendo di scrivere programmi più brevi, ridurre i tempi di lavoro e aumentare la sicurezza in officina.
Immaginiamo di dover eseguire dieci fori identici su un pezzo. Invece di riscrivere dieci volte lo stesso ciclo di foratura, si scrive un sottoprogramma con un numero identificativo e lo si richiama dal programma principale. Il sottoprogramma si chiude con un comando di ritorno.