Sempre più spesso sentiamo parlare di frese, fresatrici, banchi per fresa e chi più ne ha più ne metta. Le frese per fresatrice infatti sono utensili essenziali, che determinano la precisione e la finitura dei pezzi lavorati. Per ottenere risultati ottimali con le frese a candela non basta un utensile di qualità, ma è fondamentale comprendere le diverse tipologie di macchine e utensili disponibili, nonché i "colletti" o pinze di serraggio che ne garantiscono il funzionamento.
Tipologie di Fresatrici
Le fresatrici sono macchine utensili utilizzate per fresare, ovvero per lavorare superfici di metallo, legno o altri materiali tramite un movimento rotatorio della fresa. Esistono diverse configurazioni principali:
Fresatrice Orizzontale
La fresatrice orizzontale ha sempre un pianale X-Y, ma il gruppo di taglio è montato su una guida laterale: per struttura somigliano vagamente a delle seghe circolari di grosse dimensioni. Sono usate principalmente per spianare blocchi di materiale o per realizzare fessure, incavi e tasche continue. Possono essere installate in catena per realizzare sistemi di produzione complessi.
Fresatrice Verticale
A differenza delle fresatrici orizzontali, in cui l’asse di rotazione della fresa è orizzontale rispetto al piano di lavoro, le fresatrici verticali hanno l’asse della fresa in posizione verticale. La fresatrice verticale è composta da diverse parti essenziali, che lavorano insieme per eseguire operazioni di fresatura con la massima precisione: ad iniziare dalla colonna, la struttura portante che sostiene l’intera macchina ed ospita i meccanismi di guida e movimento.
Le Frese: Utensili Fondamentali
Ci concentriamo ora sulle frese, ovvero gli utensili per fresatrice più importanti per il loro funzionamento. Le frese sono disponibili in varie tipologie, ciascuna progettata per compiti specifici.
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Tipologie Comuni di Frese
- Per la macchinetta “Lamello” si usa una fresa chiamata Lamello, una fresa simile ad una lama circolare, di solito ha diametro 100 e non tanti denti (6-8).
- Per la “spinatrice” ci sono delle frese che possiamo chiamare anche punte foratrici; di solito sono da d. 8 mm o di altri diametri.
- Le frese diritte sono tra le più usate.
- Le più usate sono quelle per fare il raggio, smusso, giunzione a coda di rondine o qualche profilo in particolare (bordo di porte, cornici quadri, corrimano ecc.. ecc..).
Frese per Fresatrice Verticale
Le frese per fresatrice verticale sono disponibili in varie tipologie, ciascuna progettata per compiti specifici:
- Fresa a piana: Di forma cilindrica con una serie di taglienti disposti lungo il perimetro, questa fresa è ideale per la rimozione di grandi quantità di materiale e per la creazione di superfici piane.
- Fresa a candela: Nota anche come fresa a disco, ha una forma simile a un disco con denti lungo il bordo. Questa fresa presenta una testa intercambiabile, che può essere equipaggiata con diversi tipi di inserti. Le frese a candela sono disponibili in diversi tipi, come le frese a candela quadrate per la creazione di spigoli vivi, le frese a testa sferica per la sagomatura liscia e le frese per la sgrossatura per la rimozione rapida del materiale.
- Frese a raggio: Sono progettate per creare bordi arrotondati e scanalature con raggi specifici.
- Frese a testa sferica: Hanno una testa a forma di sfera e sono utilizzate principalmente per lavori di modellatura e per creare superfici curve e sagomate.
Materiali e Rivestimenti delle Frese
Il tipo di materiale da lavorare influisce sulla scelta della fresa. Ad esempio, le frese in carburo sono ideali per materiali duri come l’acciaio, mentre le frese in HSS (acciaio ad alta velocità) sono adatte per materiali più morbidi come l’alluminio.
Le frese presentano spesso un rivestimento che serve per far scorrere meglio la fresa e non farci attaccare residui di colla, legno o qualche altra sostanza. Gli stessi rivestimenti utilizzati per le frese standard possono apportare notevoli benefici alle frese.
| Rivestimento | Caratteristiche e Vantaggi | Applicazioni Tipiche |
|---|---|---|
| TiN (nitruro di titanio) | Versatile, di colore oro. Miglioramenti generali della durezza e della resistenza all'usura. | Lavorazioni generiche, aumento della durata dell'utensile. |
| TiCN (Titanium Carbonitride) | Alternativa più dura e liscia al TiN. Migliora la resistenza all'usura e il flusso dei trucioli. | Materiali ferrosi, lavorazioni dove è critica l'evacuazione del truciolo. |
| TiAlN (nitruro di titanio e alluminio) | Eccellente durezza a caldo e resistenza all'ossidazione. Ideale per lavorazioni ad alta velocità. | Materiali duri, applicazioni con elevato accumulo di calore. |
| AlTiN (nitruro di alluminio e titanio) | Simile al TiAlN con durezza e resistenza all'ossidazione ancora maggiori. | Materiali molto duri, applicazioni impegnative. |
| DLC (Carbonio simile al diamante) | Durezza estrema e attrito molto basso. | Materiali non ferrosi, applicazioni specializzate. |
| Rivestimenti multistrato | Combinazione di diversi strati per personalizzare le prestazioni. | Ottimizzazione specifica per requisiti complessi. |
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Fattori nella Scelta delle Frese
Quando si deve optare per una fresa per fresatrice, tale scelta dipende da diversi fattori, tra cui: il tipo di materiale da lavorare, il tipo di operazioni da eseguire e le specifiche del progetto. Per lavori di sgrossatura e rimozione rapida di materiale, opta per frese a piana o a candela. Per lavori di precisione e finitura, le frese a raggio o a testa sferica possono essere più appropriate. Infine, è opportuno ricordare che le dimensioni della fresa devono essere compatibili con la tua fresatrice: assicurati che la fresa scelta si adatti correttamente al mandrino della macchina.
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I Colletti (Pinze di Serraggio) per Fresatrice
La pinza diritta, nota anche come pinza a molla, è montata su un trapano o una fresatrice, mandrino di foratura e fresatura. La sua funzione è quella di bloccare la fresa o il coltello. La pinza di bloccaggio con colletto dritto è ampiamente utilizzata in vari campi di bloccaggio di elaborazione meccanica. È una specie di morsetto, che collega la maniglia dello strumento con lo strumento NC.
Caratteristiche dei Colletti
La pinza a gambo diritto è attualmente la più utilizzata. Le sue prestazioni stabili, alta precisione dalla maggior parte dei produttori si fidano. Le pinze a gambo diritto sono pinze per parti di macchine CNC, che hanno una buona elasticità, resistenza all'usura e prestazioni stabili dopo il trattamento termico. La forza di serraggio è elevata, la precisione è elevata e la stabilità di serraggio è assicurata. Adottano materiale speciale ad alta resistenza dopo la tempra, attraverso il trattamento criogenico, le prestazioni del prodotto sono stabili, resistenti all'usura e durevoli. Tutti i prodotti sono rettifiche di precisione, in linea con le specifiche tedesche DIN 6499. Produzione di precisione. La pinza flessibile Er è attualmente la più utilizzata.
Esempio di Colletto
Un colletto per fresa specifico è il ZC-20-32 per Roland SRM-20 3.175MM. Un altro esempio è un colletto di fresatura di riduzione di precisione a codolo diritto che ha un diametro alesaggio di 14 mm e un body diameter esterno di 25 mm.
La Fresa a Candela con Rilievo del Collo (Neck-Relieved End Mill)
Il rilievo del collo sulle frese a candela viene tipicamente creato attraverso un processo di rettifica dopo la formazione delle principali caratteristiche di taglio dell'utensile. Questo processo include la preparazione del grezzo, la rettifica delle scanalature e della geometria, e infine la rettifica del collo, dove una mola di diametro ridotto viene utilizzata per ridurre accuratamente il diametro dietro le scanalature, creando il rilievo del collo.
Parametri Chiave per le Frese a Candela con Colletto
Quando si cercano frese a candela con colletto, è bene considerare questi parametri standard:
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- Diametro del gambo: Dimensioni comuni per adattarsi a diversi portautensili (ad esempio, 1/4", 1/2", 3/4").
- Diametro di taglio: Ampia gamma disponibile (da 0,010" a 1" o più).
- Lunghezza della scanalatura: La lunghezza della parte tagliente dell'utensile.
- Lunghezza complessiva: La lunghezza totale della fresa.
- Diametro del collo: Più piccolo del diametro di taglio per garantire il gioco.
- Lunghezza del rilievo del collo: Quanto si estende il diametro del collo sul gambo.
Materiali per le Frese a Candela con Colletto
Le frese a candela con colletto utilizzano principalmente gli stessi materiali delle frese standard, ma con considerazioni sulla sezione trasversale ridotta del colletto.
- Carburo di tungsteno: È la scelta più comune. Le diverse qualità di carburo offrono un equilibrio tra durezza, resistenza all'usura e tenacità. Le frese a candeletta possono utilizzare gradi leggermente più duri rispetto alle frese standard per tenere conto della sezione trasversale ridotta del collo. I vantaggi includono eccellente resistenza all'usura, durezza a caldo e prestazioni nella lavorazione ad alta velocità. Il carburo di tungsteno (di varie qualità) è lo standard per la sua resistenza all'usura e rigidità.
Considerazioni sulla Progettazione
Elementi di progettazione e considerazioni chiave per queste frese includono:
- Diametro di taglio: Determina la dimensione minima dell'elemento che l'utensile può creare.
- Diametro del collo: Determina la quantità di spazio libero. Dovrebbe essere significativamente più piccolo del diametro di taglio, ma abbastanza grande da mantenere la resistenza.
- Lunghezza del collo: Determina la profondità aggiuntiva che l'utensile può raggiungere rispetto a una fresa standard.
- Transizione: La transizione tra il diametro di taglio e il collo deve essere liscia per evitare concentrazioni di stress.
- Scanalature: Il numero di scanalature influenza il carico di truciolo e la scorrevolezza del taglio. Un numero maggiore di scanalature è generalmente migliore per i materiali più duri, ma può limitare la resistenza delle frese a colletto. L'angolo dell'elica influenza l'evacuazione del truciolo e l'azione di taglio.
- Geometria del tagliente: Spesso vengono utilizzati angoli di spoglia neutri o leggermente positivi, ottimizzati per i materiali del pezzo da lavorare. Gli angoli di scarico forniscono spazio e prevengono lo sfregamento.
- Design del gambo: Assicura l'adattamento e la rigidità nel supporto della macchina utensile. I tipi più comuni sono gli steli diritti e gli steli Weldon.
Acquisto e Affidabilità
Quando si tratta di acquistare frese per fresatrice verticale, è fondamentale effettuare la scelta giusta: per questo, è opportuno affidarsi a fornitori competenti, che sappiano offrire macchine utensili di alta qualità e consigliare le macchine più adatte per le proprie esigenze.
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