La realizzazione di ingranaggi con una fresatrice è un processo che richiede precisione e conoscenza delle tecniche di lavorazione. Questo articolo esplora le diverse metodologie e strumenti necessari per ottenere risultati ottimali, sia per il metallo che per il legno.
Fresatura di Ingranaggi con Frese a Disco
Sulla fresatrice, l'uso di frese a disco per dentatura (cosiddette a modulo) è essenziale. Quando si utilizzano frese circolari, è fondamentale scegliere quella giusta, che deve corrispondere al numero di modulo della dentatura da fresare e al numero di denti dell'ingranaggio.
Sincronizzazione degli Avanzamenti
Per le fresatrici con avanzamenti della tavola sincroni con i giri del mandrino, è possibile sincronizzare la rotazione del divisore con i giri del mandrino, prendendo il moto del divisore universale dalla tavola. Questo permette di ottenere una rotazione del pezzo sincrona con la rotazione del mandrino, sovrapponendo il moto di avanzamento della tavola.
Esistono due tecniche principali:
- Lavorazione con pezzo libero di girare: Il pezzo viene pre-lavorato intagliando i denti uno a uno con il divisore azionato a mano e fresa a disco, e successivamente rifinito con il creatore che ingrana sui denti sbozzati. Questa tecnica è considerata approssimativa.
- Lavorazione con creatore sincronizzato al pezzo: Il pezzo deve avanzare per essere lavorato su tutta la sua lunghezza. Tuttavia, se si svincolano gli avanzamenti per tornare indietro con la tavola dopo la prima passata, si perde la sincronizzazione con il mandrino.
Una soluzione alternativa consiste nell'utilizzare un albero telescopico realizzato con due profilati a sezione quadra scorrevoli uno dentro l'altro, come mostrato in questo video:
Fai da te fresare un cerchio perfetto
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Questa soluzione, tuttavia, è limitata alla realizzazione di ingranaggi a denti dritti.
Il Pantografo per Legno e Metallo
Il pantografo è uno strumento utile per effettuare decori che sarebbero impossibili da realizzare a mano libera con una fresatrice. Permette di riprodurre disegni in scala diversa, partendo da un disegno o una sagoma. Si compone di quattro aste unite con cerniere a formare un parallelogramma, con un punto fisso, uno stilo che segue il contorno del disegno originale, e una punta scrivente che traccia la riproduzione.
Costruzione di un Pantografo per Fresatrice
Costruire un pantografo per fresatrice implica la realizzazione di tre aste incernierate, con una piastra universale per fissare l'elettroutensile. Data la massa della macchina, si possono fare solo riduzioni del 60, 50 e 40%, spostando la piastra in posizioni specifiche sui bracci.
Il Pantografo 3D prodotto da Milescraft è un esempio di strumento disponibile in commercio, facile da assemblare e compatibile con diverse fresatrici verticali con piatto base fino a 156 mm di larghezza.
Utilizzo del Pantografo
Per utilizzare il pantografo:
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- Regolare la profondità di fresatura.
- Bloccare la fresatrice sulla piastra porta-fresatrice.
- Predisporre l’area di lavoro con listelli e cunei per immobilizzare il pannello da fresare.
- Regolare l’altezza dei piedini del pantografo.
- Posizionare il disegno e lo stilo.
- Marcare gli angoli per garantire un posizionamento preciso dei fogli successivi.
Costruzione di un Pantografo di Medie o Piccole Dimensioni
Un pantografo di medie o piccole dimensioni lavora su tre assi, permettendo di copiare anche i rilievi e le concavità dell’originale. Funziona tramite un tastatore che percorre manualmente la superficie dell’oggetto da copiare. L’originale può essere fissato in posizione o ruotato tra contropunte.
Realizzazione in Ferro
Per costruire un pantografo robusto, si può optare per una realizzazione interamente in ferro. Il basamento e i montanti laterali sono fatti con lamiera piegata, mentre il braccio di rimando è costituito da longheroni di piatto d’acciaio uniti tramite un tubo cilindrico che si muove sulle barre di scorrimento.
Elementi Chiave
Ecco alcuni elementi chiave nella costruzione di un pantografo:
- Punta del tastatore: Deve avere dimensioni analoghe alla fresa e permettere la regolazione dell'altezza.
- Barre di scorrimento: Devono essere cilindriche, lisce e del diametro corretto per supportare le bussole con sfere.
- Lamiere: Tagliate, piegate e forate secondo il progetto, con particolare attenzione al parallelismo e allo squadro.
Montaggio
Il montaggio prevede:
- Costruzione della cornice del basamento.
- Fissaggio delle staffe a L per supportare le barre di scorrimento.
- Fissaggio dei blocchetti con le bussole a sfere alla base dei montanti laterali.
- Inserimento delle barre di scorrimento nelle bussole dei bracci montanti.
- Fissaggio della barra di scorrimento all’apice dei bracci montanti laterali.
Contrappeso e Fermi
Per il contrappeso, si può fondere piombo in un tubolare quadro con un tubo filettato. I fermi di finecorsa possono essere realizzati con anelli di alluminio forati e filettati.
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Contropunte
Le ruote dentate sono collegate da una catena con tenditore. Una delle due ha una manopola per ruotare a mano l’originale e il pezzo di legno grezzo in sincronia.
Lavorazione di Ingranaggi Conici su Fresatrici Orizzontali
Per la lavorazione di ingranaggi conici diritti su fresatrici orizzontali, si utilizzano frese a disco. Il profilo del dente della fresa è realizzato in base al profilo del dente dell'estremità grande dell'ingranaggio conico, e lo spessore è realizzato in base all'estremità piccola.
Prima della lavorazione:
- Selezionare il numero di denti.
- Installare la ruota grezza sul mandrino e bloccare il mandrino sulla testa indicizzatrice.
- Regolare l'angolo di elevazione della testa indicizzatrice in base all'angolo tra la linea della radice del dente e la linea centrale.
- Allineare il pezzo grezzo della ruota.
- Centrare e fresare fino alla profondità completa del dente.
Misurare lo spessore del dente dell'estremità larga e fresare tutti gli spazi tra i denti. Fresare il margine su entrambi i lati dell'estremità larga, con uno spostamento laterale calcolato tramite la formula S=mB/2L (dove m è il modulo, B è la larghezza della superficie del dente e L è il raggio primitivo).
Ruotare la testa indicizzatrice in modo che un lato della fresa sfreghi contro il lato della scanalatura del dente dell'estremità piccola. Misurare lo spessore del dente della testa di biella. Lo spessore del dente dell'estremità grande sarà il margine dello spessore effettivo del dente + 1/2.
Tabella Riassuntiva delle Fasi di Lavorazione
| Fase | Descrizione |
|---|---|
| Preparazione | Selezione della fresa, montaggio del pezzo, regolazione degli angoli |
| Fresatura iniziale | Fresatura alla profondità completa del dente |
| Fresatura spazi | Fresatura di tutti gli spazi tra i denti |
| Fresatura margini | Fresatura dei margini sull'estremità larga |
| Fresatura finale | Fresatura dell'estremità piccola |
| Misurazione | Controllo dello spessore dei denti |