Lavorare ogni giorno con strumenti dedicati alla lavorazione meccanica di precisione vuol dire anche conoscere bene le caratteristiche delle varie operazioni. Gli esperti far da sé vanno costantemente alla ricerca del miglioramento degli strumenti che utilizzano, e il tornio per legno è uno strumento che, date le sue caratteristiche e funzionalità, permette una lavorazione molto particolare del legno, difficilmente ottenibile in altro modo. Tuttavia c’è chi non si accontenta e, trovando limitanti le normali funzioni di un comune tornio, grazie a un connubio di creatività e competenza tecnica, si ingegna nel progettare e costruire aggiuntivi che consentano di andare oltre quei limiti.
Fresatura e Tornitura: Definizione e Differenze Fondamentali
Ad esempio, sai qual è la differenza tra fresatura e tornitura? Iniziamo da una definizione tecnica.
La Fresatura
La fresatura è un processo di lavorazione meccanica di estrema precisione che utilizza un utensile rotante, la fresa, per asportare materiale da un blocco unico. La caratteristica fondamentale della fresatura è la rotazione: l'utensile adibito al taglio, la fresa, gira ad altissima velocità e il blocco rimane fermo, oppure avanza in modo concorde o discorde alla rotazione. Tutto questo a favore di una precisione assoluta. Grazie alla fresatura puoi realizzare superfici piane, scanalature, ingranaggi e forme complesse e senza timore di sbagliare, a patto che si utilizzino sempre strumenti di qualità come le frese Krino.
La Tornitura
Abbiamo dato una definizione di fresatura, facciamo lo stesso con la tornitura: anche questo è un processo di lavorazione meccanica basato sulla precisione assoluta. Come si procede? La tornitura, invece, prevede l'esatto contrario della fresatura: l'oggetto da modificare ruota e l'utensile è bloccato alla macchina per la lavorazione, vale a dire il tornio. In questo modo è possibile ottenere la forma desiderata sul blocco, per il tuo scopo specifico. Come si effettua materialmente, e in poche parole, la tornitura? La tornitura è perfetta per incidere oggetti con simmetria rotazionale come alberi, perni, boccole, ingranaggi e viti.
In sintesi, possiamo dire che la differenza sostanziale tra fresatura e tornitura è nel processo operativo, che, ovviamente, si usa in determinate occasioni per ottenere risultati specifici. Abbiamo detto che queste operazioni differiscono per l'elemento che ruota: nella fresatura è la punta, nella tornitura il blocco da modellare.
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Fresatura CNC e Tornitura CNC
Quali sono le caratteristiche e le soluzioni migliori per le singole operazioni? Entrambe le soluzioni sono pensate per ottenere massima precisione se vengono utilizzate nel proprio ambito e lo stesso vale per la riproduzione in serie tramite CNC. Su questo blog ci siamo occupati più volte di temi legati all'argomento, ad esempio, elencando i principali tipi di frese per il metallo e concentrandoci sulle caratteristiche dei modelli frontali o a carotare. In questa sede approfondiremo il tema della lavorazione CNC, nello specifico andremo a delineare le differenze tra la fresatura CNC e la tornitura CNC.
Anche in questa circostanza possiamo parlare di tornitura CNC, quindi basata sul controllo numerico e attivata da macchine di estrema precisione. Ma si può operare manualmente con il tornio tradizionale che permette di far girare l'oggetto da lavorare a velocità sicuramente ridotte. Inoltre, si può avere una tornitura interna o esterna del blocco.
Il tornio CNC, o tornitrice CNC, viene utilizzato per la lavorazione di un pezzo assialsimmetrico posto in rotazione. La principale differenza tra tornitura CNC e fresatura CNC consiste nel principio di lavorazione della macchina utensile: ai fini pratici di questa guida, possiamo tenere a mente che con il tornio si producono pezzi di base cilindrica e assialsimmetrici, mentre con la fresatrice si possono realizzare pezzi di qualsiasi forma. In un tornio, la materia prima ruota su un mandrino e l'utensile, che è fermo, taglia il materiale e rimuove il truciolo. In Weerg, ad esempio, vengono utilizzate le HERMLE C-42u che permettono questo tipo di lavorazione su 5 assi, rendendo praticamente fattibile ogni progetto con le dovute accortezze in termini di design della parte finita.
L'Aggiuntivo Tornio Fresa Combinato: Innovazione per la Lavorazione del Legno
Anche fra i nostri lettori ci sono di questi geni, uno per esempio è Guido Ricci e ce lo dimostra proprio in queste pagine, proponendo la sua recente costruzione di un aggiuntivo tornio fresa combinato: un castello da montare sulle barre longitudinali, che regge una fresatrice, offrendole ben 3 distinte possibilità di regolazione su 3 assi, dando un forte impulso alla versatilità dell’insieme.
I componenti strutturali dell’aggiuntivo tornio fresa combinato sono realizzati in alluminio, usando piastre di spessore elevato, in modo da assicurare la necessaria rigidità e robustezza, ma ottenendo un insieme di peso decisamente contenuto. Tra le due piastre è inserito il sistema di fissaggio della fresatrice che fa affidamento su un sistema a vite, con manopola di bachelite che, avvitandola, attua una pressione laterale e ferma saldamente la macchina nella sua posizione. Questa è, a sua volta, accoppiata a una seconda flangia di identiche dimensioni.
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Quella che porta la fresatrice può ruotare su quella sottostante di 90° offrendo la possibilità alla macchina di assumere una tale inclinazione di lavoro sul pezzo. Il castello che regge la fresatrice è sorretto da una base mobile formata da una piastra d’alluminio e dai componenti che ne permettono lo scorrimento sulla base fissa sottostante. Lo scorrimento è di 40 mm ed è assicurato da due barre, mentre la regolazione è affidata a una vite senza fine centrale con molla di spinta che riduce anche l’effetto del minimo gioco del filetto. La vite senza fine è comandata da un volantino. Facendo riferimento anche ai disegni soprastanti, si nota come il castello dell’aggiuntivo tornio fresa combinato, che regge la fresatrice, renda possibile la regolazione continua dell’inclinazione dell’utensile da 0 a 90° e, contemporaneamente, lo spostamento dal basso verso l’alto della macchina, lungo la coppia binario-barra laterale.
Tipologie di Fresatrici e Toupie per la Lavorazione
Quale fresatrice per quale lavorazione? Le opzioni sul mercato sono molteplici e adatte a diverse esigenze, dalla falegnameria amatoriale a quella artigianale.
- Toupie da banco: la Bernardo T 360 è compatta, con velocità variabile e alimentazione 230V. Adatta a piccoli laboratori, studenti di falegnameria e hobbisti evoluti che vogliono passare dalla fresatrice portatile a una macchina stazionaria.
- Toupie a pavimento entry level: la serie T 500, T 600 R, T 650 e T 700 copre le esigenze di falegnamerie artigianali. Hanno piano in ghisa, mandrino Ø 30 mm, 4-5 velocità. La T 500 PF aggiunge la tavola scorrevole per tenonature. Questo consente profili complessi e lavorazioni su pezzi sagomati senza costruire dime inclinate. Richiedono alimentazione trifase 400V.
- Fresatrici per scanalature: le KNF 1, KNF 2 e KNF 2 P sono fresatrici compatte con doppio mandrino per giunzioni a coda di rondine. Servono per unire cornici, finestre ad arco, telai e strutture curve. La KNF 2 P ha sistema pneumatico per cicli più rapidi.
- Fresatrice verticale portatile: la Güde OF 1200 E da 1200 W è un modello portatile. Ha guida parallela, regolazione fine della profondità e velocità variabile. Per chi cerca una fresatrice manuale economica per lavori occasionali.
Specifiche Tecniche: L'Esempio della Fresa HOLZMANN per Metallo
Esistono anche frese dedicate a specifici materiali o utilizzi. Un esempio è la FRESA MK2/MT2 PER TORNIO DA FERRO METALLO HOLZMANN. Si adatta a ED750FD e ED 750FDQ e offre caratteristiche avanzate per la lavorazione dei metalli:
Dettagli tecnici:
| Caratteristica | Specifiche |
|---|---|
| Testa di fresatura | orientabile -90 ° - 0 ° - + 90 ° |
| Velocità | variabile, guida del prisma |
| Capacità di foratura | circa 16 mm |
| Fresa per spianare | fino a 50 mm |
| Alimentazione fine | tramite volantino |
| Visualizzazione | digitale della profondità di perforazione |
| Potenza motore S6 | 750 W |
| Potenza motore S1 | 500 W |
| Voltaggio | 230V |
| Attacco mandrino di fresatura | MK2 / MT2 |
| Velocità del mandrino di fresatura | 50-2250 min-1 |
| Capacità di foratura max. | 16 mm |
Velocità di Taglio e Avanzamento: Considerazioni Importanti
Nel campo amatoriale, dove i diametri delle frese sono relativamente piccoli, è necessario attenersi ai valori sperimentali consigliati da chi produce gli utensili ed effettuare prove. Dovremmo eseguire delle lavorazioni (prototipali) sul legno e non essendo degli esperti ci siamo rivolti ai rappresentanti di utensili ed abbiamo cercato nella rete per sapere come impostare le macchine. Eppure mi sembrano enormi perché una fresa diametro 6 mm con una Vt di 30mm/s dovrebbe girare a 95'000rpm, ma chi ci arriva, più di 30'000rpm la mia fresatrice non fa.
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Se sulla scatola degli utensili c'è scritto un valore massimo di giri probabilmente è per il grado di bilanciamento dell'utensile. Secondo me sono valori che si riferiscono a frese con diametri oltre i 100-120 mm come ho visto su altre tabelle analoghe. Sono le velocità periferiche risultanti in base ai giri ed al diametro della fresa, riportate in un diagramma logaritmico dove il diametro minimo sarebbe 10 mm ma con una velocità massima risultante (a 24000 rpm) di circa 11 m/s, molto distante da quella da loro consigliata (da 30 a 90) in base solo al materiale ed all'utensile. Infatti la massima velocità (90 m/s) la puoi avere solo con una fresa a partire dal diametro di 80 mm. Nelle macchine industriali è possibile in quanto se hai una fresa grande a più taglienti, a 8000 rpm ti escono questi valori. Questo è esattamente quello che mi sono convinto fin da subito.
Per quanto riguarda l'avanzamento per dente, c'è da considerare che in fresatura dipende molto da quanta parte del diametro fresa sia a contatto con il materiale: se si è in spianatura, con la fresa che taglia in pieno, l'avanzamento dovrà essere più prudente. In ogni caso, come per la tornitura, l'avanzamento è solo una componente del calcolo.
Aspirazione e Sicurezza nella Lavorazione
Un aspetto fondamentale, specialmente nella lavorazione del legno, è la sicurezza. Tutte le toupie hanno attacco per aspirazione trucioli. La fresatura genera polvere fine che va captata alla fonte, rendendo l'aspirazione un elemento cruciale per la salute dell'operatore e la pulizia dell'ambiente di lavoro.