La fresatura è un'operazione ad asportazione di truciolo con cui è possibile lavorare una vasta gamma di superfici. Questa operazione viene eseguita da un utensile multi-tagliente rotante chiamato fresa su una macchina utensile chiamata fresatrice. Il pezzo possiede il moto di alimentazione (avanzamento) e di appostamento, mentre il moto di taglio è fornito dalla fresa in rotazione. La fresa, ruotando, asporta trucioli dal pezzo che avanza contro di essa.
A differenza della fresatura CNC, in cui i movimenti della macchina sono guidati da un codice G pre-programmato, la fresatura manuale offre all'operatore un controllo diretto. La fresatura CNC è un processo di produzione sottrattivo che combina la fresatura tradizionale con la tecnologia del controllo numerico computerizzato (CNC), ed è ampiamente utilizzata in settori come aerospaziale, automobilistico ed elettronico grazie alla sua capacità di produrre componenti complessi e di alta qualità con un intervento umano minimo. Tuttavia, la fresatrice manuale, spesso definita con "comando a leva" o "a mano libera", è uno strumento indispensabile per lavori di precisione e versatilità in diverse applicazioni, specialmente nel settore del legno e nella prototipazione.
Come Funziona la Fresatrice Manuale
La fresatrice è un elettroutensile che costituisce una risorsa fondamentale per i professionisti, che ne possiedono più di un modello per effettuare appieno le diverse lavorazioni possibili. Tecnicamente ha una costruzione piuttosto semplice: un motore universale a spazzole ha il compito di ruotare velocemente sul suo asse per permettere l’utilizzo di un utensile sagomato montato solidalmente per mezzo di un mandrino a pinze elastiche. Il gruppo motore scorre verso il materiale da lavorare tramite due colonne montate su di una base di appoggio: una o più molle nelle colonne hanno il compito di richiamare verso l’alto la testa ruotante per garantire la sicurezza di lavoro.
La potenza del motore varia da 600 a 2300 watt, così come la corsa di lavoro (dai 35 agli 80 mm). In dotazione viene inclusa una guida parallela per permettere lavorazioni guidate e, spesso, pinze di più dimensioni per poter utilizzare frese con più tipi di attacco. In Italia ed in Europa gli attacchi delle frese sono cilindrici da mm 6, 8 e 12; in Inghilterra e negli Stati Uniti vengono invece utilizzati attacchi in pollici da un quarto (mm.6,35) e mezzo pollice (mm.12,7). Per motivi di sicurezza ogni fresa deve essere utilizzata soltanto con la pinza adatta al diametro dell’attacco: usare una fresa da 6 mm su di una pinza da ¼ comporta la certezza di avere il rilascio di una fresa tagliente che ruota a 20000 giri sul banco.
Tipi di Fresatrici Manuali e Loro Componenti
Una fresatrice è composta da diversi componenti che tagliano i pezzi. Ogni tipo di fresatrice ha una configurazione unica, che consente inoltre operazioni diverse. Di seguito sono riportati i tipi comuni che si possono considerare per un progetto.
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Fresatrice Verticale
La fresatrice verticale è caratterizzata dalla disposizione verticale del mandrino, ossia l'asse di rotazione dell'utensile. Questa macchina utensile manuale è costituita da un basamento inferiore su cui è connesso un montante verticale. All’estremità del montante è collegata la testa della macchina, inclinabile rispetto ad un asse orizzontale. Al di sotto della testa si trova la tavola portapezzo su cui si staffa il pezzo da lavorare, tipicamente serrato in una morsa. La tavola si muove nello spazio tramite delle guide a coda di rondine ed è connessa a una slitta. I tre assi sono movimentati da viti trapezoidali.
In una fresatrice verticale a torretta, il mandrino è fermo mentre il tavolo si muove lungo l'asse x. In una fresatrice verticale a letto, il tavolo può muoversi sull'asse x e il mandrino lungo la direzione del braccio sull'asse y. Le fresatrici verticali sono adatte per operazioni complesse grazie alla loro precisione. Inoltre, sono adatti per lavorare su superfici verticali e forme angolari.
Fresatrice Orizzontale
La struttura delle fresatrici orizzontali è simile a quella delle fresatrici verticali, sempre con basamento e montante verticale, ma in questo caso l’asse del mandrino è orizzontale. Dal montante sporge il mandrino a cui viene collegato l’albero portafrese per mezzo di un accoppiamento conico. Dall’altro lato, invece, l’albero porta-frese viene sostenuto da uno slittone superiore che ne evita l’eccessiva flessione durante la fresatura. Questa macchina manuale ha un campo di utilizzo abbastanza limitato e ristretto e viene usata principalmente per la spianatura di piastre e l’esecuzione di scanalature.
Fresatrice Universale
La fresatrice universale è la diretta evoluzione della fresatrice ad asse orizzontale. In questa macchina manuale, la tavola è inclinabile a piacere per mezzo di una piattaforma girevole. Spesso questa fresatrice fa uso di un divisore sincronizzato con gli avanzamenti della tavola, il che permette di fresare forme elicoidali (molto utile per esempio nella lavorazione di ruote dentate elicoidali). Grazie alla possibilità di inclinare la tavola e grazie ai vari accessori di cui dispone, questa macchina esegue fresature complesse.
Fresatrici per Uso Specifico
In base alla potenza ed al peso una fresatrice può essere adatta all’uso a mano libera oppure come motore da fresatura montato al di sotto di un banco, come fosse una piccola toupie. Una fresatrice a mano libera ha potenza da 600 a 1500 watt, mentre macchine con potenze maggiori da W2000 in su possono usare tutti i tipi di frese a codolo e sono più adatte all’uso sotto ad un banco. La toupie è un macchinario, un tipo di fresatrice, molto usata nel settore del legno di solito per profilare dei pannelli in legno o truciolare o per ricavare delle fresate su un pannello (per esempio per inserire degli schienali). È generalmente composta da un motore elettrico di grossa potenza sul quale è innestata una fresa sporgente da un banco di lavoro.
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Operazioni e Usi della Fresatrice Manuale
La fresatura meccanica è una lavorazione per asportazione di truciolo con cui si ottiene una vasta gamma di superfici. Può essere utilizzata per svariate operazioni, tra le quali la fresatura di estremità, la fresatura a smusso e la spianatura di superfici. È ideale per la produzione di lotti di quantità limitata e prototipi progettati su misura, e per la creazione di forme non simmetriche e/o molto complesse (fori, fessure, tasche, scanalature o profili tridimensionali).
Ecco alcuni usi specifici di una fresatrice manuale:
- "A mano libera": senza alcun accessorio, guidandola sul pezzo con entrambe le mani, la macchina seguirà la direzione impostale dalla mano.
- Con squadra laterale: si possono eseguire fresature perfettamente parallele al bordo del pezzo.
- Con compasso: tramite questo accessorio è possibile eseguire cerchi o figure circolari.
- Con canotto guida: montando questo accessorio è possibile ottenere fresature ripetitive seguendo una sciablona o maschera.
- Come fresatrice da banco: con guida rettilinea oppure con fresa dotata di cuscinetto a copiare per rettificare o riprodurre pezzi alla stessa misura.
- Con apposito banco: per produrre pezzi da unire a coda di rondine oppure a pettine.
Con un minimo di manualità, attenzione ed un minimo di esercizio su pezzi di scarto sarà facile ottenere fresate a mano libera, profilature, fresature di ornamento, incastri, battute, profilature e refilature.
Parametri di Lavorazione nella Fresatura
Nodo cruciale nel processo di fresatura è stabilire i parametri di lavorazione. Questi sono delle linee guida standard, da non prendere come una regola definitiva ma come un ottimo punto di partenza per impostare nel miglior modo possibile i valori ideali alla tua lavorazione.
| Parametro | Descrizione |
|---|---|
| Avanzamento | È la distanza di avanzamento della fresa (o del pezzo) durante ogni singola rotazione dell’utensile. |
| Profondità di Taglio Assiale | È la profondità di lavoro della fresa nel pezzo di lavorazione secondo il proprio asse. Maggiore è la profondità di taglio minore dovrà essere la velocità di avanzamento. |
| Velocità di Avanzamento | È la velocità del movimento della fresa rispetto al pezzo in lavorazione. |
| Profondità di Taglio Radiale | È la profondità dell’utensile, misurata lungo il suo raggio, nella superficie in lavorazione mentre esegue il taglio. |
La fresatura concorde è quella in cui il moto di rotazione della fresa procede nella stessa direzione del moto di avanzamento lineare del pezzo. Nella fresatura discorde, invece, avviene il contrario: pezzo e fresa procedono in direzione opposta.
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Gli Utensili: Le Frese
La fresa è l’utensile che permette l’asportazione del truciolo; ha una forma cilindrica a sezione circolare con denti taglienti disposti lungo la circonferenza esterna. Lo spazio tra i denti taglienti è il passo della fresa. A seconda del numero e della disposizione dei taglienti si caratterizzano varie tipologie di fresa da impiegarsi in diversi tipi di lavorazione. In linea di massima, maggiore è il numero di denti migliore è il grado di finitura apportato al pezzo in lavorazione. Durante l’operazione di sgrossatura, i taglienti subiscono variazioni di temperatura considerevoli e ciò, a lungo andare, provoca microfessure e una riduzione della loro durata.
Esistono diverse forme e tipologie di frese a seconda della lavorazione da eseguire:
- Le frese a candela per fresare tasche e scanalature.
- Le frese a spianare per eseguire spianature di piastre.
- Le frese a coda di rondine per eseguire le omonime lavorazioni.
- Le frese a disco per eseguire scanalature laterali.
In aggiunta, con l’impiego del divisore, è anche possibile lavorare le ruote dentate. A seconda della tipologia di materiale e di lavorazione da eseguire, si selezionano la dimensione, il numero di taglienti, gli angoli di spoglia del tagliente e il materiale della fresa. Per quanto riguarda le frese al diamante, spesso il numero dei giri è marchiato sulla fresa stessa dalla casa costruttrice, affidatevi tranquillamente a quella raccomandazione! Usare delle frese certificate, robuste e con la consapevolezza che vengono usate anche dai migliori del tuo settore, ti farà di certo stare molto sereno e sicuro.
Considerazioni sulla Scelta di una Fresatrice di Qualità
Nella scelta di una fresatrice, la potenza del motore e il peso sono fattori chiave. La potenza del motore varia da 600 a 2300 watt, influenzando la capacità della macchina di affrontare materiali e lavorazioni diverse. Il peso può determinare se la fresatrice è più adatta per un uso a mano libera o per essere montata come unità da banco. Le fresatrici verticali sono adatte per operazioni complesse grazie alla loro precisione. Inoltre, sono adatti per lavorare su superfici verticali e forme angolari.
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