La fresatura dell’acciaio rappresenta una delle operazioni più frequenti e strategiche nell’industria meccanica moderna. La scelta della fresa corretta non è mai un dettaglio secondario: determina la qualità superficiale del pezzo finito, la durata dell’utensile, i tempi ciclo e, in ultima analisi, la redditività complessiva della lavorazione. Un errore nella selezione può tradursi in usura prematura, vibrazioni incontrollate, finiture scadenti o, nei casi peggiori, rottura dell’utensile con conseguenti danni al pezzo e alla macchina.
Classificazione degli acciai secondo la normativa ISO
Prima di selezionare qualsiasi utensile da taglio, è indispensabile comprendere la natura del materiale da lavorare. La classificazione ISO 513 suddivide i materiali in gruppi identificati da lettere e colori convenzionali, facilitando l’abbinamento con le geometrie e i rivestimenti più appropriati. Gli acciai rientrano nel gruppo P (colore blu), che comprende materiali con formazione di truciolo lungo e continuo. Questo comportamento impone geometrie specifiche per il controllo del truciolo e rivestimenti capaci di resistere alle elevate temperature generate dal contatto prolungato tra tagliente e materiale.
Sottocategorie del gruppo ISO P
All’interno del gruppo P si distinguono diverse tipologie di acciaio con caratteristiche meccaniche e lavorabilità differenti:
- Acciai da costruzione (C10, C40, C45): durezza contenuta, buona lavorabilità, adatti a sgrossatura pesante.
- Acciai da bonifica (39NiCrMo3, 42CrMo4): maggiore durezza dopo trattamento termico, richiedono taglienti più resistenti.
- Acciai automatici (11SMn30, 11SMnPb30): elevata lavorabilità grazie ad additivi come zolfo e piombo, formazione truciolo facilitata.
- Acciai legati ad alta resistenza (AISI 4140, 4340): durezza elevata, usura accelerata dell’utensile, necessitano rivestimenti avanzati.
- Acciai inossidabili austenitici (AISI 304, 316): tendenza all’incrudimento, richiedono geometrie positive e velocità di taglio moderate.
Trapano a colonna (esempio pratico) #forare
Tipologie di frese per la lavorazione dell’acciaio
Il mercato offre una vasta gamma di frese, ciascuna progettata per operazioni specifiche. La scelta dipende dall’operazione richiesta, dalla geometria del pezzo, dalla rigidità del sistema macchina-utensile-pezzo e dalle tolleranze dimensionali e superficiali da rispettare.
Frese integrali in metallo duro
Le frese integrali rappresentano la soluzione più diffusa per lavorazioni di precisione su acciaio. Realizzate interamente in carburo di tungsteno (metallo duro), garantiscono elevata rigidità e precisione geometrica. Il metallo duro o WIDIA è il più comune e il più usato tra tutti i materiali; viene utilizzato per quasi tutte le lavorazioni ed è facilmente riconoscibile.
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| Rivestimento | Durezza (HV) | Temp. max (°C) |
|---|---|---|
| TiN | 2.300 | 600 |
| TiAlN | 3.300 | 800 |
| AlTiN | 3.500 | 900 |
Geometrie di taglio e loro influenza
La geometria della fresa influenza direttamente le forze di taglio, la formazione del truciolo, la finitura superficiale e la durata dell’utensile. Per la fresatura dell’acciaio, angoli di spoglia compresi tra +6° e +15° rappresentano un buon compromesso tra efficienza di taglio e resistenza del tagliente.
Il numero di taglienti condiziona l’avanzamento per giro e la capacità di evacuazione truciolo:
- 2 taglienti: massima capacità di evacuazione, ideali per cave profonde e scanalature.
- 3 taglienti: compromesso tra evacuazione e avanzamento, versatili per molteplici applicazioni.
- 4 taglienti: elevato avanzamento, adatti a spianatura e profilatura su macchine rigide.
Criteri di selezione operativi e macchina utensile
Arrivati a questo punto, individuata la lavorazione adatta con il giusto tagliente, l’attacco idoneo ed analizzato il materiale da lavorare, vi dovete fare un’altra domanda: Che macchina utensile sto per andare a utilizzare? Quando utilizzate una fresatrice manuale, sia che siate degli amanti del fai-da-te o un artigiano, la scelta della fresa assume una grande importanza.
Da una fresatrice low-cost ci si potrà aspettare qualche piccola fresata, ma bisogna fare attenzione alle vibrazioni. Se abbiamo tra le mani una fresatrice con poca potenza e che non riesce ad alloggiare attacchi adeguati, la parte meccanica potrebbe risultare disallineata dopo qualche giorno di lavoro. La riuscita della vostra fresata deve essere studiata ed avviene molto prima della fresata stessa.
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