Le CNC (Computer Numerical Control) sono macchine automatizzate in grado di eseguire più operazioni - fresatura, tornitura, maschiatura, alesatura - con precisione massima. E senza che l'operatore debba spostare il pezzo da una macchina all'altra. Con questi strumenti da taglio ad alta velocità puoi ottenere dei risultati specifici, basati su un'esigenza chiara: la massima precisione possibile su grandi quantità operative. Le punte sono parte integrante della produzione CNC, dove precisione ed efficienza sono fondamentali. La punta da trapano è uno degli utensili di lavorazione più comunemente utilizzati.
Punte Cilindriche per Centri di Lavoro CNC
Il primo passo di questa guida è dedicato alla definizione: le punte cilindriche per le macchine a controllo numerico computerizzato sono utensili da taglio assiali dotati di un'altissima precisione. Le punte cilindriche per i centri di lavoro CNC hanno un codolo cilindrico liscio, o con piano di trascinamento Weldon, che garantisce un perfetto centraggio nei mandrini a forte serraggio o idraulici. Proprio perché deve offrire una presa sicura e una stabilità assoluta. Il meccanismo garantisce che la punta giri perfettamente in asse, con scarso run-out: se sfarfalla anche di pochissimo, la sua durata cala drasticamente.
Nell'universo CNC si usano materiali capaci di mantenere il filo del taglio anche quando le punte o le frese diventano incandescenti. Le punte moderne per le macchine CNC, inoltre, sono autocentranti e hanno un'affilatura che impedisce di scivolare sulla superficie del pezzo all'inizio del foro. Con queste soluzioni si producono fori cilindrici e precisi. Le punte elicoidali per CNC non sono utensili generici, si utilizzano nella produzione industriale moderna. Il loro uso principale è la foratura ad alta velocità, ma le applicazioni variano in relazione al settore. Le punte CNC si usano anche per forare componenti strutturali in alluminio aeronautico, titanio o leghe speciali utilizzate per componenti medici. Ricorda che queste punte cilindriche in metallo duro per CNC - pensate per cicli di foratura semplice G81 o con procedure per scaricare il truciolo come la G83 - possono essere affilate e rivestite nuovamente.
L'Importanza Cruciale dell'Affilatura delle Punte
L’affilatura delle punte è un elemento chiave della manutenzione, che influisce sulla qualità e sull’efficienza del lavoro. Una punta smussata richiede una pressione maggiore, con un ritmo di foratura più lento, un consumo di energia più elevato e il rischio di surriscaldare sia l’utensile sia il materiale lavorato. Un’affilatura regolare contribuisce a una foratura più precisa, particolarmente importante nella lavorazione del metallo, dove conta l’accuratezza dei fori. Una punta ben affilata rimuove i trucioli in modo più efficace, riducendo il rischio di inceppamento dell’utensile e migliorando la sicurezza del lavoro. L’affilatura regolare delle punte è un elemento chiave della manutenzione e influisce sulla qualità e precisione della foratura. Un utensile affilato correttamente non solo accelera il lavoro, ma riduce anche il consumo di energia e il carico sulla macchina.
Angoli di Affilatura Specifici
L’angolo di affilatura della punta è fondamentale per l’efficacia e per l’adattamento al materiale lavorato.
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Tabella: Angoli di Affilatura Tipici per Punte
| Materiale | Angolo di Punta Standard | Note |
|---|---|---|
| Metallo | 118 gradi | Valore universale adatto alla maggior parte dei metalli |
| Legno | Circa 90 gradi | Angolo specifico per la foratura del legno |
Metodi e Strumenti per l'Affilatura
L’affilatura delle punte per metallo è un processo che richiede precisione e può essere eseguito manualmente su una mola da banco o con affilatrici specialistiche.
Affilatura manuale con mola da banco: Assicurati che la mola sia dotata di un disco abrasivo adatto. Per le punte da metallo si consiglia un disco in corindone a grana media. Tieni la punta con un angolo di 118 gradi rispetto al disco. Puoi usare un goniometro o un accessorio dedicato per impostare l’angolo corretto. Premi delicatamente la punta contro il disco, ruotandola sul proprio asse per mantenere la simmetria del tagliente.
Uso di un’affilatrice per punte: Questi dispositivi consentono un’affilatura precisa delle punte all’angolo corretto. Basta inserire la punta nel supporto, impostare l’angolo desiderato e avviare la macchina. Le affilatrici garantiscono maggiore precisione e ripetibilità rispetto all’affilatura manuale. Per facilitare e ottimizzare il processo di affilatura, vale la pena utilizzare mole da banco e smerigliatrici per utensili professionali, che garantiscono una molatura precisa dei taglienti.
La Scelta dei Dischi Abrasivi
La scelta del disco giusto è fondamentale per garantire un’affilatura efficace e prolungare la durata degli utensili.
- Dischi al corindone - I più usati per affilare punte in acciaio rapido (HSS). Hanno un’elevata resistenza all’usura e permettono un’affilatura precisa dei taglienti.
- Dischi diamantati - Indispensabili per affilare punte in metallo duro, usate per forare calcestruzzo e leghe metalliche dure.
- Dischi CBN (nitruro di boro cubico) - Consigliati per affilare punte in leghe molto dure, come le cobaltate (HSS-Co) o utensili con rivestimenti in titanio.
Precauzioni di Sicurezza nell'Affilatura
L’affilatura delle punte richiede adeguate precauzioni, perché una tecnica errata o l’assenza di protezioni possono causare infortuni e danni agli utensili. Prima di tutto, è fondamentale la protezione degli occhi - durante la molatura possono formarsi scintille e particelle di metallo, che possono essere pericolose. Va anche considerata la protezione delle mani, anche se l’uso dei guanti richiede prudenza. Con una mola da banco, guanti larghi o spessi possono ridurre la precisione e aumentare il rischio di trascinamento da parte del disco in rotazione. Un altro aspetto importante è il corretto raffreddamento della punta. Un eccessivo riscaldamento della punta durante l’affilatura può causare la perdita delle proprietà dei taglienti temprati.
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Il Flusso di Lavoro con Macchine CNC: Dal Disegno al Taglio
Partiamo con la teoria e poi successivamente aggiungeremo parti più pratiche. Incominciamo con la definizione del termine CNC, che è l’acronimo di “Computer Numerical Control”. Tradotto in italiano significa “controllo numerico computerizzato”.
L’idea di ciò che andrai a fare. L’idea può essere una richiesta specifica del cliente, uno scarabocchio su un foglio o un file già fatto da qualcun altro. A questo punto hai bisogno di pensare e prevedere le altri fasi del lavoro per riuscire ad ottenere il miglior risultato finale. Per creare il disegno non si fa altro che definire i dati che andranno a creare le forme 2D o 3D che si vogliono lavorare con la CNC. La fase del “Disegno” si può dire conclusa una volta che sono stati preparati tutti i dati 2D (Vettori) o 3D (Componenti) che sono necessari per calcolare i movimenti specifici della macchina CNC. Molti dei nostri utenti usano prodotti Vectric (VCarve Pro o Aspire) per creare i loro disegni sebbene esistano anche altri software CAD disponibili sia per creare i disegni 2D che per i modelli 3D.
Una volta completato il disegno, bisogna calcolare il vero e proprio percorso che definisce i movimenti dell’utensile nella CNC, quello che abbiamo chiamato precedente “Percorso-utensile”. Creare il tuo percorso-utensile è il passaggio chiave per passare dal mondo virtuale della progettazione del disegno alla realtà del mondo fisico. Una volta che il percorso-utensile è stato calcolato il software ti farà vedere anche un’anteprima virtuale del prodotto finito. Ciò ti permetterà di capire se quello che la macchina produrrà sarà effettivamente il prodotto voluto o meno. Tutti i software Vectric possono essere usati per la creazione dei percorsi utensile da importare su CNC, come per esempio Aspire e VCarve Pro. Ogni prodotto è sviluppato per lavorare con differenti tipi di dati in base a cosa si vuole creare. Ogni percorso-utensile ha delle opzioni che possono essere impostate per personalizzarlo per un particolare taglio. Queste opzioni variano e sono trattate in dettaglio nella documentazione e nei video tutorial. Questo ti permetterà di specificare la dimensione e la posizione di piccoli pezzi di materiale che lasciano il pezzo ancora parzialmente attaccato al pezzo originale per tenerlo saldo mentre viene lavorato in macchina. Creare una simulazione come questa ti permette di controllare se il percorso-utensile è corretto in base all’utensile e alle impostazioni scelte. Se non sembra corretto nella preview allora non sarà corretto neanche quando lo tagli.
Quando salvi il percorso utensile ti è richiesto di selezionare il Post Processor da una lista e questo determinerà il formato con cui verrà salvato il percorso-utensile. Hai bisogno di selezione il Post Processor appropriato che coincida con la tua macchina specifica o il software di controllo che usi per pilotare la macchina. Questo creerà un file che contiene tutte le informazioni di set-up, le coordinate XY e Z del percorso-utensile formattate in un modo che la tua CNC può interpretare e eseguire come instruzioni di movimento. Generalmente i costruttori di macchine ti dicono che Post Processor devi usare oppure puoi contattare il Supporto di Vectric per chiederlo. Successivamente lavori attraverso la lista dei percorsi-utensili e li salvi in file separati, uno per ogni percorso-utensile. Potresti anche decidere di attaccare insieme percorsi-utensili multipli che usano la stessa forma di utensile e dimensione e salvarli in un unico file. Se la tua CNC ha il cambio utensile automatico (automatic tool changer ATC) hai bisogno di configurarlo. Devi impostare posizione di ogni utensile e salvare tutti i percorsi-utensili dell’intero lavoro in un file singolo.
Ci sono alcuni passi cruciali che hai bisogno di completare in macchina prima che tu possa avviare il taglio del materiale. Posizionare il materiale sul banco della macchina e fissarlo in sicurezza usando uno dei modi possibili come ventose, nastro bi-adesivo, morse, staffe di bloccaggio, cunei e così via. Le macchine con il piano aspirante con generatore di vuoto useranno sempre il vuoto tranne per tagli veramente particolari e specifici. Le macchine senza piano aspirante useranno uno, o più di 1, degli altri metodi.
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Affilatura Fai-da-te delle Punte con Macchine CNC: Un Approccio Innovativo
Stiamo iniziando a forare pian piano le piastre in ferro a CNC e quindi abbiamo la necessità di avere punte sempre in ottimo stato. Volevamo sottoporre un "modo" piuttosto "arrangiato" per l'affilatura delle punte tramite CNC. Abbiamo creato un supporto per fissare le punte (con tre posizioni per punte fino a 3mm, da 3 a 6mm e da 6 a 12mm, tutte a 118 gradi + una posizione da 3 a 6mm a 135 gradi). Praticamente si va ad affilare il tagliente da un lato e poi girando la punta dall'altro con il dischetto diamantato. Le punte poggiano in fondo e quindi sono sempre alla stessa altezza. Il percorso Gcode va a togliere 1 decimo con quattro passaggi (un secondo percorso da 2 decimi per punte disastrate).
Per l'angolo del tagliente abbiamo fatto qualche prova inclinando (ad occhio) il supporto in ferro (una sorta di L saldata che si può inclinare). Bella idea. Ora chiaramente sia la posizione di fissaggio iniziale sia la rotazione per il secondo tagliente a 180 gradi è fatto ad occhio. Stiamo pensando a varie soluzioni sul come tarare la prima posizione e di conseguenza più facilmente la seconda. Così come è nato è solo un primo test. Dobbiamo capire quanti sono i gradi di inclinazione del tagliente. Purtroppo manualmente, specie su punte piccole, non si ottengono mai risultati buoni. Spesso si perde il centro e si deve star lì a correggere gli errori. E così abbiamo pensato che poteva funzionare anche con quelle elicoidali, riportando in centro punte molto usurate.
Del tipo io la metto fissa e poi è la fresa che va ad affilare facendo uso di Gcode. Punta da 6mm fissata verticalmente in un cilindro con centro noto alla CNC. Percorso gcode a piramide circolare ma con discesa nei punti giusti. Con che fresa però? Questo VIDEO mostra come si affila una punta elicoidale a mano. Come si nota, per fare le cose bene, occorrono almeno 2 movimenti rotativi "contemporanei". Per questo motivo le affilatrici CNC, di solito, sono macchine a 6 assi di cui 3 lineari e 3 rotativi... Naturalmente tutti interpolati. Considerati i costi contenuti degli affilapunte manuali dai 50€ ai 200€, se proprio ci si vuole cimentare nell'auto-costruzione, sarebbe molto più semplice imbastire un sistema meccanico. Ci sono una "tonnellata" di video di persone che ci si sono cimentate, qualcuno realizzando anche attrezzi degni di nota. Affilare una punta con un ciclo 3D con una CNC hobbistica? Si pensa che con 3 assi non si riesca nemmeno a fare i 2 taglienti? È più che altro una curiosità. Occhio a far girare una mola da 80 mm a 6000 giri su un elettromandrino cinese! Prima la bilancerei. Non si sa mai.
Non saprei... Prova! Ci proviamo... casomai miglioriamo solo il posizionamento della punta e la rotazione di 180 gradi. Per quanto concerne mole di grosso diametro sul mandrino, non crediamo siano ben bilanciate. Ora con il piccolo disco diamantato siamo sui 9mila giri e sembra andare tutto bene con asportazioni di 0,025 centesimi a volta. Si parla di un mandrinetto cinese (che già di suo bisognerebbe capire quanto è bilanciato) che gira su cuscinettini cinesi, con il quale si riesce a prendere in pinza un D20 (se non ricordiamo male) montarci una mola a sbalzo D80 senza un carter di protezione, senza bilanciatura. Il tutto staffato sulla tavola della fresatrice... ma funziona...