Fresatrice. L'alesatrice FRESATRICI E ALESATRICI

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1 FRESATRICI E ALESATRICI Fresatrice La fresatrice è una macchina utensile ad asportazione di truciolo, ideale per lavorazioni di superfici piane, per scanalature e profili complessi e per il taglio di ruote dentate (basse produzioni) mediante il divisore e l'utilizzo di un utensile rotativo detto fresa. Le lavorazioni alla fresatrice sono caratterizzate dai seguenti vantaggi: buona finitura superficiale; uniformità di produzione nel tempo; grande produttività; rapidità di esecuzione del lavoro. L'alesatrice L'alesatrice è una macchina utensile per la finitura dei fori (alesatura). Nella alesatura il moto di taglio è sempre posseduto dall'utensile, mentre il moto di alimentazione può essere posseduto dal pezzo o dall'utensile.

2 Lavorazioni alla fresatrice La fresatura può essere classificata in base alla posizione della superfice da lavorare in: periferica (superfice parallela all'asse di rotazione) frontale (superfice perpendicolare all'asse di rotazione)

3 Tipi di fresatrici Si possono distinguere le seguenti fresatrici: semplici ad asse orizzontale; universali; verticali; da attrezzisti; speciali; a bancale; a giostra; a copiare.

4 Fresatrici semplici ad asse orizzontale Le fresatrici semplici ad asse orizzontale sono così definite perché hanno l'asse del mandrino orizzontale e la tavola portapezzi limitati a movimenti di traslazione. Possono essere impiegate per realizzare spianature di superfici, profili scanalati e, mediante frese sagomate (frese di forma), profili più diversi su singoli pezzi o di piccola serie. Sull'albero portafresa si possono montare contemporaneamente più utensili ed effettuare diverse lavorazioni in simultanea, raggiungendo così una notevole produttività. Gruppo mensola-carrellotavola portapezzo è dotato di avanzamento automatico e manuale, ha lo scopo di fornire i moti di alimentazione durante le lavorazioni dei pezzi. Gli utensili utilizzati nelle fresatrici ad asse orizzontale sono le frese a taglio periferico. La tavola portapezzo dovrà muoversi su un sistema di guide tali da consentire gli spostamenti nelle tre direzioni.

5 Fresatrici universali Le fresatrici universali sono simili alle fresatrici semplici orizzontali, poiché hanno l'asse del mandrino orizzontale. La tavola portapezzo, oltre ai movimenti di traslazione, ha un movimento di rotazione manuale attorno a un asse verticale, che le permette di essere obliqua rispetto all'asse mandrino.

6 Mandrino Il mandrino si trova all'interno della parte superiore del montante. Preleva il moto di rotazione dal cambio di velocità. A esso è collegato, mediante tirante e attacco conico, l'albero portafresa

7 Fresatrici verticali Le fresatrici verticali, o ad asse verticale, prendono il nome dall'orientamento dell'asse del mandrino, nella fattispecie, verticale e generalmente orientabile. Le fresatrici ad asse verticale utilizzano frese frontali e frese a gambo con asse verticale e possono essere impiegate per realizzare: spianature di superfici singole o multiple; lavorazioni di superfici inclinate a "V", a coda di rondine, guide di scorrimento a "U" e di bloccaggio a "T"; accoppiamenti prismatici; taglio di sedi per linguette e chiavette di calettamento; costruzione di ingranaggi a denti diritti, inclinati o conici.

8 Altri tipi di fresatrici Fresatrici a bancale Le fresatrici a bancale sono particolarmente stabili e rigide. Fresatrici a copiare Nelle fresatrici a copiare è presente un tastatore che esplora, con movimenti trasversali, la superficie di un modello, trasmettendo la quota rilevata alle tre slitte della mensola. Fresatrici a giostra Le fresatrici a giostra sono caratterizzate dalla tavola circolare portapezzo con diverse postazioni di lavoro, in modo da consentire la lavorazione di più pezzi contemporaneamente, eliminando il tempo morto di macchina-ferma durante il caricamento del pezzo successivo.

9 ATTREZZATURE PER FRESATRICI Morsa con serraggio concentrico

10 Morsa inclinabile

11 Barra seno con morsa

12 Portautensili con attacco esterno a cono ISO e bloccaggio interno con pinza

13 Testa angolare monomandrino e testa plurimandrino

14 Divisore meccanico semplice nf=

15 Divisore meccanico universale o differenziale Si ricorre al divisore meccanico universale quando non è possibile utilizzare il divisore semplice, ovvero nei casi in cui nessun valore di garantisce che Xf ori assuma un valore intero. In tali condizioni il disco forato, non più solidale all'incastellatura del divisore, è messo in rotazione dalla ruota conica a esso solidale, che riceve il moto mediante una serie di ruote dall'asse mandrino. In questo senso, la rotazione della manovella con il nottolino genera, insieme alla rotazione dell'asse mandrino, anche la rotazione del disco forato, il quale ruota di una porzione di arco che, a sua volta, supplisce al valore non intero assunto da x fori.

16 Si sceglie un numero n 1 vicino al numero n di divisioni da realizzare. Si calcola il numero di fori da contare sul disco forato, utilizzando la seguente relazione: Si calcola il numero di denti che devono avere le ruote dentate per realizzare il rapporto di correzione τ calcolato: Si montano le ruote e si svincola il disco forato dal corpo del divisore.

17 UTENSILI PER LA FRESATURA Gli utensili impiegati nelle operazioni di fresatura, detti frese si classificano: In base al tipo di taglio tangenziali, se i denti sono ricavati sulla parte cilindrica della fresa frontali, se i denti sono ricavati su una delle superfici piane della fresa a due tagli, con denti attivi su due a tre tagli, con denti attivi su tre lati

18 In base alla forma cilindriche a disco ad angolo a profilo di forma a codolo cilindrico o conico

19 In base al materiale da lavorare e alle caratteristiche dell'utensile esecuzione N (frese con molti denti, adatte per lavorare materiali di media durezza su macchine di limitata potenza); esecuzione D (frese con pochi denti robusti, adatte per lavorare materiali duri e tenaci su macchine di elevata potenza); esecuzione T (frese con pochissimi denti, adatte per lavorare materiali teneri e malleabili con forti velocità di taglio).

20 In base alle forme costruttive frese integrali, ovvero di acciaio rapido o di metallo duro frese con placchette brasate; frese con inserti a più taglienti fissati meccanicamente frese con placchette brasate su lame fissate meccanicamente. Riassumendo. Abbiamo classificato le frese in base al tipo di taglio; la forma; il materiale da lavorare e le caratteristiche dell'utensile le forme costruttive.

21 PARAMETRI DI TAGLIO Nelle operazioni di fresatura i parametri di taglio (velocità, avanzamento e profondità di passata) devono essere scelti in modo tale che nelle lavorazioni di sgrossatura venga utilizzata la massima potenza possibile della macchina. Per le lavorazioni di sgrossatura, è opportuno diminuire la velocità di taglio e aumentare la sezione di truciolo, cosicché si possa aumentare la durata del tagliente Per le lavorazioni di sgrossatura, eseguite con utensili in acciaio super-rapido, si consiglia di assumere una profondità di passata pari a circa 5 mm, scegliendo i valori massimi dell'avanzamento e i valori minimi della velocità. Per le lavorazioni di finitura, con profondità di passata pari a circa 1 mm, è opportuno scegliere i valori più elevati della velocità e quelli più bassi dell'avanzamento.

22 Velocità di taglio D= diametro fresa

23 Velocità di avanzamento Volume di truciolo asportato

24 Fresatura in disconcordanza In questo caso la velocità periferica della fresa e l'avanzamento del pezzo hanno direzioni opposte. Il dente della fresa comincia a tagliare dalla parte già fresata e il truciolo, inizialmente di spessore 0, raggiunge il valore massimo quando il dente esce dal pezzo. L'utensile lascia la presa del pezzo nelle condizioni di sollecitazione massima, creando vibrazioni, tendendo a distaccare il pezzo dalla tavola e generando una scadente finitura superficiale.

25 Fresatura in concordanza In questo caso, la velocità periferica della fresa ha la stessa direzione dell'avanzamento del pezzo. Il dente della fresa comincia a tagliare nella parte alta del pezzo e lo spessore del truciolo è massimo all'inizio e decresce gradualmente sino a diventare. Con questo tipo di lavorazione si ottiene una finitura superficiale migliore, minori vibrazioni, minore potenza assorbita, minore riscaldamento degli spigoli taglienti e minore usura, a tutto vantaggio della loro durata.

26 Potenza di fresatura [KW] Se più denti sono in presa: Se un solo dente è in presa Dove: K s indica il carico di strappamento unitario, cioè la forza necessaria a tagliare un truciolo la cui sezione vale 1 mm 2 (VD pg seguente); q m rappresenta la sezione media del truciolo; r è un coefficiente, dipendente dal materiale lavorato, che tiene conto del fatto che la forza non aumenta proporzionalmente alla sezione Poiché la potenza necessaria per il moto di avanzamento si considera, di norma, pari al 15% di quella di taglio si può scrivere: Il motore avrà la potenza:

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28 Potenza nella Fresatura frontale Si utilizzano le stesse formule della fresatura periferica in cui Zp è calcolato con la formula:

29 Metodo semplificato per il calcolo della potenza di fresatura In prima approssimazione, la potenza di fresatura si può calcolare con la seguente espressione: p rappresenta la profondità di passata; b è la larghezza di fresatura; V a rappresenta la velocità di avanzamento [mm/min] ; K è la capacità di asportazione di truciolo nell'unità di tempo [cm 3 /(min kw)].