Tecnologia Meccanica. Asportazione di truciolo 1

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1 Asportazione di truciolo 1

2 3.Asportazione di truciolo Fonti Giusti M., Santochi F., e studi di fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana Cap.9, Cap. 10 Gabrielli F., Ippolito R., Micari F., Analisi e Tecnologia delle lavorazioni, McGraw-Hill Cap.8 Asportazione di truciolo 2

3 Lavorabilità Attitudine di un materiale a subire lavorazioni di taglio con asportazione di truciolo (truciolabilità). Punto di vista economico: definita come pezzi/h, costo di lavorazione Punto di vista tecnologico: definita con riferimento ad uno dei criteri: Durata del tagliente: lavorabilità proporzionale al volume di truciolo asportato durante il periodo di vita utile dell utensile Forza ed energia del taglio: lavorabilità inversamente proporzionale all energia specifica di taglio Finitura ed integrità superficiale: lavorabilità tanto maggiore quanto migliore è la finitura superficiale Tipo e forma del truciolo: un materiale lavorabile consente di ottenere trucioli frammentati facilmente evacuabili Difficilmente un materiale soddisfa tu7 i criteri elenca8 quan8ficazione piuttosto aleatoria Asportazione di truciolo 3

4 Lavorabilità Le prove per determinare la lavorabilità devono necessariamente essere di tipo tecnologico: Usura utensile (microscopia) Forze di taglio (dinamometri) Finitura superficiale (rugosimetri) determinati nelle condizioni di lavoro, per certi set di parametri tecnologici. Indice di lavorabilità: rapporto tra v per una durata prefissata dell utensile per materiale di prova e la v alla stessa durata nella lavorazione di un materiale campione (AIS B1112 per mat. ferrosi) Lavorabilità proprietà del sistema tu7 i parametri che la cara?erizzano devono essere definiti in modo preciso(norma ISO ) Asportazione di truciolo 4

5 Lavorabilità Dipende da varie caratteristiche: Del materiale: Composizione chimica Lavorazioni/trattamenti termici subiti in precedenza Deformazione plastica Incrudimento Ricristallizzazione Dalla tecnologia/lavorazione: Sgrossatura/finitura Fresatura concorde/discorde Lubro-refrigerazione Dell utensile: Materiale Angoli di spoglia Rompitruciolo Fasi Dimensioni dei grani Orientazione dei grani Asportazione di truciolo 5

6 Lavorabilità In particolare per il materiale in lavorazione, proprietà fisiche e meccaniche: Bassa duttilità: formazione e distacco del truciolo con minimo scorrimento e facilità la rottura del truciolo Bassa resistenza a taglio: riduce forza di taglio e energia Debole legame metallurgico utensile-truciolo: riduce usura per diffusione Ridotta presenza di inclusioni dure: riduce usura per abrasione Elevata conducibilità: riduce le temperature raggiunte Acciai: Aumento di durezza e resistenza meccanica e diminuzione lavorabilità al crescere di C%e degli elementi di lega Acciai ad elevata lavorabilità: Con aggiunta di elementi di lega come Pbo S che però riducono le proprietà meccaniche (quando sollecitazioni non gravose) Asportazione di truciolo 6

7 Lavorabilità Acciai inossidabili: Austenitici: difficili da lavorare sia per la tendenza ad incrudire che per la bassa conducibilità termica Ferritici: presentano buona lavorabilità Mertensitici: generalmente abrasivi e richiedono utensili con elevata durezza a caldo e resistenti all usura Ghise: buone caratteristiche di lavorabilità rispetto alla formazione del truciolo (truciolo corto), abrasività cementite, fragili Al e sue leghe: Soddisfano maggior parte dei criteri di lavorabilità, basse T in zona di taglio permettono v elevate. Cu e sue leghe: ha bassa lavorabilità che migliora nel caso di leghe (ottone meglio di bronzo) Magnesio: basso Ks Titanio: bassa conducibilità, alto Ks Asportazione di truciolo 7

8 Classificazione delle lavorazioni Classificazione secondo i movimenti: Moto di taglio Moto di avanzamento: Moto di registrazione: Rettilineo Alternativo Rotatorio continuo Intermittente Posizionare l utensile in prossimità della zona di lavoro All utensile o al pezzo Asportazione di truciolo 8

9 Classificazione delle lavorazioni Classificazione secondo il contatto utensile pezzo: Continuo Monotaglienti Tornitura Limatura Piallatura Stozzatura Bitaglienti Foratura Pluritaglienti Brocciatura Discontinuo Pluritaglienti Fresatura Taglienti indefiniti Rettifica Asportazione di truciolo 9

10 Classificazione delle lavorazioni Classificazione secondo il moto di taglio: Rotatorio Rettilineo Torni tura Foratura Alesatura Fresatura Rettifica (pezzo) (utensile) (utensile) (utensile) (utensile) Limatura Piallatura Stozzatura Brocciatura (utensile) (utensile) (utensile) (utensile) In genere è più facile mettere in movimento ad elevata velocità l utensile rispetto al pezzo Asportazione di truciolo 10

11 Tornitura Asportazione di truciolo 11

12 Tornitura Torni Le macchine utensili per la tornitura sono detti torni. Secondo le caratteristiche costruttive si possono distinguere: Tornio parallelo, il più comune e diffuso Tornio a torretta, per lavorazioni di una certa ripetibilità Torni frontali e verticali, per pezzi di grandi dimensioni Tornio automatico, per produzioni di serie Tornio a copiare, per pezzi di forma complessa Tornio a controllo numerico, in grado di eseguire automaticamente complessi programmi di lavoro e gestire più utensili sulla stessa torretta. Asportazione di truciolo 12

13 Tornitura Tornio parallelo Tornio paralleloil moto principale o di lavoro è rotatorio ed è posseduto dal pezzo, che è fatto ruotare dall'albero principale della macchina (mandrino). Con particolare riferimento a: Sistemi di fissaggio del pezzo in lavorazione. Carro (slitta trasversale, slitta longitudinale, torretta portautensile). Sistemi di trascinamento (barra, madrevite). Guide e Dispositivi di regolazione e di comando. Dispositivi di azionamento (motore, trasmissione, gruppi cambio). Asportazione di truciolo 13

14 Tornitura Tornio parallelo Basamento sul quale sono ricavate le guide di scorrimento del carro e della controtesta La testa motrice dove è alloggiato il mandrino (asse tornitura) che riceve moto rotatorio di taglio da un motore elettrico attraverso cambio velocità. Moto rotatorio cinema8smi cambio vel. avanzamen8 due organi rotan8 (vite- madre e barra). Asportazione di truciolo 14

15 Tornitura Tornio parallelo Il carrello portautensile è costituito da carro longitudinale (// asse dei tornio), da una slitta trasversale, da una slitta orientabile attorno ad un asse verticale (per orientamento utensile) ed infine dalla torretta portautensili. L'utensile è saldamente fissato alla torretta mediante una staffa che lo serra con delle viti. La controtesta, ha funzione di alloggio contropunta è utilizzata per il sostegno del pezzo in rotazione o per montaggio di utensili pluritaglienti per foratura, allargatura, alesatura. Nel tornio parallelo, il movimento di avanzamento è posseduto dall'utensile ed ha in genere direzione parallela all asse del tornio (avanzamento longitudinale); nella tornitura piana (sfacciatura) l'utensile avanza perpendicolarmente all'asse dei tornio (avanzamento trasversale). Asportazione di truciolo 15

16 Tornitura Tornio parallelo Asportazione di truciolo 16

17 Tornitura Operazioni di tornitura La tornitura si definisce in vari modi a seconda della superficie che si vuole ottenere e a seconda della posizione dell utensile. In base alla superficie che si vuole ottenere si parla di: Tornitura piana (o sfacciatura):superfici piane perpendicolari all asse di rotazione del pezzo. Tornitura conica: superfici coniche. Tornitura cilindrica: superfici cilindriche coassiali con l asse di rotazione del pezzo. Tornitura elicoidale: superfici elicoidali (ad esempio le filettature sul tornio). Tornitura di forma (o profilatura): superfici dai contorni complessi. Asportazione di truciolo 17

18 Tornitura Operazioni di tornitura Secondo la posizione dell utensile la tornitura si distingue in: tornitura esterna: lavorazione della parte esterna del pezzo. tornitura interna: lavorazione della parte interna di un pezzo cavo. Asportazione di truciolo 18

19 Tornitura Operazioni di tornitura Velocità di taglio in tornitura è espressa dalla relazione: v = (πd n)/1000 (m/min) D è il diametro della superficie lavorata in mm n velocità angolare del pezzo giri/min Velocità di avanzamento: v a = a n (mm/min) a avanzamento per giro mm/giro Asportazione di truciolo 19

20 Tornitura Operazioni di tornitura Asportazione di truciolo 20

21 Tornitura Operazioni di tornitura Tornitura cilindrica esterna: utensile ha moto di alimentazione parallelo all asse di tornitura. Tornitura piana esterna (sfacciatura): superfici piane perpendicolari all asse di tornitura con alimentazione perp. a tale asse affinché v rimanga costante n deve variare in funzione della posizione angolare del pezzo. χ=90 χ=45 χ=90 χ=45 sgrossatura Cilindratura e sfacciatura Asportazione di truciolo 21

22 Tornitura Operazioni di tornitura Tornitura esterna di superfici complesse: combinando i due moti di alimentazione parallelo e perpendicolare asse del tornio si ottengono superfici di rivoluzione inclinati o ad arco di circonferenza (es. conici) accessibilità utensile garantita con angoli di punta di Generatrice con tratti rettilinei Generatrice curvilinea Asportazione di truciolo 22

23 Tornitura Operazioni di tornitura Tornitura interna: partendo da fori già presenti sul pezzo si possono realizzare superfici di rivoluzione aventi generatrici complesse (rettilinee o curvilinee) utensili con stelo del massimo diametro compatibile con ingombro (flesso-torsione + riduzione rigidezza all aumentare di L/D del foro) Utensili soggetti a vibrazione, per cui ae p< esterne. cilindratura Generatrice tratti rettilinei Asportazione di truciolo 23

24 Tornitura Operazioni di tornitura Filettature interne e esterne: con utensili di idonea geometria, moto di alimentazione parallelo all asse tornitura e avanzamento uguale al passo di filettatura. Rotazione del pezzo e avanzamento utensile perfettamente collegati (sistemi mecc. o elett.); inserto montato con inclinazione 0-2 Forme inserto Asportazione di truciolo 24

25 Tornitura Operazioni di tornitura Esecuzione di gole esterne e interne: effettuate con utensile in corrispondenza della posizione longitudinale della gola, mediante moto di appostamento e moto di alimentazione radiale. Ogni tipo di gola richiede inserto specifico Es. Troncatura: alimentazione radiale arriva a tagliare completamente (stelo a forma di lama) larghezza 3-6 mm (limite vibrazione) Con avanzamento radiale Con avanzamento obliquo Troncatura Asportazione di truciolo 25

26 Tornitura Operazioni di tornitura Esecuzione e lavorazione di fori: fori con asse coincidente con quello di tornitura o allargature o finiture di fori preesistenti usando utensili come punte a elica, allargatori, alesatori. Zigrinatura: operazione di deformazione plastica a freddo per trasformare superficie cilindrica tornita in una superficie adatta a facilitare l afferraggio manuale due rulli con zigrinatura incrociata premuti sulla superficie Asportazione di truciolo 26

27 Tornitura Fissaggio pezzo Il pezzo può essere montato sul tornio parallelo in più modi per ricevere il moto rotatorio necessario alla lavorazione: a sbalzo su mandrino autocentrante: in questo caso sulla filettatura dell albero del tornio viene montato il mandrino autocentrante. Tornitura di pezzi corti, oppure per operazioni di sfacciatura, troncatura, esecuzione di fori da centro o altre lavorazioni assiali. Tra le punte, tra punta e contropunta: in questo caso sull asse del tornio viene montata la punta, sulla filettatura dell albero viene avvitato un disco munito di un perno eccentrico (girabrida), che trascina in rotazione il pezzo. Sulla controtesta viene inserita la contropunta. Per poter effettuare questo tipo di montaggio sulle due estremità del pezzo devono essere preventivamente eseguiti i fori da centro. Tra il mandrino autocentrante e la contropunta: è una combinazione delle due possibilità precedenti. Asportazione di truciolo 27

28 Tornitura Fissaggio pezzo Asportazione di truciolo 28

29 Tornitura Individuazione della sezione del truciolo: Sussiste il seguente legame tra χ, a, s, p ed l s = a sinχ l = p/sinχ Per χ=90, si ha s=a e l=p. Aumentando ψ, s ed l. Considerazioni: Poichèla durata del tagliente è influenzata principalmente dallo spessore del truciolo, aumentando ψ si possono ottenere durate maggiori o, a parità di vita utile, si può lavorare a maggiori velocità di taglio. Asportazione di truciolo 29

30 Tornitura Considerazioni: E bene comunque evitare spessori di truciolo troppo ridotti perché potrebbero insorgere fenomeni di rifiuto, con conseguente strisciamento. Un aumento dell angolo ψ comporta un aumento della forza di taglio e di quella di repulsione. Forze di repulsione elevate portano ad una maggiore inflessione del pezzo lavorato, con conseguente difficoltà a mantenere le tolleranze. Asportazione di truciolo 30

31 Tornitura Criteri di scelta dei parametri di taglio: Profondità di passata varia tra mm per finitura, 1-10 mm per sgrossatura Avanzamento varia tra mm/giro Per gole e troncature mm/giro Velocità di taglio tra m/min per acciai, tra m/min per ghise, fino a 2000 m/min per leghe leggere Velocità di taglio nel caso di filettature, gole e troncature si riducono del 50% Asportazione di truciolo 31

32 Foratura Lo scopo è ottenere un foro cilindrico. La qualità della lavorazione è bassa, tanto che normalmente la si considera un operazione di sgrossatura (IT11, R a 3μm). Lavorazione molto comune che comprende centratura, foratura, allargatura, alesatura, svasatura, maschiatura. Asportazione di truciolo 32

33 Foratura Trapani Moto di taglio è trasmesso all utensile dal mandrino attraverso motore elettrico e cambio di velocità, è rotatorio e continuo Moto di alimentazione posseduto dall utensile o dal pezzo può essere manuale o automatico è ricavato dal moto del mandrino, è rettilineo Pezzo bloccato con una morsa o blocchetti a V o staffe, Il moto di appostamento è posseduto dal pezzo (nei trapani sensitivi e a colonna) o dall utensile (trapano radiale) serve a far coincidere l asse dell utensile con quello del foro e ad avvicinare l utensile alla superficie del pezzo. Asportazione di truciolo 33

34 Foratura Trapani I trapani si possono distinguere in trapani portatili, fissi, a uno o più mandrini, in linea, che a loro volta possono essere: verticali (sensitivi, a colonna, multipli), orizzontali (alesatrici ecc.), radiali e universali Da banco, sensitivo A colonna radiale Asportazione di truciolo 34

35 Foratura Trapani Trapani sensitivi: con avanzamento manuale, si utilizza con punte di piccolo diametro ( 10 mm) su pezzi di piccole dimensioni Trapano a colonna: per forature con punte anche di grande diametro data la rigidezza e presenza di un sistema di avanzamento automatico Trapano radiale: per forature leggere o pesanti su pezzi ingombranti Normalmente le operazioni di foratura devono essere precedute dall operazione di tracciatura per marcare la posizione dell asse del foro Nelle lavorazioni di serie si utilizzano attrezzature che permettono l accurato riferimento e bloccaggio e la guida delle punte mediante boccole. Asportazione di truciolo 35

36 Foratura Operazioni di foratura Tipi di punte per foratura: Asportazione di truciolo 36

37 Foratura Operazioni di foratura L utensile più semplice è la classica punta elicoidale Struttura della punta: Un codolo cilindrico o conicoper il fissaggio e centraggio sul mandrino e per la trasmissione del moto e della coppia di taglio. Una parte cilindrica con due scanalature elicoidali opposte rispetto all asse della punta con inclinazione ϕ. Permettono l evacuazione dei trucioli e di consentire l afflusso di lubrorefrigerante. Due taglienti formanti un angolo η, dati dall intersezione delle scanalature elicoidali con la superficie di estremità. Segmento rettilineo in punta non adatto al taglio (deriva dalla geometria di affilatura). Un tagliente secondario avente essenzialmente funzione di guida della punta nel foro e lisciatura della parete cilindrica generata, detto quadretto. Asportazione di truciolo 37

38 Foratura Operazioni di foratura Grandezze caratteristiche: Angolo tra i taglienti η Quadretto (spigoli elicoidali di guida BB e EE ): piccolo angolo di spoglia αserve come guida e lisciatura della parte cilindrica del foro Faccette di affilatura Nocciolo centrale con diametro e = D assicura la resistenza a torsione della punta stessa (diametro limitato dal deflusso trucioli) Asportazione di truciolo 38

39 Foratura Operazioni di foratura Valori di ϕed η, devono essere scelti considerando: Assicurare spinta contraria alla direzione di avanzamento e lasciare una sezione libera di passaggio tra le superfici delle scanalature elicoidali. Garantire un valore dell angolo di spoglia superiore adatto al materiale Conferire adeguata resistenza meccanica Permettere ai trucioli di avvilupparsi secondo un elicoide di diametro simile a quello delle scanalature resistenza di a?rito trucioli-foro. A seconda dei valori ϕ ed ηsi distinguono: N: per foratura di acciai da costruzione, ghisa grigia, leghe non ferrose D: per foratura di materiali duri e tenaci T: per foratura di materiali molto teneri e malleabili Asportazione di truciolo 39

40 Foratura Operazioni di foratura Gli angoli di spoglia α e γdi ogni tagliente dipende dall inclinazione delle scanalature elicoidali (petto utensile) e dalla geometria delle faccette di affilatura (fianco) Tutti gli angoli sono costanti ma dipendono dall avanzamento a Considerando P del tagliente a d/2 dall asse durante foratura P percorre un elica con diametro d e passo a. Asportazione di truciolo 40

41 Foratura Operazioni di foratura Triangolo PAB, per sola rotazione angoli apparenti α 0 e γ 0, con avanzamento angoli di spoglia reali αe γ: Asportazione di truciolo 41

42 Foratura Operazioni di foratura αe γvariano al variare del punto P e in funzione di a Per a, l angolo αpuò assumere anche valore nullo (tallonamento). Il problema è più accentuato per valori di dpiccoli, punta è tale per cui α 0 andando dalla periferia al centro della punta (e viceversa per γ) affilando le due faccette secondo due superfici coniche. Asportazione di truciolo 42

43 Foratura Operazioni di foratura Operazione di centratura si effettua con punta a centrare guida per il posizionamento della punta ad elica, necessaria per: forature non perpendicolari alla superficie del pezzo, forature con piccolo diametro Altri utensili per forature: Punta doppia: foro con svasatura cilindrica Punta a gradini:foro a più diametri (sgrossatura fori conici) Inserti in carburi sinterizzati: alte produttività Punta con canali: per adduzione fluido lubrorefrigerante Punta da centri Punta doppia Punta a gradini Perforatore con inserti Punta con canali Asportazione di truciolo 43

44 Foratura Parametri principali Principali elementi geometrici di una punta ad elica: Diametro della punta, D( 5/100 mm per microforaturea 150 mm) Angolo di inclinazione dell elica dei taglienti, ϕ(12-45 ) Angolo tra i taglienti η( ) Angolo ψ dello spigolo centrale ( ) Asportazione di truciolo 44

45 Foratura Valutazione potenza Valutazione di coppia e potenza in operazioni di foratura: La forza di taglio per ogni tagliente 2 componenti: P 1 e P 2 P 1 forza di penetrazione P 2 coppia di foratura Sezione del truciolo: S = a/2 D/2 Coppia: M = P 2 D/2 = K s a/2 D/2 D/2 = a D 2 K s /8 W = M ω= M 2πn/60 = a D 2 K s /8 2πn/60 1/1000 [W] Asportazione di truciolo 45

46 Foratura Operazioni di allargatura Operazioni di allargatura: Allargare foro cilindrico Allargatore: nocciolo centrale maggiore e 3-4 taglienti nella parte frontale maggiore precisione del foro Realizzare sedi cilindriche e coniche su fori preesistenti Allargatore per svasature cilindriche, parte frontale cilindrica di diametro d, e svasature coniche Allargatore cilindrico 3 taglienti 4 taglienti Allargatore per svasature cilindriche Allargatore per svasature coniche Asportazione di truciolo 46

47 Alesatura Operazione utilizzata per la finitura dei fori effettuata con un utensile pluritagliente. Il moto di taglio rotatorio può essere impresso sia al pezzo che all utensile, il moto di avanzamento è sempre impresso all utensile. L utensile consta di 3 parti: imbocco a forte conicità, tratto di lavoro a debole conicità, tratto di calibrazione a diametro costante. Taglienti: dritti o elicoidali. Diametri: da qualche mm 40 mm. Utensile con n taglienti Sovrametallo asportato: decimo di mm che si dividono l avanzamento Velocità di taglio: 3 e 10 m/min. per giro Rugosità ottenibili: Ra=0.8-3 μm (IT7) Asportazione di truciolo 47

48 Barenatura Processo per finitura di fori anche di grande diametro. Può essere schematizzata come una tornitura interna in cui però il moto di taglio e avanzamento sono attribuiti all utensile. Si possono modificare e correggere l asse del foro. Velocità di taglio comparabili a quelle della tornitura. Effetto della forza centrifuga con utensile non simmetrico. Asportazione di truciolo 48

49 Maschiatura Filettatura di fori con utensili detti maschi, con moto di taglio rotatorio a mano o a macchina Asportazione del soprametalli progressiva (variazione sporgenza denti): operazione sgrossatura + finitura Maschio: Codolo cilindrico con sezione quadrangolare di attacco Parte filettata interrotta longitudinalmente da 3-4 canali rettilinei o elicoidali (sezioni canali realizzano opportuni γ) Asportazione di truciolo 49

50 Fresatura Operazioni di fresatura permettono di realizzare molti tipi di superfici lavorate,: piane, scanalature, smussi, sedi di linguette e chiavette, taglio di ruote dentate. Asportazione di truciolo 50

51 Fresatura Fresatrici Ci sono diversi tipi di macchine fresatrici: Fresatrice orizzontale: costituita da basamento su cui c è montante che sostiene: a) la testa motrice, costituita da un braccio su cui è montato l'albero portafresa, dal motore, da cambi velocità; b) un gruppo di slitte per i vari spostamenti dei pezzo; c) meccanismiper la trasmissione del movimento di avanzamento al pezzo. Fresatrici verticali: grosse macchine da produzione destinate essenzialmente a lavorazioni dispianatura(ridurre piana una superficie). Sono caratterizzate dalla disposizione verticale del mandrino e della fresa. Orizzontale Verticale Asportazione di truciolo 51

52 Fresatura Fresatrici Fresatrice per attrezzisti: sono dotate di una slittain più girevoleattorno a un asse verticale, è possibile orientare l'asse longitudinale della tavola secondo un angolo variabile da 0 a Ha la testa a dividere, o divisore, per l'esecuzione di scanalature su alberi, per la costruzione di ruote dentate, per l'esecuzione di scanalature di maschi lavori in cui è necessario un certo numero di divisioni di ampiezza angolare assegnata. Asportazione di truciolo 52

53 Fresatura Processo molto diffuso nell industria. La fresa è un utensile pluritagliente, con taglienti su vari tipi di superfici; ogni dente può essere assimilabile ad un utensile monotagliente. Si distingue in base alla direzione dell asse della fresa rispetto alla superficie del pezzo: periferica o frontale Periferica asse fresa \\ alla superficie lavorata Frontale asse fresa alla superficie lavorata Asportazione di truciolo 53

54 Fresatura Lavorazioni possibili Asportazione di truciolo 54

55 Fresatura Lavorazioni possibili Asportazione di truciolo 55

56 Fresatura Frese possono essere completamente in acciaio superrapido o con taglienti in carburi sinterizzati Taglienti possono essere rettilinei o elicoidali Geometria dei denti della fresa: Denti fresati o denti di sega: di comune impiego, si affila solitamente sul fianco Denti spogliati o a profilo costante: per la realizzazione di scanalature con profilo invariabile con le successive affilature sul petto: fianco dei taglienti è profilato secondo archi di spirale logaritmica e ogni dente conserva la medesima forma, γ = 0 Diametro fresa Forze di taglio bassa produttività Asportazione di truciolo 56

57 Fresatura Tipi di frese Frese cilindriche: taglienti disposti su una superficie cilindrica Realizzare superfici piane Montate su albero porta-fresa asse (periferica) Frese cilindrico-frontali: taglienti disposti su una superficie cilindrica e su una piana perpendicolare all asse Frese a manicotto, frese a codolo, frese a carburi sinterizzati Realizzare spianature o lavorazione contemporanea di due superfici ortogonali (contornature, superfici complesse) Asportazione di truciolo 57

58 Fresatura Tipi di frese Frese a disco a tre tagli: taglienti su superficie cilindrica e su due superfici piane perpendicolari. Elevato rapporto D/spessore. Scanalature a sezione rettangolare e generatrice rettilinea Frese a disco registrabili (denti periferici sfalsati) Denti dritti Denti elicoidali Registrabile Asportazione di truciolo 58

59 Fresatura Tipi di frese Frese per scanalature a T: codolo cilindrico o conico a denti dritti o elicoidali su tre superfici Realizzazione scanalature a T Frese ad angolo: denti su due superfici coniche simmetriche e non Realizzazione scanalature a generazione rettilinea, es. guide a cosa di rondine Biconica Piano-conica Frese a profilo costante: denti spogliati (γ=0) Frese modulari per taglio ruote dentate denti dritti o elicoidali Frese con profilo semicircolare convesso o concavo. Modulare Asportazione di truciolo 59

60 Fresatura Fresatura periferica La fresatura periferica è nata per spianare superfici e per tagliare scanalature, ma recentemente nella spianatura è stata sostituita dalla fresatura frontale. La fresa ad azione periferica si è trasformata nella fresa a candela con azione combinata periferico-frontale Taglio di ruote dentate e scanalature Asportazione di truciolo 60

61 Fresatura Fresatura periferica La sezione di truciolo asportata non si mantiene costante, essa è compresa tra 2 archi di cicloide, il cui raggio della polare mobile ρ può essere calcolato imponendo la condizione di rotolamento senza strisciamento: ω= velocità angolare fresa n= velocità di rotazione della fresa (giri/min) Va= velocità avanzamento pezzo (mm/min) a= valore avanzamento corrispondente a una rotazione completa della fresa (mm/giro) Asportazione di truciolo 61

62 Fresatura Fresatura periferica Per semplicità i due archi di cicloide possono essere assimilati a due archi di circonferenza di centri O e O. O-O = a z : avanzamento per dente n= velocità di rotazione della fresa (giri/min) Va= velocità avanzamento pezzo (mm/min) z= numero di denti della fresa Asportazione di truciolo 62

63 Fresatura Fresatura periferica Si distingue tra fresatura in discordanza (up milling) e fresatura Fresatura in discordanza Il vettore Va è opposto al vettore velocità periferica nel punto in cui il denteentraincontattoconilpezzo Fresatura in concordanza: Il vettore Va è concorde al vettore velocità periferica nel punto in cui il denteentraincontattoconilpezzo Pezzo sollevato: basse tolleranze Pezzo spinto contro utensile: moto regolare (recupero automatico dei giochi) Zona di lavoro: già lavorata Usura: dorsale (α grande) Pezzo schiacciato: migliori tolleranze Pezzo allontanato dall utensile: moto irregolare Zona di lavoro: crosta superficiale (no grezzi) Usura frontale (γ piccolo) Asportazione di truciolo 63

64 Fresatura Fresatura periferica Discordanza: spessore del truciolo (h x ) aumenta progressivamente da 0 ad un valore massimo (h max ) nel punto in cui la fresa si appresta a lasciare il pezzo. Spessore del truciolo per la classica forma a virgola del truciolo si può assumere: dal triangolo OBB : (p << D) Asportazione di truciolo 64

65 Fresatura Fresatura periferica La forza di taglio può essere calcolata con il metodo della pressione specifica di taglio, laforzamediaagentesuundentesarà: L= larghezza del dente k s0 = pressione specifica di taglio (funzione del materiale lavorato e dell angolo di spoglia principale) z=costante funzione del materiale lavorato Applicando la legge di variazione dello spessore, l andamento della forza di taglio è variabile nel tempo, in modo periodico. Per ridurre il fenomeno si realizzano frese a denti elicoidali. Asportazione di truciolo 65

66 Fresatura Fresatura periferica Importanza di ridurre la variabilità della forza: ogni variazione della forza provoca delle oscillazioni che si traducono in ondulazioni della superficie lavorata. Nel caso di più passate: Ondulazione variazione periodica spessore del truciolo forza variabile Periodo forza variabile = periodo oscillazione risonanza (chatter) Modello macchinautensile: massa, molla, smorzatore Asportazione di truciolo 66

67 Fresatura Fresatura frontale La fresatura frontale è l operazione fondamentale per la spianatura delle superfici. E di largo impiego nella lavorazione dei motori per autoveicoli. Le frese sono ad inserti riportati e hanno diametro che va dalle poche decine di mm ad oltre 500 mm. Migliore uniformità dello spessore del truciolo maggiore regolarità di funzionamento D fresa > L pezzo Vantaggi rispetto alla periferica: Maggior numero di denti contemp. in presa Minori fluttuazioni forze di taglio Minori vibrazioni Possibilità d inserti a maggior produttività Asportazione di truciolo 67

68 Fresatura Fresatura frontale Nell ipotesi di: fresa centrata rispetto al pezzo, solo un dente in presa e arco di cicloide approssimabile ad un arco di cerchio, si traggono le seguenti considerazioni. dove ϕ 0 l 2 l 1 L Asportazione di truciolo 68

69 Fresatura Fresatura frontale Se si opera con fresa centrata rispetto al pezzo e L/D non superiore a 2/3 nonsi commetteungraveerrore considerandoh m * a z Lasezione deltrucioloèparia Per il calcolo della forza di taglio, utilizzando il metodo della pressione specifica di taglio si ha: Nel caso di più denti in presa Asportazione di truciolo 69