Come ridurre la forza di taglio di una fresa a testa sferica?

Nel campo della lavorazione meccanica, le frese a testa sferica sono ampiamente utilizzate per la loro capacità di creare forme complesse e superfici lisce. Tuttavia, una delle sfide affrontate nell’utilizzo delle frese a testa sferica è l’elevata forza di taglio, che può portare all’usura dell’utensile, alla scarsa qualità della superficie e persino al danneggiamento della macchina utensile. In qualità di fornitore di frese a testa sferica, capisco l'importanza di ridurre la forza di taglio per migliorare l'efficienza della lavorazione e la durata dell'utensile. In questo post del blog condividerò alcuni metodi efficaci per ridurre la forza di taglio di una fresa a testa sferica.

Comprendere i fattori che influenzano la forza di taglio

Prima di discutere i metodi per ridurre la forza di taglio, è essenziale comprendere i fattori che la influenzano. La forza di taglio di una fresa a testa sferica è influenzata da diversi fattori, tra cui i parametri di taglio, la geometria dell'utensile, il materiale del pezzo e l'ambiente di taglio.

• Parametri di taglio: I parametri di taglio, come velocità di taglio, velocità di avanzamento e profondità di taglio, hanno un impatto significativo sulla forza di taglio. Velocità di taglio più elevate generalmente comportano forze di taglio inferiori, ma aumentano anche il rischio di usura dell'utensile e generazione di calore. Una velocità di avanzamento più elevata può aumentare la velocità di rimozione del materiale ma comporta anche forze di taglio più elevate. Anche la profondità di taglio influisce sulla forza di taglio, poiché profondità di taglio maggiori comportano forze più elevate.
• Geometria dello strumento: La geometria della fresa a testa sferica, incluso il numero di scanalature, l'angolo dell'elica e l'angolo di spoglia, può influenzare la forza di taglio. Un numero maggiore di scanalature può aumentare l'efficienza di taglio ma anche aumentare la forza di taglio. L'angolo dell'elica influisce sull'evacuazione del truciolo e sulla forza di taglio; un angolo dell'elica maggiore generalmente determina forze di taglio inferiori. Anche l'angolo di spoglia influisce sulla forza di taglio, con un angolo di spoglia positivo che riduce la forza di taglio.
• Materiale del pezzo: Le proprietà del materiale del pezzo da lavorare, come durezza, resistenza e duttilità, possono influenzare la forza di taglio. I materiali più duri e resistenti generalmente richiedono forze di taglio più elevate, mentre i materiali più duttili possono essere lavorati con forze inferiori.
• Ambiente di taglio: L'ambiente di taglio, compreso l'uso di refrigerante e lubrificante, può influenzare la forza di taglio. Il refrigerante e il lubrificante possono ridurre l'attrito tra l'utensile e il pezzo da lavorare, riducendo così la forza di taglio e migliorando la durata dell'utensile.

Metodi per ridurre la forza di taglio

Ottimizza i parametri di taglio

• Regola la velocità di taglio: Come accennato in precedenza, l'aumento della velocità di taglio può generalmente ridurre la forza di taglio. Tuttavia, è importante trovare la velocità di taglio ottimale per il materiale e l'utensile specifici del pezzo da lavorare. Una velocità di taglio troppo elevata può portare a un'eccessiva usura dell'utensile e alla generazione di calore, mentre una velocità di taglio troppo bassa può comportare forze di taglio elevate e scarsa qualità della superficie. È possibile fare riferimento alle raccomandazioni del produttore dell'utensile o condurre test di taglio per determinare la velocità di taglio ottimale.
• Ridurre la velocità di avanzamento: La riduzione della velocità di avanzamento può ridurre efficacemente la forza di taglio. Tuttavia, ciò riduce anche la velocità di rimozione del materiale. Pertanto, è necessario trovare un equilibrio tra la velocità di avanzamento e la forza di taglio per ottenere l'efficienza di lavorazione desiderata. È possibile ridurre gradualmente la velocità di avanzamento durante il processo di taglio e osservare la forza di taglio e la qualità della superficie per trovare la velocità di avanzamento ottimale.
• Controllo della profondità di taglio: Limitare la profondità di taglio può anche ridurre la forza di taglio. Invece di effettuare una grande profondità di taglio in una sola passata, è consigliabile eseguire più passate con profondità di taglio minori. Ciò può aiutare a ridurre la forza di taglio e migliorare la qualità della superficie.

Seleziona la geometria dello strumento giusto

• Scegli il numero appropriato di flauti: Il numero di scanalature di una fresa a testa sferica influisce sulla forza di taglio e sull'evacuazione del truciolo. Per i materiali che richiedono velocità di rimozione del materiale elevate, una fresa a testa sferica con un numero maggiore di scanalature, come ad esempio unaFresa a punta sferica a 4 taglienti, può essere utilizzato. Tuttavia, per materiali difficili da lavorare o che richiedono forze di taglio inferiori, una fresa a testa sferica con un numero inferiore di scanalature, come unaFresa a punta sferica a 2 taglientiOFresa a punta sferica a 2 taglienti, potrebbe essere più adatto.
• Ottimizza l'angolo dell'elica: Un angolo dell'elica maggiore può migliorare l'evacuazione del truciolo e ridurre la forza di taglio. Quando si seleziona una fresa a testa sferica, prendere in considerazione la scelta di una con un angolo dell'elica maggiore, soprattutto per i materiali che producono trucioli lunghi.
• Regola l'angolo di inclinazione: Un angolo di spoglia positivo può ridurre la forza di taglio riducendo lo stress di taglio sul materiale del pezzo da lavorare. Tuttavia, un angolo di spoglia positivo troppo grande può indebolire la punta dell'utensile e portare alla rottura dell'utensile. Pertanto, è necessario selezionare un angolo di spoglia adeguato in base al materiale del pezzo da lavorare e alle condizioni di taglio.

Migliorare il materiale del pezzo da lavorare e l'ambiente di taglio

• Prelavorare il pezzo: Se il materiale del pezzo è troppo duro o ha una resistenza elevata, è possibile eseguire operazioni di prelavorazione come la ricottura per ridurne la durezza e la resistenza, riducendo così la forza di taglio durante il processo di lavorazione finale.
• Utilizzare liquido refrigerante e lubrificante: Il refrigerante e il lubrificante possono ridurre significativamente la forza di taglio riducendo l'attrito tra l'utensile e il pezzo da lavorare e dissipando il calore generato durante il taglio. Sono disponibili vari tipi di refrigeranti e lubrificanti e quello appropriato deve essere selezionato in base al materiale del pezzo e alle condizioni di taglio.

Casi di studio

Diamo un'occhiata ad alcuni esempi reali di come questi metodi possono essere applicati per ridurre la forza di taglio delle frese a testa sferica.

• Caso 1: lavorazione di leghe di alluminio
  Un cliente stava lavorando una parte in lega di alluminio utilizzando una fresa a testa sferica. I parametri di taglio iniziali erano una velocità di taglio di 200 m/min, una velocità di avanzamento di 0,1 mm/dente e una profondità di taglio di 2 mm. La forza di taglio era relativamente elevata e l'usura dell'utensile era significativa. Aumentando la velocità di taglio a 300 m/min, riducendo la velocità di avanzamento a 0,08 mm/dente e utilizzando una fresa a testa sferica a 2 eliche con un angolo dell'elica maggiore e un angolo di spoglia positivo, la forza di taglio è stata ridotta del 30%. Anche la qualità della superficie è stata migliorata e la durata dell'utensile è stata prolungata.

• Caso 2: Lavorazione dell'acciaio inossidabile
  In un altro caso, un cliente stava lavorando una parte in acciaio inossidabile. Le condizioni di taglio originali comportavano forze di taglio elevate e una scarsa evacuazione del truciolo. Utilizzando una fresa a testa sferica a 4 taglienti con rivestimento speciale, ottimizzando i parametri di taglio e applicando un refrigerante ad alta pressione, la forza di taglio è stata ridotta del 25%. L'evacuazione del truciolo è stata migliorata e la finitura superficiale del pezzo è stata migliorata.

Conclusione

Ridurre la forza di taglio di una fresa a testa sferica è fondamentale per migliorare l'efficienza della lavorazione, la durata dell'utensile e la qualità della superficie. Ottimizzando i parametri di taglio, selezionando la giusta geometria dell'utensile e migliorando il materiale del pezzo e l'ambiente di taglio, è possibile ottenere riduzioni significative della forza di taglio. In qualità di fornitore di frese a testa sferica, ci impegniamo a fornire strumenti di alta qualità e supporto tecnico per aiutare i nostri clienti a risolvere i loro problemi di lavorazione.

Se sei interessato alle nostre frese a testa sferica o hai bisogno di maggiori informazioni sulla riduzione della forza di taglio, non esitare a contattarci per l'approvvigionamento e ulteriori discussioni. Non vediamo l'ora di lavorare con voi per ottenere risultati di lavorazione migliori.

Riferimenti

• Trent, EM e Wright, PK (2000). Taglio dei metalli. Butterworth-Heinemann.
• Stephenson, DA e Agapiou, JS (2006). Teoria e pratica del taglio dei metalli. Stampa CRC.