Il taglio interrotto è un processo di lavorazione comune in vari settori, come quello automobilistico, aerospaziale e manifatturiero in generale. Implica il taglio di un pezzo che presenta discontinuità, come fori, fessure o superfici irregolari. L'utilizzo di una fresa a collo lungo per il taglio interrotto può offrire alcuni vantaggi, come il raggiungimento di cavità profonde o la lavorazione in aree di difficile accesso. Tuttavia, comporta anche una serie di sfide uniche. In qualità di fornitore di frese a collo lungo, ho assistito in prima persona a queste sfide e vorrei condividere alcune riflessioni.
1. Vibrazioni e deflessione
Una delle sfide più significative quando si utilizza una fresa a candela con collo lungo per il taglio interrotto è rappresentata dalle vibrazioni e dalla deflessione. Il design a collo lungo della fresa aumenta il rapporto lunghezza/diametro. Un rapporto lunghezza/diametro più elevato rende la fresa più flessibile e incline a piegarsi sotto le forze di taglio.
Durante il taglio interrotto, le forze di taglio cambiano rapidamente quando l'utensile entra ed esce dal materiale. Questi improvvisi cambiamenti di forza possono far vibrare la fresa a collo lungo. Le vibrazioni non solo influiscono sulla finitura superficiale del pezzo ma riducono anche la durata dell'utensile. Vibrazioni eccessive possono portare all'usura prematura dei taglienti, alla scheggiatura e persino alla rottura della fresa.
Ad esempio, in un'operazione di lavorazione in cui viene utilizzata una fresa a collo lungo per tagliare un pezzo con più fori, ogni volta che l'utensile entra ed esce da un foro, la forza di taglio cambia bruscamente. Ciò può creare una risonanza nel collo lungo, facendolo vibrare violentemente. Per mitigare questo problema, sono fondamentali sistemi di portautensili adeguati. L'uso di pinze o mandrini idraulici di alta qualità può contribuire a ridurre le vibrazioni fornendo una presa più sicura sulla fresa. Inoltre, anche l’ottimizzazione dei parametri di taglio, come la riduzione della velocità di avanzamento e di taglio, può aiutare a minimizzare le forze di taglio e quindi a ridurre le vibrazioni.
2. Durata dell'utensile
La durata dell'utensile è un'altra sfida importante quando si utilizzano frese a collo lungo per il taglio interrotto. La combinazione della maggiore flessibilità del collo lungo e dei rapidi cambiamenti delle forze di taglio durante il taglio interrotto può portare ad un'usura accelerata della fresa.
I taglienti della fresa sono sottoposti a forti sollecitazioni durante il taglio interrotto. Ogni volta che l'utensile entra in contatto con il materiale, subisce un carico d'urto. Nel corso del tempo, questi carichi d'urto possono causare l'usura, l'opacizzazione o la scheggiatura dei taglienti. Il collo lungo rende inoltre più difficile per il refrigerante raggiungere efficacemente la zona di taglio. Il refrigerante è essenziale per rimuovere calore e trucioli dall'area di taglio e un'erogazione inadeguata del refrigerante può portare al surriscaldamento della fresa, riducendone ulteriormente la durata dell'utensile.
UNFresa a testa sferica a collo lungo a 2 taglientiviene spesso utilizzato in applicazioni di taglio interrotto. Tuttavia, a causa delle sfide sopra menzionate, la durata dell'utensile potrebbe essere inferiore rispetto a quella di una fresa standard nelle operazioni di taglio continuo. Per migliorare la durata dell’utensile, può essere utile utilizzare frese con rivestimenti ad alte prestazioni. Rivestimenti come TiAlN (nitruro di titanio e alluminio) o TiCN (carbonitruro di titanio) possono aumentare la durezza e la resistenza all'usura dei taglienti. Inoltre, garantire un'adeguata erogazione del refrigerante attraverso l'uso di sistemi di refrigerante interno all'utensile o di ugelli per refrigerante esterno può contribuire a prolungare la durata dell'utensile mantenendo i taglienti freddi e rimuovendo i trucioli in modo efficiente.
3. Evacuazione dei trucioli
L'evacuazione del truciolo è un aspetto critico di qualsiasi processo di lavorazione e diventa ancora più impegnativo quando si utilizzano frese a collo lungo per il taglio interrotto. Il collo lungo può costituire un ostacolo al deflusso regolare dei trucioli dall'area di taglio.
Durante il taglio interrotto i trucioli si formano in segmenti corti e irregolari. Questi trucioli devono essere rimossi rapidamente dalla zona di taglio per evitare che vengano nuovamente tagliati e causino danni al pezzo in lavorazione e alla fresa. Il collo lungo può limitare il movimento dei trucioli, provocandone l'accumulo nell'area di taglio. Ciò può portare all'intasamento dei trucioli, che può aumentare le forze di taglio, generare più calore e, in definitiva, provocare una scarsa finitura superficiale e una ridotta durata dell'utensile.
Per risolvere il problema dell'evacuazione del truciolo, è possibile utilizzare frese con design ottimizzato della scanalatura. Ad esempio, le frese con elica variabile possono aiutare a rompere i trucioli e migliorarne l'evacuazione. Inoltre, l’utilizzo di una velocità di avanzamento più elevata a volte può aiutare a spingere i trucioli fuori dall’area di taglio in modo più efficace. Tuttavia, ciò deve essere bilanciato con il rischio di aumento delle forze di taglio e delle vibrazioni.
4. Accuratezza e precisione
Mantenere l'accuratezza e la precisione è una sfida quando si utilizzano frese a collo lungo per il taglio interrotto. Le vibrazioni e le deflessioni menzionate in precedenza possono causare deviazioni nelle dimensioni di lavorazione.
La flessibilità della fresa a collo lungo può portare a una perdita di precisione di posizionamento. Quando l'utensile si flette sotto le forze di taglio, potrebbe non tagliare il pezzo esattamente nel punto previsto. Ciò può provocare errori dimensionali, soprattutto nelle applicazioni in cui sono richieste tolleranze ristrette. Nel taglio interrotto, i cambiamenti improvvisi nelle forze di taglio possono anche causare un leggero movimento dell'utensile, influenzando ulteriormente la precisione della lavorazione.
Per garantire accuratezza e precisione, è importante utilizzare una macchina utensile rigida. Una macchina con elevata rigidità può sopportare meglio le forze di taglio e ridurre la deflessione della fresa a collo lungo. Inoltre, l'utilizzo di sistemi di misurazione in-process può aiutare a monitorare le dimensioni della lavorazione in tempo reale e ad apportare le modifiche necessarie.
5. Compatibilità dei materiali
Non tutti i materiali sono ugualmente adatti al taglio interrotto con frese a collo lungo. Alcuni materiali, come gli acciai temprati o le leghe ad alta resistenza, possono essere particolarmente difficili da lavorare.
Questi materiali hanno elevata durezza e resistenza, il che significa che le forze di taglio durante il taglio interrotto sono ancora più elevate. La fresa a collo lungo potrebbe avere difficoltà a tagliare questi materiali senza subire un'eccessiva usura o rottura. Inoltre, alcuni materiali possono avere la tendenza a incrudirsi durante la lavorazione. Ciò può aumentare ulteriormente le forze di taglio e rendere più difficile per la fresa a collo lungo mantenere le sue prestazioni di taglio.
Quando si lavorano materiali difficili da tagliare, è importante selezionare la giusta qualità di metallo duro per la fresa. Le qualità di metallo duro con elevata tenacità e resistenza all'usura sono più adatte al taglio interrotto di materiali duri. Inoltre, l'utilizzo di fluidi da taglio specializzati può contribuire a ridurre le forze di taglio e migliorare la lavorabilità di questi materiali.
Conclusione
L'utilizzo di frese a collo lungo per il taglio interrotto offre opportunità uniche per la lavorazione in aree difficili da raggiungere, ma presenta anche diverse sfide. Vibrazioni e deflessione, durata dell'utensile, evacuazione del truciolo, accuratezza e precisione e compatibilità dei materiali sono tutti fattori che devono essere attentamente considerati.
In qualità di fornitore di frese a collo lungo, capisco l'importanza di fornire soluzioni a queste sfide. Offrendo frese di alta qualità con design ottimizzati, rivestimenti e sistemi di portautensili adeguati, possiamo aiutare i nostri clienti a superare queste difficoltà e ottenere risultati di lavorazione migliori.
Se stai affrontando sfide nelle tue applicazioni di taglio interrotto con frese a collo lungo o sei interessato a esplorare le soluzioni migliori per le tue esigenze specifiche, ti incoraggio a contattarci per una discussione dettagliata. Il nostro team di esperti è pronto ad assistervi nella scelta della fresa a collo lungo giusta e nell'ottimizzazione dei processi di lavorazione.
Riferimenti
- Boothroyd, G. e Knight, WA (2006). Fondamenti di lavorazione meccanica e macchine utensili. Stampa CRC.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). Ingegneria e tecnologia della produzione. Pearson.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Taglio dei metalli. Butterworth-Heinemann.
