Nel campo della lavorazione CNC, la scelta del giusto utensile da taglio è fondamentale per garantire efficienza, precisione e qualità del prodotto finale. Tra i vari utensili da taglio disponibili, la fresa a testa piana a 2 taglienti si distingue come un'opzione versatile e ampiamente utilizzata. In qualità di fornitore di frese a testa piatta a 2 taglienti, conosco bene le loro prestazioni, applicazioni e, soprattutto, la forza di taglio ad esse associata.
Comprendere le nozioni di base di una fresa a testa piatta a 2 eliche
Una fresa a estremità piatta a 2 taglienti è un tipo di fresa con due taglienti o scanalature e un'estremità piatta. Le scanalature sono scanalature elicoidali che corrono lungo la lunghezza dell'utensile. Queste scanalature hanno molteplici scopi: aiutano nell'evacuazione dei trucioli, riducono l'attrito durante il processo di taglio e migliorano le prestazioni di taglio complessive dell'utensile.
L'estremità piatta della fresa consente di eseguire una varietà di operazioni come sfacciatura, scanalatura e profilatura. Grazie al design a due eliche, fornisce un buon equilibrio tra evacuazione del truciolo e prestazioni di taglio, rendendolo adatto per un'ampia gamma di materiali, inclusi metalli, plastica e compositi.
Fattori che influenzano la forza di taglio di una fresa a estremità piana a 2 eliche
La forza di taglio di una fresa a testa piana a 2 taglienti è influenzata da diversi fattori. Ecco alcuni dei fattori determinanti:
1. Materiale del pezzo
Materiali diversi hanno proprietà meccaniche diverse, come durezza, duttilità e tenacità. I materiali più duri, come l'acciaio inossidabile o le leghe di titanio, richiedono forze di taglio più elevate rispetto a materiali più morbidi come l'alluminio o l'ottone. Ad esempio, durante la lavorazione del titanio, noto per il suo elevato rapporto resistenza/peso e la scarsa conduttività termica, le forze di taglio possono essere significativamente più elevate. Questo perché il materiale resiste più fortemente alla deformazione e il calore generato durante il taglio non viene dissipato facilmente.
2. Parametri di taglio
- Velocità del mandrino: La velocità del mandrino si riferisce alla velocità di rotazione della fresatrice. Una velocità del mandrino più elevata porta generalmente ad una riduzione della forza di taglio, poiché i taglienti si impegnano più frequentemente con il pezzo in lavorazione e ad una velocità maggiore. Tuttavia, una velocità del mandrino troppo elevata può causare un'eccessiva usura dell'utensile a causa dell'aumento della generazione di calore.
- Tasso di avanzamento: La velocità di avanzamento è la velocità alla quale il pezzo si muove rispetto all'utensile da taglio. All’aumentare della velocità di avanzamento, anche la forza di taglio tende ad aumentare. Questo perché viene rimosso più materiale per unità di tempo, il che richiede più forza per tagliare il materiale.
- Profondità di taglio: La profondità di taglio è la distanza di penetrazione dell'utensile nel pezzo da lavorare. Una maggiore profondità di taglio significa che viene rimosso più materiale in una singola passata, con conseguenti forze di taglio più elevate.
3. Geometria dell'utensile
Anche la geometria della fresa a testa piatta a 2 taglienti gioca un ruolo cruciale nel determinare la forza di taglio.
- Angolo dell'elica: L'angolo dell'elica delle scanalature influenza il modo in cui l'utensile si impegna sul pezzo. Un angolo dell'elica maggiore può migliorare l'evacuazione dei trucioli e ridurre le forze di taglio, soprattutto durante la lavorazione di materiali con trucioli lunghi.
- Angolo di inclinazione: L'angolo di spoglia è l'angolo tra la superficie di spoglia del tagliente e un piano di riferimento. Un angolo di spoglia positivo riduce le forze di taglio rendendo più facile per il tagliente tagliare il materiale. Tuttavia, un angolo di spoglia troppo ampio e positivo può indebolire il tagliente, portando a guasti prematuri dell'utensile.
Misurazione della forza di taglio di una fresa a estremità piana a 2 taglienti
Sono disponibili diversi metodi per misurare la forza di taglio di una fresa a testa piatta a 2 taglienti. Un approccio comune consiste nell'utilizzare un dinamometro. Un dinamometro è un dispositivo in grado di misurare le forze che agiscono sull'utensile da taglio durante il processo di lavorazione. Solitamente è costituito da estensimetri fissati a una struttura rigida che supporta lo strumento. Quando l'utensile è in funzione, le forze di taglio provocano la deformazione della struttura e gli estensimetri convertono queste deformazioni in segnali elettrici. Questi segnali possono quindi essere elaborati e analizzati per determinare l'entità e la direzione delle forze di taglio.
Un altro metodo consiste nell'utilizzare misurazioni indirette basate sul consumo energetico della fresatrice. Misurando la potenza assorbita dal motore del mandrino e tenendo conto dell'efficienza del motore, è possibile stimare la potenza di taglio. Dalla potenza di taglio, la forza di taglio può essere calcolata utilizzando la seguente equazione:
[P = F\volte v]
Dove (P) è la potenza di taglio, (F) è la forza di taglio e (v) è la velocità di taglio.
Importanza di comprendere la forza di taglio
Comprendere la forza di taglio di una fresa a testa piana a 2 taglienti è della massima importanza per diversi motivi:
1. Durata dell'utensile
Forze di taglio eccessive possono portare all'usura prematura e alla rottura dell'utensile. Quando la forza di taglio è troppo elevata, esercita uno stress aggiuntivo sui taglienti, provocandone l'usura più rapida. Ottimizzando i parametri di taglio per mantenere la forza di taglio entro un intervallo accettabile, la durata dell'utensile può essere notevolmente estesa, riducendo il costo complessivo della lavorazione.
2. Finitura superficiale
Forze di taglio elevate possono causare vibrazioni nel sistema di lavorazione, che possono comportare una scarsa finitura superficiale del pezzo. Controllando la forza di taglio, queste vibrazioni possono essere ridotte al minimo, ottenendo una finitura superficiale più liscia e precisa.
3. Efficienza della lavorazione
Il corretto controllo della forza di taglio consente la selezione dei parametri di taglio ottimali. Ciò significa che il processo di lavorazione può essere eseguito con una velocità di avanzamento e una profondità di taglio più elevate senza sacrificare la durata dell'utensile o la finitura superficiale. Di conseguenza, l'efficienza complessiva della lavorazione può essere migliorata.
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Riferimenti
- Boothroyd, G. e Knight, WA (2006). Fondamenti di lavorazione meccanica e macchine utensili. Taylor e Francesco.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Taglio dei metalli. Butterworth-Heinemann.
- Shah, SH (1999). Processi e attrezzature di produzione. Prentice Hall.
