Qual è la velocità di taglio di una fresa per sgrossatura?

Nel mondo della lavorazione meccanica, le frese per sgrossatura svolgono un ruolo fondamentale nella rimozione efficiente di grandi quantità di materiale da un pezzo. Uno dei fattori più critici che determinano le prestazioni di una fresa per sgrossatura è la velocità di taglio. In qualità di fornitore di frese per sgrossatura di alta qualità, mi viene spesso chiesto quale sia la velocità di taglio adeguata per questi utensili. In questo blog approfondirò il concetto di velocità di taglio per le frese per sgrossatura, i fattori che lo influenzano e come determinare la velocità di taglio ottimale per le vostre applicazioni specifiche.

Comprendere la velocità di taglio

La velocità di taglio, spesso indicata come (V), è definita come la velocità alla quale il tagliente della fresa si muove rispetto al pezzo. Di solito viene misurato in piedi di superficie al minuto (SFM) nel sistema imperiale o metri al minuto (m/min) nel sistema metrico. Una velocità di taglio adeguata è essenziale per ottenere un'asportazione efficiente del materiale, preservare la durata dell'utensile e garantire la qualità della superficie lavorata.

Se la velocità di taglio è troppo bassa, la fresa potrebbe sfregare contro il pezzo anziché tagliarlo in modo netto. Ciò può comportare una maggiore usura dell'utensile, una scarsa finitura superficiale e tempi di lavorazione più lunghi. D'altro canto, se la velocità di taglio è troppo elevata, il calore generato sul tagliente può causare il surriscaldamento dell'utensile, con conseguente rapida usura, scheggiatura o addirittura rottura dell'utensile.

Fattori che influenzano la velocità di taglio

Diversi fattori influenzano la velocità di taglio di una fresa per sgrossatura. Diamo uno sguardo più da vicino a questi fattori:

Materiale del pezzo

Il tipo di materiale da lavorare è uno dei fattori più significativi che influenzano la velocità di taglio. Materiali diversi hanno durezza, tenacità e proprietà termiche diverse. Ad esempio, la lavorazione dell'alluminio, che è un materiale relativamente morbido, consente velocità di taglio più elevate rispetto alla lavorazione dell'acciaio temprato.

• Alluminio: Le leghe di alluminio sono note per la loro eccellente lavorabilità. Le velocità di taglio per le frese per sgrossatura in alluminio possono variare da 300 - 1000 SFM (90 - 300 m/min), a seconda della lega specifica e della geometria dell'utensile.
• Acciaio: La velocità di taglio dell'acciaio varia notevolmente a seconda della sua durezza. Per l'acciaio dolce, le velocità di taglio possono essere intorno a 100 - 300 SFM (30 - 90 m/min), mentre per l'acciaio temprato le velocità possono scendere a 30 - 100 SFM (9 - 30 m/min).
• Acciaio inossidabile: L'acciaio inossidabile è più difficile da lavorare rispetto all'acciaio dolce a causa della sua elevata tenacità e delle sue caratteristiche di incrudimento. Le velocità di taglio per le frese a candela per sgrossatura in acciaio inossidabile variano generalmente da 60 a 200 SFM (18 - 60 m/min).

Materiale dello strumento

Anche il materiale della fresa per sgrossatura ha un impatto notevole sulla velocità di taglio. I materiali più comuni per gli utensili includono acciaio rapido (HSS), carburo e leghe a base di cobalto.

• Acciaio ad alta velocità (HSS): L'HSS è un materiale per utensili tradizionale relativamente economico. Tuttavia, ha una resistenza al calore inferiore rispetto al carburo. Le velocità di taglio delle frese per sgrossatura in HSS sono generalmente inferiori a quelle delle frese in metallo duro. Ad esempio, nell'alluminio, una fresa in HSS può avere una velocità di taglio di circa 200 - 400 SFM (60 - 120 m/min), mentre una fresa in metallo duro può funzionare a velocità più elevate.
• Carburo: Il carburo è una scelta popolare per le frese a candela per sgrossatura grazie alla sua elevata durezza, resistenza all'usura e resistenza al calore. Le frese in metallo duro possono sopportare velocità di taglio più elevate rispetto alle frese in HSS. Nella lavorazione dell'acciaio, le frese in metallo duro possono raggiungere velocità di taglio fino a 300 SFM (90 m/min) o più, a seconda del grado specifico di metallo duro e del materiale del pezzo.
• Leghe a base di cobalto: Le leghe a base di cobalto offrono un buon equilibrio tra durezza e tenacità. Sono spesso utilizzati per la lavorazione di materiali difficili da tagliare. Le velocità di taglio per le frese integrali per sgrossatura a base di cobalto sono generalmente comprese tra quelle delle frese integrali in HSS e quelle in metallo duro.

Geometria dello strumento

Anche la geometria della fresa per sgrossatura, come il numero di scanalature, l'angolo dell'elica e l'angolo di spoglia, può influenzare la velocità di taglio.

• Numero di flauti: Le frese con meno scanalature generalmente consentono velocità di avanzamento più elevate e, in alcuni casi, velocità di taglio più elevate. UNFresa per sgrossatura a 3 taglientipuò fornire un buon equilibrio tra velocità di rimozione del materiale ed evacuazione dei trucioli. Meno scanalature significano più spazio per la fuoriuscita dei trucioli, riducendo il rischio di intasamento dei trucioli e consentendo un taglio più efficiente.
• Angolo dell'elica: Un angolo dell'elica più elevato può migliorare l'evacuazione del truciolo e ridurre le forze di taglio. Le frese con un angolo d'elica elevato possono spesso essere utilizzate a velocità di taglio più elevate, soprattutto quando si lavorano materiali che producono trucioli lunghi, come l'alluminio.
• Angolo di inclinazione: L'angolo di spoglia influisce sulle forze di taglio e sulla formazione del truciolo. Un angolo di spoglia positivo riduce le forze di taglio, consentendo di aumentare la velocità di taglio. Tuttavia, un angolo di spoglia positivo molto ampio può ridurre la resistenza del tagliente.

Capacità della macchina utensile

Anche le capacità della macchina utensile, come la potenza, la gamma di velocità del mandrino e la rigidità, limitano la velocità di taglio. Se la macchina utensile non dispone di potenza sufficiente per mantenere la velocità di taglio richiesta, la fresa potrebbe bloccarsi o la qualità della lavorazione potrebbe essere compromessa. Inoltre, la gamma di velocità del mandrino della macchina utensile deve essere sufficiente per raggiungere la velocità di taglio desiderata.

Determinazione della velocità di taglio ottimale

Determinare la velocità di taglio ottimale per una fresa frontale per sgrossatura richiede una combinazione di esperienza, conoscenza dei materiali e degli strumenti coinvolti e un po' di sperimentazione. Ecco alcuni passaggi per aiutarti a trovare la giusta velocità di taglio:

1. Fare riferimento alle raccomandazioni del produttore: I produttori di utensili solitamente forniscono velocità di taglio consigliate per le loro frese in base ai diversi materiali del pezzo da lavorare. Queste raccomandazioni sono un buon punto di partenza. Puoi trovare queste informazioni nei cataloghi degli strumenti o sul sito web del produttore. Ad esempio, se stai utilizzando aFresa per sgrossatura a 3 taglientida un produttore specifico, controllare nella documentazione le velocità di taglio suggerite per i diversi materiali.
2. Effettuare tagli di prova: Una volta ottenuto un punto di partenza dalle raccomandazioni del produttore, eseguire dei tagli di prova su un pezzo campione. Iniziare con una velocità di taglio leggermente inferiore al valore consigliato e aumentarla gradualmente monitorando il processo di lavorazione. Prestare attenzione alle forze di taglio, alla finitura superficiale e all'usura dell'utensile. Se le forze di taglio sono troppo elevate, la finitura superficiale è scarsa o l'utensile mostra segni di usura eccessiva, ridurre la velocità di taglio.
3. Considerare il processo di lavorazione complessivo: Anche la velocità di taglio deve essere considerata nel contesto dell'intero processo di lavorazione. Ad esempio, se si utilizza il refrigerante, questo può aiutare a dissipare il calore e ridurre l'usura dell'utensile, consentendo di aumentare leggermente la velocità di taglio. Inoltre, anche la velocità di avanzamento e la profondità di taglio interagiscono con la velocità di taglio. Una velocità di avanzamento o una profondità di taglio più elevate potrebbero richiedere una velocità di taglio inferiore per mantenere lo stesso livello di durata utensile e qualità di lavorazione.

Conclusione

La velocità di taglio per una fresa per sgrossatura è un parametro cruciale che influisce sull'efficienza, sulla qualità e sul costo del processo di lavorazione. Comprendendo i fattori che influenzano la velocità di taglio, come il materiale del pezzo, il materiale dell'utensile, la geometria dell'utensile e la capacità della macchina utensile, e seguendo i passaggi per determinare la velocità di taglio ottimale, è possibile ottenere risultati di lavorazione migliori.

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Riferimenti

• Boothroyd, G. e Knight, WA (2006). Fondamenti di lavorazione meccanica e macchine utensili. Marcel Dekker.
• Trent, EM e Wright, PK (2000). Taglio dei metalli. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Ingegneria e tecnologia della produzione. Pearson Prentice Hall.