Numero di denti
Esiste un altro parametro importante sulla fresa, che si può dire si rifletta principalmente nella vista frontale, ovvero il numero di denti della fresa.
Esistono diverse combinazioni del numero totale di denti e del numero di denti che attraversano il centro della fresa, come mostrato nella Figura 3-14 da sinistra a destra: fresa a dente singolo, fresa a 2 denti - 2 dente sottocentro, fresa a 2 denti - 1 dente sottocentro, fresa a 3 denti - 1 dente sottocentro, fresa a 4 denti - 2 dente sopracentro e fresa a più denti - 0 dente sottocentro. Il numero di denti della fresa è correlato all'efficienza di fresatura e la rigidità della fresa è correlata al diametro del nucleo della fresa. La Figura 3-15 è un diagramma semplificato della relazione tra il numero di denti di dentatura della fresa e la rigidità e la capacità di truciolo della fresa.
La fresa a 2-denti (scanalatura) è caratterizzata da un ampio spazio di asportazione truciolo e da una rigidità insufficiente, il che la rende adatta ai materiali a truciolo lungo.
La fresa a 3- denti (scanalatura) è caratterizzata da ampio spazio per i trucioli, buona rigidità, elevata efficienza di taglio e buona versatilità.
La fresa a 4- denti (scanalatura) è caratterizzata da una leggera mancanza di spazio per l'asportazione dei trucioli, ma la fresa ha una buona rigidità, adatta per una finitura efficiente e una buona qualità superficiale del pezzo.
La fresa a 6-denti (scanalatura) è caratterizzata da uno spazio di rimozione dei trucioli molto ridotto, ma la fresa ha un'eccellente rigidità, questa fresa è molto adatta per la finitura, la lavorazione efficiente, la lavorazione ad alta durezza e la qualità della superficie di lavorazione è molto buona.
Naturalmente, è possibile aumentare lo spazio del truciolo con lo stesso numero di denti, ma ciò comporterà una diminuzione della rigidità. Questa geometria (vedere Figura 3-16) è adatta per la lavorazione di materiali non ferrosi con bassa resistenza, come alluminio e rame. Da un lato, poiché la resistenza di questo tipo di metallo è bassa, la forza di taglio dell'utensile è piccola e anche la forza richiesta dall'utensile è piccola e la resistenza inferiore è comunque competente per tale compito di fresatura; dall'altro lato, questo tipo di materiale ha un basso calore di taglio dovuto alla sua bassa forza di taglio.
Tuttavia, è proprio perché la forza di taglio e il calore di taglio di questo tipo di materiale sono bassi e la quantità di taglio può essere aumentata dopo che la capacità di ritenzione del truciolo è aumentata, ma la maggiore quantità di taglio aumenta la forza di taglio, quindi la rigidità dell'utensile deve essere migliorata, quindi è necessario utilizzare la fresa con un diametro del nucleo doppio come mostrato nella Figura 3-17. La fresa mostrata qui è Jabro-Solid di Seco Tools a colori, mentre la Proto·max TM tG di Walter Tools è mostrata in grigio. Il design del diametro del nucleo doppio fornisce un certo equilibrio tra capacità di ritenzione del truciolo e rigidità dell'utensile.
La figura 3-18 è uno schema del fondo della scanalatura di una fresa modificata in modo speciale. In questo caso, la rigidità della fresa modificata è molto più elevata di quella del normale fondo della scanalatura predefinito, e la deformazione dei trucioli durante lo scarico è intensificata, e i trucioli sono più stretti.
Esiste una struttura diversa per lo stesso numero di denti, ovvero denti disuguali. La figura 3-19 è uno schema di due tipi di frese disuguali. I denti della fresa disuguali possono produrre frequenze di taglio alternate durante il taglio, che non sono facili da far risuonare con la macchina utensile e sopprimono la vibrazione dell'utensile durante la fresatura.
Oltre al numero di denti, la capacità di truciolo della fresa è correlata anche ai parametri geometrici dei denti circonferenziali; i denti circonferenziali della fresa sono discussi di seguito.
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Denti circonferenziali
I denti della fresa sul cerchio esterno della fresa sono chiamati denti circonferenziali. Il dente circonferenziale è la parte principale della fresa impegnata nella fresatura della parete laterale.
◆ Angolo dell'elica
Il primo parametro del dente della circonferenza da discutere è l'angolo dell'elica, ovvero l'angolo tra la linea tangente del tagliente elicoidale della fresa e l'asse della fresa, come mostrato nella Figura 3-20.
Nella teoria del taglio, l'angolo dell'elica è anche l'angolo di spoglia assiale sul cerchio esterno dell'utensile (fare riferimento alla Figura 1-33 per l'angolo di spoglia assiale e il testo correlato).
Gli effetti principali dei diversi angoli dell'elica delle frese sulle prestazioni di taglio sono mostrati nella Figura 3-21. Come puoi vedere dalla figura, la fresa a candela dritta (angolo dell'elica 8-0 gradi) sul lato destro ha una forza di taglio assiale pari a zero a causa dell'angolo di spoglia assiale pari a zero e tutta la forza di taglio è nella direzione radiale con la rigidità più debole, quindi è soggetta a vibrazioni. D'altro canto, le frese a candela elicoidale sinistra e centrale sono divise in direzioni assiali a causa di una parte della forza di taglio (la direzione assiale è la direzione con la migliore rigidità della fresa) e il carico radiale è ridotto e le vibrazioni non si verificano facilmente.
D'altro canto, il flusso di trucioli della fresa a scanalatura dritta è trasversale, il che è facile da interferire con l'area di taglio del pezzo in lavorazione e formare un taglio secondario, e le prestazioni di rimozione dei trucioli sono scarse. I trucioli della fresa a scanalatura elicoidale vengono scaricati dalla zona di taglio perpendicolarmente al tagliente, e le prestazioni di evacuazione dei trucioli sono notevolmente migliorate.
La figura 3-22 mostra l'effetto del numero di denti della fresa e dell'angolo dell'elica sulla componente assiale della lunghezza di taglio totale. Per il compito di taglio di una fresa da 10 mm di diametro con una larghezza di taglio (nota anche come "profondità di taglio radiale") di 10 mm e una profondità di taglio (nota anche come "profondità di taglio assiale") di 15 mm, la proiezione assiale della lunghezza totale del bordo di contatto della fresa con 2 scanalature e angolo dell'elica di 30 gradi è di circa 17 mm; quando si utilizza una fresa con scanalatura 3-a 30 gradi, la proiezione assiale della lunghezza totale del bordo di contatto aumenta a circa 25 mm. Quando si utilizza una fresa con scanalatura a 30 gradi e angolo di elica 4-, la proiezione assiale della lunghezza totale del bordo di contatto aumenta a circa 30 mm e, infine, quando si utilizza una fresa con scanalatura a 60 gradi e angolo di elica 6-, la proiezione assiale della lunghezza totale del bordo di contatto può aumentare a circa 47 mm. Questi dati mostrano che con l'aumento del numero di denti della fresa, aumenta anche il numero di taglienti a contatto con il pezzo in lavorazione, aumenta la proiezione assiale della lunghezza totale del bordo di contatto e l'effetto dell'aumento dell'angolo di elica è simile. Con l'aumento della proiezione assiale della lunghezza totale del bordo di contatto, il carico per unità di lunghezza del dente si riduce e l'efficienza di taglio può essere migliorata a condizione che il carico del dente rimanga lo stesso.
La figura 3-23 mostra quattro combinazioni di diverse direzioni di taglio e direzioni di rotazione della scanalatura a spirale; quella più comune è la direzione di taglio destra del dente elicoidale; in generale, la direzione di taglio della fresa è determinata principalmente dalla direzione di rotazione del mandrino della fresatrice e, dopo aver determinato la direzione di taglio, l'elica determina la direzione della forza di taglio assiale.
La figura 3-24 mostra una fresa JS840 con direzione a doppia elica. Questa fresa viene utilizzata per lavorare i bordi laterali dei pannelli compositi in fibra di carbonio. Poiché i pannelli compositi in fibra di carbonio sono costituiti da diversi materiali, è difficile evitare la delaminazione con le frese convenzionali. I vantaggi della fresa JS840 sono: la forza di taglio nella direzione opposta è divisa in pressione verso il basso e forza centrale: lo spazio del truciolo è ampio, il che favorisce la rimozione del truciolo: l'area di contatto del taglio è piccola, il che produce meno calore di taglio e forza di taglio: solo la forza di taglio viene generata sulla fibra e non c'è torsione al centro.
La figura 3-25 mostra la fresa antivibrazione tipo GSXVL di Sumitomo Electric. Questa fresa non solo utilizza denti disuguali come quelli mostrati nella figura 3-19, ma migliora anche la protezione dalle vibrazioni durante la lavorazione sul lato con angoli di elica disuguali.
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