Lo spessore del truciolo in fresatura varia in modo continuo e ha una forma complessa, che dipende da numerosi fattori. È quindi opportuno parlare di spessore medio del truciolo, elemento questo che dà un’idea dello sforzo di taglio e di quanto la fresa e la macchina siano sollecitate.
Correlazioni
Per iniziare facciamo riferimento alla Figura 1 che mostra una fresa che lavora con un impegno del 100%, condizione questa al limite e da evitare – quando possibile – perché i taglienti sono in contatto con il pezzo per tempi lunghi e quindi si scaldano molto.
Si può osservare che lo spessore varia da zero ai bordi del pezzo fino a un valore massimo in corrispondenza dell’asse della fresa.
Nella situazione illustrata in Figura 2, si vede che l’arco di contatto è ridotto della metà, ma che lo spessore massimo del truciolo non varia, mentre varia il tempo di contatto e quindi la fresa lavora in condizioni migliori. Il valore dello spessore medio del truciolo hm è uguale al caso precedente.
Se l’arco d’impegno diminuisce, si riduce anche lo spessore medio del truciolo come si può osservare in Figura 3.
In generale si può affermare che se il rapporto ae/Dc diminuisce si riduce anche lo spessore del truciolo.
Lo stesso evidente concetto è espresso dalla condizione: più aumenta la profondità di passata più aumenta lo spessore del truciolo.
È facile comprendere che nella fresatura di materiali con durezza elevata o con difficile lavorabilità è necessario usare profondità di passata ridotte e quindi generare trucioli di piccolo spessore. La riduzione della profondità di passata è consigliata anche se l’avanzamento al minuto è grande.
È da notare che si usano qui dei termini alquanto generici, quali: piccolo, grande, difficile… senza dare dei valori ai vari parametri.
Il fatto è che i tipi di frese, le conformazioni dei pezzi, il materiale da lavorare e le condizioni delle fresatrici, sono talmente vari che in pratica non è possibile consigliare delle condizioni di lavoro valide in ogni caso.
Si deve considerare inoltre che le velocità di taglio e gli avanzamenti influiscono non poco sulla qualità della superficie lavorata e sulla vita della fresa.
L’operatore quindi dovrà scegliere tra le diverse opzioni possibili e cioè se privilegiare la riduzione del tempo di fresatura oppure la durata della fresa oppure ancora la qualità e la precisione del prodotto finale.
Finora abbiamo parlato dello spessore del truciolo della direzione radiale (della fresa) e si è visto che dipende sia dall’arco d’impegno, cioè dalla profondità di taglio e naturalmente dal valore dell’avanzamento per dente fz.
Ma lo spessore del truciolo è grandemente influenzato anche dall’angolo del tagliente periferico, come si può osservare in Figura 4. In essa si vede che con un angolo del tagliente periferico di 45° lo spessore del truciolo, in generale, si riduce del 30% aumentando però corrispondentemente la sua larghezza.
In base alle figure precedenti e alle notazioni seguenti, sono valide le seguenti formule:
- Dc = Diametro esterno della fresa (mm)
- ae = Profondità di taglio in direzione radiale (mm)
- ap = Profondità di taglio in direzione assiale (mm)
- Z = Numero di taglienti della fresa
- Vc = Velocità di taglio (m/min)
- N = Numero di giri al minuto
- fz = Avanzamento per dente (mm)
- f = Avanzamento per giro della fresa (mm/giro)
- Vf = Velocità di avanzamento (mm/min)
- Ψ = Inclinazione del tagliente periferico
- ωe = Ampiezza arco di impegno
Si può usare una formula semplificata nel caso in cui il rapporto ae/Dc sia di 0,4 – 0,3.
