Un articolo riassuntivo del tema energia e potenza in asportazione truciolo.
Il tema del consumo di energia nelle lavorazioni di fresatura è stato affrontato in alcuni articoli precedenti.
È però utile tirare le fila del ragionamento, già svolto in precedenza, in merito a come calcolare l’energia e la potenza richieste in tornitura e fresatura, a come ottimizzare i loro valori, agendo sulla geometria della fresa, in termini di numero di denti e di angolo di registrazione (frese ad alto avanzamento) ed a come scegliere una strategia di sgrossatura tradizionale (grande impegno radiale e basso impegno assiale) rispetto a una strategia trocoidale (basso impegno radiale e elevato impegno assiale).
Il dettaglio sui singoli temi si trova negli articoli citati (v. note fondo articolo), mentre questo articolo ha lo scopo di offrire una panoramica che fornisca il quadro generale al tecnologo.
Tutta la trattazione si basa sulla pressione di taglio, una grandezza fisica che può essere ricavata grazie ai cataloghi dei costruttori di utensili e che è alla base del calcolo della forza di taglio in tutte le lavorazioni per asportazione truciolo.
Pressione di taglio, potenza ed energia
La pressione di taglio può essere pensata e calcolata sia come la potenza richiesta per asportare un’unità di volume di un certo materiale nell’unità di tempo (vale a dire l’energia richiesta per asportare un’unità di volume), sia come la forza di taglio per unità di area della sezione di truciolo indeformato.
kc è la pressione di taglio, Pc la potenza di taglio, Q il tasso di rimozione del materiale (tipicamente espresso in mm3/min), Fc la forza di taglio, vc la velocità di taglio, hD lo spessore di truciolo indeformato, b la larghezza del truciolo indeformato e AD l’area della sezione del truciolo indeformato.
kc dice quindi quanta energia serve per rimuovere un dato volume di materiale dal pezzo. Per esempio, conoscendo il kc, possiamo moltiplicarlo per la differenza di volume tra pezzo grezzo e pezzo finito per avere immediatamente l’energia richiesta per l’operazione.
La prima cosa che un utilizzatore deve fare è calcolare la pressione di taglio corrispondente all’avanzamento al giro richiesto per la lavorazione. Il valore di kc1 (pressione specifica di taglio) e il parametro x si deducono dal catalogo dell’utensiliere.
