In questo articolo descriviamo le operazioni di fresatura, nello specifico spiegheremo come la scelta degli utensili e dei parametri di taglio vanno ad influenzare il calore nel processo di taglio.
Fattori termici nelle operazioni di fresatura
Le temperature generate durante le fasi di fresatura possono incidere sulla qualità del risultato della fresatura stessa. Nella zona in cui il tagliente opera sul materiale del pezzo da lavorare e lo ritaglia si arriva a generare temperature comprese tra 800 e 900 gradi Celsius, se nelle operazioni di tornitura continua, il riscaldamento avviene in modo lineare costante. Al contrario, nella fresatura, i denti di una fresa entrano ed escono in modo intermittente dal materiale del pezzo e la temperatura dei taglienti si alza e si abbassa di conseguenza. Gli elementi del sistema di lavorazione assorbono il calore creato nel taglio dei metalli. Nel dettaglio, il calore si diffonde all’ottanta percento nei trucioli tagliati, al dieci percento scorre nel pezzo e il restante dieci per cento va nello strumento.
È preferibile che i trucioli incamerino e portino via la maggior parte del calore, poiché le alte temperature riducono la durata dell’utensile e nei casi peggiori, possono arrivare a danneggiare il pezzo in lavorazione.
La diversa conduttività termica dei materiali, così come altri fattori operativi, ha un’influenza significativa sulla distribuzione del calore. Ad esempio:
- la conduttività termica delle superleghe è scarsa;
- quando si lavorano pezzi con scarsa conduttività, una maggiore quantità di calore si trasferisce nello strumento;
- i materiali più duri producono più calore rispetto ai materiali più morbidi;
- velocità di taglio più elevate aumentano la produzione di calore;
- velocità di avanzamento più elevate allargano l’area del tagliente soggetta a temperature più elevate.
A causa della natura intermittente del processo di fresatura, i denti da taglio generano calore solo per una parte del tempo totale di lavorazione.
I vari processi di fresatura hanno diversi archi di impegno. Ad esempio, nella fresatura Slot, con la presenza di un foro, i taglienti trascorrono metà del tempo di lavorazione nel taglio e il calore si accumula rapidamente. Tale situazione è distinta dalla fresatura laterale, in cui una percentuale relativamente piccola della fresa è impegnata nel pezzo e i taglienti hanno una maggiore possibilità di dissipare calore nell’aria.
L’eccessivo accumulo di calore nell’utensile ne riduce la durata, causando un’usura o una deformazione. Di contro, molti materiali da taglio devono essere lavorati a temperature superiori ad un livello minimo critico per raggiungere la piena efficienza.
Gli utensili da taglio in metallo duro, sono composti da metalli in polvere resistente, ma allo stesso tempo fragile. Temperature superiori a un certo livello minimo aumentano la resistenza dei materiali in polvere e riducono la loro tendenza alla frattura. Al contrario, quando le temperature di taglio sono troppo basse, lo strumento rimane fragile e si rischia la rottura o la scheggiatura. L’obiettivo è mantenere la lavorazione in una zona ideale di temperatura di taglio.
