Fresatura: guida alla scelta dei parametri di · PDF fileA. Pandolfo, G. Degli Esposti...

_______________________________________________________________________________________ A. Pandolfo, G. Degli Esposti Tecnologie meccaniche di processo e di prodotto © 2012 RCS RCS Libri S.p.A., Milano - Calderini

Fresatura: guida alla scelta dei parametri di taglio

Come regola pratica, si devono compiere i seguenti passi.

1 Individuare il materiale da lavorare e le sue principali caratteristiche (in particolare la durezza)

2 Definire il tipo di operazione da eseguire

3 Scegliere il procedimento di fresatura idoneo (frontale, periferico)

4 Scegliere la fresa in grado di realizzare la lavorazione e le sue dimensioni

5 Stabilire il montaggio della fresa

6 Individuare la geometria e la qualità dell’inserto

?

7 Scegliere l’avanzamento per dente compatibile con le scelte fatte Scegliere la profondità di passata necessaria per la lavorazione Scegliere la velocità di taglio più appropriata all’avanzamento prescelto

8 Verificare che la macchina abbia potenza sufficiente per compiere l’operazione

Spianatura

Vtn

Va

!

! ?

?

?

?


1 Individuare il materiale da lavorare e le sue principali caratteristiche

Definire il materiale in lavorazione e il suo stato (tipo di lega, eventuale trattamento termico subito, stato di fornitura ecc.). La caratteristica meccanica più importante è la durezza. Nelle tabelle riportate i valori di velocità di taglio forniti per gli acciai sono riferiti a una durezza HB 180; per valori diversi attenersi ai parametri correttivi riportati.

2 Definire il tipo di operazione da eseguire

Dall’analisi del disegno, individuare se tratta di spianatura, esecuzione di spallamento retto, contornatura, esecuzione di cava ecc.

3 Scegliere il procedimento di fresatura idoneo (frontale, periferico)

Fresatura periferica 4 -Scelta dell’utensile e del procedimento di lavorazione

Scegliere il tipo di fresa in funzione del procedimento di fresatura adottato per realizzare la lavorazione. I principali tipi di fresa e le dimensioni sono riportati nelle tabelle seguenti.

tabella 1-F FRESE IN ACCIAIO HSS

FRESE CILINDRICHE (periferiche)

d1

[mm]

b

[mm]

Z esecuzione

N D T 50 40-63-80 6 12 4 63 50-70 8 12 6 80 63-100 8 14 6 100 70 10 16 8


FRESE A TRE TAGLI (frese a disco)

d1

[mm]

b

[mm]

Z

esecuzione N D T

50 4-5-6-8-10 8 11 6 63 4-5-6-8-10-12-14-16 10 16 6 80 4-5-6-8-10-12-14-16-18-20 10 16 6 100 6-8-10-12-14-16-18-20-22-25 12 20 8 125 8-10-12-14-16-18-20-22-25-28 14 24 10 160 10-12-14-16-18-20-22-25-28-32 16 26 10 200 12-14-16-18-20-22-25-28-32-36-40 18 28 12

FRESE A DUE TAGLI (frontali)

D

b

Z esecuzione

N D T 40 32 - 26 4 50 36 8 16 5 63 40 10 18 6 80 45 12 20 8 100 50 16 26 10 125 56 16 26 10 160 63 18 28 12

Tipo A Tipo B (dentatura alternata) (dentatura dritta)

b

D

D


FRESE PER CONTORNATURA CON INSERTO

D a Z inserto 32 50 14 40 58 16 50 64 20 63 76 24 80 88 42

FRESE A TRE TAGLI CON INSERTO (frese a disco)

d b Z Inserto 80 10 6

100 12 8 125 12

20 10 8

160 12 – 16 18 – 20

12 10

200 22 12 250 24 16 315 24 16


5 Stabilire il montaggio della fresa

Preferire sempre, quando possibile, la fresatura concorde (vedi figura 1). Se si utilizza una fresa con taglienti in carburi, scegliere l’inserto idoneo per il materiale in lavorazione (tabella 2F).

figura 1

6 Individuare la geometria e la qualità dell’inserto

Se si utilizza una fresa con inserti, scegliere il tipo di inserto e la qualità, secondo le tabelle di utilizzo.

7 Parametri di taglio

I parametri di taglio possono essere scelti dalle tabelle seguenti o dai cataloghi delle ditte specializzate.

tabella 2F FRESE CILINDRICHE E CILINDRO-FRONTALI

ACCIAIO

MATERIALE

Rm

ACCIAIO SUPERRAPIDO

Vc [m/1’] Vf [mm/1’]

Acciaio non legato (C<0,25%) 300 ÷ 450 16 ÷ 32 70 ÷ 120

Acciaio non legato (C<0,8%) 450 ÷ 600 18 ÷ 30 60 ÷ 130 Acciaio non legato (C<1,4%) > 600 13 ÷ 20 38 ÷ 85 Acciaio debolmente legato ricotto 440 ÷ 750 14 ÷ 24 60 ÷ 130 Acciaio debolmente legato bonificato > 700 13 ÷ 20 35 ÷ 82 Acciaio fortemente legato ricotto 500 ÷ 840 13 ÷ 20 35 ÷ 80 Acciaio fortemente legato bonificato > 800 12 ÷ 15 19 ÷ 35 Acciaio per utensile fortemente. Legato HB<350 13 ÷ 20 35 ÷ 80 Acciaio inox martensitico e ferritico 500 ÷ 850 16 ÷ 25 60 ÷ 100 Acciaio inox austenitico 500 ÷ 740 14 ÷ 24 50 ÷ 90

GHISA

MATERIALE

HB

ACCIAIO SUPERRAPIDO

Vc [m/1’] Vf [mm/1’]

Ghisa malleabile a truciolo corto < 145 16 ÷ 25 48 ÷ 60

Ghisa malleabile a truciolo lungo < 230 20 ÷ 45 50 ÷ 85 Ghisa grigia a bassa resistenza < 200 17 ÷ 26 75 ÷ 160 Ghisa grigia ad alta resistenza < 330 8 ÷ 17 38 ÷ 75


ALTRE LEGHE

MATERIALE

HB

ACCIAIO SUPERRAPIDO

Vc [m/1’] Vf [mm/1’] Alluminio < 100 400 ÷ 650 120 ÷ 380 Leghe di Alluminio 250 ÷ 315 120 ÷ 450 Bronzo e ottone 18 ÷ 60 40 ÷ 240 Rame 52 ÷ 80 120 ÷ 260

FRESE A TRE TAGLI (frese a disco)

ACCIAIO

inserto

P 25 P 30 P 40 M 40 ACCIAIO SUPERRAPID

O

MATERIALE az 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 Vc Vf

Rm (HB)

Vc [m/1’] [m/1’] [mm/1’]

≤900 210 140 110 185 120 80 135 90 70 23 ÷ 32 30 ÷85

≤1300 150 100 70 135 80 55 80 65 45 16 ÷ 21 24 ÷ 54

≤1750 100 70 50 90 60 40 65 45 30 10 ÷ 16 14 ÷ 24

≤740 140 90 65 125 80 65 90 60 40 60 45 30 14 ÷ 20 18 ÷ 28

≤650 95 60 45 85 55 35 60 40 25 45 30 25 8 ÷ 14 12 ÷ 20

GHISA

inserto K 10 K 15 K 20 ACCIAIO SUPERRAPID

O

MATERIALE az 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 Vc Vf

HB(HRC) Vc [m/1’] [m/1’] [mm/1’]

Ghisa malleabile ≤230 130 90 60 100 70 55 70 50 25 16 ÷ 24 24 ÷ 38

Ghisa grigia ≤260 150 100 50 120 75 60 85 55 35 10 ÷ 28 19 ÷ 100

Ghisa fusa in conchiglia HRC≤60 12 8 10 6 ÷ ÷


ALTRE LEGHE

inserto K 10 K 15 K 20 ACCIAIO SUPERRAPIDO

MATERIALE az 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 0,1 0,3 0,6 Vc Vf

HB Vc [m/1’] [m/1’] [mm/1’]

Leghe di alluminio ≤100 600 400 300 400 290 210 250÷650 100÷250

Bronzi e ottoni ≤150 240 160 130 200 135 110 140 95 75 18 ÷ 65 48 ÷ 150

FRESE DI FORMA

ACCIAIO

MATERIALE

Rm

ACCIAIO SUPERRAPIDO

Vc [m/1’] Vf [mm/1’] Acciaio non legato ≤ 600 15 ÷ 30 18 ÷ 45 Acciaio legato ≤ 800 10 ÷ 17 18 ÷ 30 Acciaio legato bonificato < 1000 10 ÷ 16 16 ÷ 25 Acciaio legato bonificato < 1200 7 ÷ 14 16 ÷ 22 Acciaio legato bonificato > 1200 6 ÷ 14 15 ÷ 20

GHISA

MATERIALE

HB

ACCIAIO SUPERRAPIDO

Vc [m/1’] Vf [mm/1’] Ghisa grigia <200 14 ÷ 20 25 ÷ 50 Ghisa grigia <300 10 ÷ 15 20 ÷ 40 Ghisa grigia >300 6 ÷ 10 15 ÷ 30 Ghisa malleabile ≤150 12 ÷ 20 20 ÷ 35 Ghisa malleabile >150 8 ÷ 15 15 ÷ 30

ALTRE LEGHE

MATERIALE

HB

ACCIAIO SUPERRAPIDO

Vc [m/1’] Vf [mm/1’] Alluminio <100 150 ÷ 250 50 ÷ 100 Leghe di Alluminio 78 ÷ 195 50 ÷ 100 Leghe di Al fort. Legate al Si <350 50 ÷ 117 38 ÷ 85 Bronzo fragile, ottone duro >100 10 ÷ 30 20 ÷ 50 Bronzo tenace, ottone tenero <100 30 ÷ 60 40 ÷ 80 Rame 38 ÷ 60 40 ÷ 80


Determinazione della velocità effettiva di taglio Scelta la velocità di taglio opportuna dalle tabelle, il numero di giri che realizza tale velocità è dato dalla seguente relazione:

f

c

D

V1000n

×π

×=

Vc = velocità di taglio [m/min] Df = diametro della fresa [mm] n = numero di giri [giri/min] Se la macchina non dispone di un variatore continuo del numero di giri, sarà necessario adottare il numero di giri più prossimo a quello calcolato (ne), quindi determinare la velocità di taglio che effettivamente si realizza con la formula inversa. La velocità di taglio reale sarà:

1000

nDV ef

ce××π

=

Fresatura frontale 4.1 Scelta dell’utensile e del procedimento di lavorazione

Forma: Scegliere la fresa idonea per il tipo di lavorazione da eseguire.

l 1

l 2

d


FRESE CILINDRICHE A DUE TAGLI (frese a candela)

Formato del

codolo

d l2

serie Z

esecuzione

norm. Lunga N D T

2 7 10 2,5 8 12 3 8 12 3,5 10 15 4 11 19 5 13 24 6 13 24 7 16 30 8 19 38

9 19 38 10 22 45 11 22 45

12 26 53 14 26 53

16 32 63

18 32 63

20 38 75 22 38 75 25 45 90 28 45 90

32 53 106 36 53 106 40 63 125 45 63 125 50 75 150 56 75 150 63 90 180

FRESE CON INSERTI IN CARBURI

FRESE FRONTALI PER SPIANARE

d Z Inserto 80 5

100 6 125 8 160 10 200 12 250 16 315 20 400 26 500 34

Co

do

lo c

ilind

rico

lisc

io U

NI

82

44

Co

do

lo file

tta

to U

NI 8

24

6

Co

do

lo c

ilind

rico

e p

ian

o d

i tr

asc

inam

ento

UN

I 82

48

Co

do

lo a

co

no

Mo

rse

e fo

ro f

ilett

ato

6

3

8

10

12

4

5

4

6

45°

60°

75°


FRESE FRONTALI PER SPALLAMENTI RETTI

d Z Inserto 80 5

100 6 125 8 160 10 200 12 250 16 315 20 400 26 500 34

FRESE CILINDRICHE CON CODOLO (frese a candela)

D Z inserto 16 1 20 2 25 2 32 2 40 3

d


FRESE CILINDRICHE CON CODOLO INTEGRALI IN METALLO DURO

D a Z 10 22 12 26 16 32 20 38 25 40

32 40

Dimensioni: le dimensioni da adottare per spianatura e per di spallamenti retti è riportata in figura.

5.1 Stabilire il montaggio della fresa Preferire, quando possibile, il montaggio in concordanza.

Per spianatura integrale Per spallamento retto o spianatura non integrale

6.1 Individuare la geometria e la qualità dell’inserto

7.1 Parametri di taglio

Df = 1,3÷1,5 b

b

∼0,1 Df

b

D=1,3÷1,5 b

4


tabella 3-F

FRESE PER SPIANARE E PER SPALLAMENTI RETTI

ACCIAIO

inserto

P 10 P 20 P 25 P 30 P 40

az 0,1 0,2 0,4 0,1 0,2 0,1 0,2 0,4 0,8 0,1 0,2 0,4 0,8 0,1 0,2 0,4 0,8

Rm (HB)

Vt [m/1’]

Acciai C<0,25%

300-450 300 235 170 240 190 260 205 150 100 235 185 135 90 160 130 100 65

al C<0,8 450-600 200 150 110 160 125 170 135 100 70 150 120 90 65 100 85 65 45

carbonio C<1,4 >600 165 125 90 130 100 140 110 80 55 125 100 70 50 90 70 50 35

Debolmente ricotto 440-750 190 150 115 155 125 165 135 100 70 150 120 90 65 105 95 65 45

legati bonificato >700 120 95 100 80 105 85 60 40 95 75 55 35 70 55 40 25

fortemente ricotto 500-840 170 135 145 110 150 115 90 65 135 105 80 60 100 80 60 45

legati bonificato >800 115 90 90 70 100 75 55 40 90 65 50 35 65 50 35 25

per utensile fortemente legato

HB<350 90 70 75 60 100 80 60 40 90 70 55 35 50 40 30 20

inox

ferr. e mart. Ricotti

500-850 245 190 195 155 210 165 120 80 195 150 110 70 130 105 80 55

austenitico 500-740 185 150 155 120 165 130 95 65 150 115 85 60 100 80 55 45

GHISA

inserto

K 15 K 10 K 20 K 25

az 0,1 0,2 0,4 0,1 0,2 0,1 0,2 0,4 0,8 0,1 0,2 0,4 0,8

HB Vt [m/1’]

truciolo corto 110-145 150 125 100 195 170 95 80 65 50

truciolo lungo 200-230 135 111 90 175 140 80 65 50 30

bassa resist. 150-200 155 120 85 230 175 120 95 70 50 80 60

alta resist. 200-330 115 90 70 170 130 90 70 50 30 60 35

ALTRE LEGHE

inserto

K 15 K 10 K 20

az 0,1 0,2 0,4 0,1 0,2 0,1 0,2 0,4 0,8

(HB) Vt [m/1’] alluminio 30-100 1000 800 600

leghe di alluminio 400 300 250 200

Bronzo e ottone 650 550 400 600 500 400 300

Rame 700 600 450 600 500 400 350

malleabile

MATERIALE

MATERIALE

MATERIALE

grigia


FRESE CILINDRICHE A DUE TAGLI CON CODOLO (frese a candela)

ACCIAIO

INSERTO insert

o P 25 P 30 P 40 P 40

integrale ACCIAIO

SUPERRAPIDO

MATERIALE az 0,15 0,3 0,15 0,3 0,15 0,3 0,15 0,3 VT VA

Rm (HB)

Vt [m/1’] [m/1’] [m/1’]

Acciaio al Carbonio≤900 160 110 140 100 120 80 95 69 23 ÷ 32 48 ÷ 120

Acciaio debolmente legato ≤1300 140 65 125 60 105 45 85 45 16 ÷ 21 24 ÷ 54

Acciaio fortemente legato ≤1750 130 60 120 55 100 40 80 32 12 ÷ 15 15 ÷ 24

Acciaio inossidabile ≤740 120 75 110 65 90 55 70 45 11 ÷ 15 12 ÷ 22

Acciaio in getti ≤650 110 65 100 40 80 35 65 28 10 ÷ 15 11 ÷ 20

GHISA

INSERTO insert

o K 10 K 15 K 20 ACCIAIO

SUPERRAPIDO

MATERIALE az 0,15 0,3 0,15 0,3 0,15 0,3 VT VA

HB(HRC) Vt [m/1’] [m/1’] [m/1’]

Ghisa malleabile≤230 145 95 120 80 90 60 19 ÷ 24 30 ÷ 72

Ghisa grigia ≤260 140 60 115 60 85 40 10 ÷ 25 9 ÷ 24

Ghisa fusa in conchiglia HRC≤60 40 12 35 10 25 8

ALTRE LEGHE

INSERTO insert

o K 10 K 15 K 20 ACCIAIO

SUPERRAPIDO

MATERIALE az 0,15 0,3 0,15 0,3 0,15 0,3 VT VA

HB Vt [m/1’] [m/1’] [m/1’]

Leghe di alluminio≤100 130÷350 100÷240

Bronzi e ottoni ≤150 190 120 160 100 120 80 20 ÷ 73 30 ÷ 150


Determinazione della velocità effettiva di taglio Scelta la velocità di taglio opportuna dalle tabelle, il numero di giri che realizza tale velocità è dato dalla seguente relazione:

f

t

D

V1000n

×π

×=

Vt = velocità di taglio [m/min]

Df = diametro della fresa [mm] n = numero di giri [giri/min] Se la macchina non dispone di un variatore continuo del numero di giri, sarà necessario adottare il numero di giri più prossimo a quello calcolato, quindi determinare la velocità di taglio che effettivamente si realizza con la formula inversa. Indicando con ne tale numero di giri, la velocità di taglio reale sarà:

1000

nDV ef

fte

××π=

Sezione del truciolo

La sezione del truciolo è data da:

zapq ×=

dove: p = profondità di passata [mm] az = avanzamento per dente [mm/dente]


8.1 Verificare che la macchina abbia potenza sufficiente per compiere l’operazione

La verifica della potenza di taglio è necessaria nelle operazioni di sgrossatura, specie per condizioni di lavoro gravose e per macchine di piccola potenza. Questa verifica può essere fatta mediante la formula matematica:

60000

VZapK

60000

VFN

teiztett

××××=

×=

dove Ks = sforzo specifico di taglio (rilevabile dalla tabella 4F)

q = sezione del truciolo (q = profondità di passata × avanzamento per dente) Vte = velocità di taglio effettiva Nt = potenza necessaria per il taglio Zi = denti della fresa impegnati nell’asportazione di truciolo

Il numero di denti impegnati nell’asportazione di truciolo Zi è dato dal rapporto tra l’angolo di lavoro

γ e il passo della fresa ε (ε = 360/Zf con Zf numero di denti della fresa). Il calcolo esatto dell’angolo γ è piuttosto complicato, per cui si consiglia una valutazione approssimata di Zi.

γ

ε


Resistenza al taglio Ks

tabella 4-F

Materiale in lavorazione

Rm

[N/mm2]

Resistenza al taglio Ks (N/mm2)

(Durezza) 0,1(mm/dente) 0,2(mm/dente) 0,3(mm/dente) 0,4(mm/dente) 0,5(mm/dente)

Acciaio dolce 520 2200 1950 1820 1700 1580

Acciaio al

carbonio

620 1980 1800 1730 1600 1570

Acciaio bonificato 720 2520 2200 2040 1850 1740

Acciaio da

utensile

670 1980 1800 1730 1700 1600

Acciaio da

utensile

770 2030 1800 1750 1700 1580

Acciaio al cromo

e manganese

770 2300 2000 1880 1750 1660

Acciaio al cromo

e manganese

630 2750 2300 2060 1800 1780

Acciaio al cromo

e molibdeno

730 2540 2250 2140 2000 1800

Acciaio al cromo

e molibdeno

600 2180 2000 1860 1800 1670

Acciaio al nichel,

cromo e

molibdeno

940 2000 1800 1680 1600 1500

Ghisa 520 2800 2500 2320 2200 2040

Ghisa dura HRC 46 3000 2700 2500 2400 2200

Ghisa Meehanite 360 2180 2000 1750 1600 1470

Bronzo 500 1150 9500 800 700 630

Lega Al-Mg 160 580 480 400 350 320

Lega Al-Si 700 600 490 450 390


Naturalmente la potenza di taglio Nt deve essere minore della potenza disponibile, deve essere cioè:

Nt ≤ Nd = η Nm dove: Nd = potenza disponibile sul mandrino Nm = potenza del motore

η = rendimento dei cinematismi interposti tra motore e mandrino (macchina in buone condizioni

η = 0,85) Se la potenza di taglio risulta superiore alla potenza disponibile, diminuire la velocità di taglio o la profondità di passata.

Fresatura: guida alla scelta dei parametri di · PDF fileA. Pandolfo, G. Degli Esposti...

Documents

Transcript of Fresatura: guida alla scelta dei parametri di · PDF fileA. Pandolfo, G. Degli Esposti...