Il segmento promettente

È evidente che la lavorazione a 5 assi sta diventando sempre più popolare nel moderno taglio dei metalli. La lavorazione a 5 assi offre vantaggi significativi come la lavorazione di parti dalla forma complessa utilizzando un unico setup senza modificare la posizione del pezzo, elevata precisione di lavorazione e tempo ciclo ridotto.

La tecnologia avanzata di fabbricazione dei pezzi ha portato a maggiori capacità di forgiatura, fusione e integrazione della produzione additiva (AM) di precisione. Ciò ha comportato una maggiore complessità della geometria del pezzo, diminuendo il sovrametallo di lavorazione e il materiale mediante le operazioni di taglio e ottenendo risultati finali che riflettono la forma finale del pezzo. Le richieste di utensili da taglio ad alte prestazioni destinati alla finitura e semifinitura di superfici geometricamente complesse sono ormai di vitale importanza.

Le frese a testa sferica sono considerate strumenti tradizionali per la lavorazione di superfici 3D. Le frese a testa sferica sono gli utensili più comuni per la semifinitura e la finitura dei profili nelle operazioni di fresatura. I progressi nel campo dei centri di lavoro a 5 assi e un significativo passo avanti nei moderni sistemi CAM hanno fatto emergere utensili con una diversa geometria di taglio, denominate frese a segmenti o a forma di barile. Anche se questi strumenti sono ben noti ai macchinisti, rimangono ignorati. La lavorazione a 5 assi combinata con software CNC e modellazione computerizzata di configurazioni complesse di utensili ha riemerso l'uso di applicazioni di frese a segmento circolare.

Fig. 1 – Le frese ovali in metallo duro integrale sono utensili efficaci per la lavorazione di forme curve

Il tagliente di queste frese è un arco che rappresenta un segmento di cerchio con un raggio maggiore del raggio nominale di un utensile. A scopo comparativo, nelle frese a testa sferica il raggio dell'utensile è il raggio del tagliente. La lavorazione delle superfici utilizzando frese a segmento con tecnica a passate consente di aumentare sostanzialmente la dimensione del passo rispetto alle frese a testa sferica, riducendo così il tempo di taglio. Un processo di taglio controllato da CNC a tre assi non può garantire la corretta posizione di un utensile da taglio a forma di botte durante la lavorazione di superfici complesse. Il concetto di lavorazione a 5 assi consente di sfruttare appieno le frese a segmenti.

A seconda dell'orientamento del tagliente rispetto all'asse dell'utensile, le frese a segmenti possiedono varie configurazioni come cilindro puro, cilindro conico, lente e forme ovali o paraboliche. La forma del tagliente dell'utensile determina l'applicazione dell'utensile. Ad esempio, gli utensili a forma di lente sono adatti sia per macchine a cinque che a 3 assi, mentre le frese con profilo a botte conico sono destinate alle macchine a 5 assi. I design delle frese a segmenti compaiono nelle frese integrali multi-scarico che offrono la massima precisione dell'utensile e massimizzano il numero di denti sull'utensile da taglio.

Fig. 2 – Il concetto vantaggioso in termini di costi Multi-Master ha adottato con successo teste di fresatura a segmenti circolari

La linea di utensili Iscar Neobarrel comprende diverse famiglie di utensili. Si tratta di frese in metallo duro integrale (SCEM) con una gamma di diametri da 8 mm a 12 mm (Fig. 1). La fresa in metallo duro integrale di forma ovale da 10 mm ha un tagliente periferico arcuato con un raggio di 85 mm. Questa fresa quadruplica la ripetibilità delle dimensioni del passo rispetto a una fresa a testa sferica da 10 mm e fornisce la stessa qualità di finitura superficiale lavorata.

La linea di utensili Iscar Multi-Master si riferisce ad utensili assemblati che montano teste in metallo duro intercambiabili. Questa linea offre nuove teste a forma di botte che presentano la stessa geometria di taglio e gamma di diametri di SCEM e forniscono un'ampia gamma di opzioni all'interno della linea Multi-Master per macchine a 5 assi (Fig. 2). Il concetto di testina intercambiabile della linea di utensili Multi-Master garantisce un utilizzo razionale del metallo duro con un vero vantaggio economico. Diversi corpi utensile, estensioni e riduttori consentono la personalizzazione di un gruppo utensile modulare per progetti di lavorazione complessi.

Recentemente, Iscar ha presentato una nuova famiglia di frese a segmenti che utilizzano il principio di progettazione dell'utensile a inserto singolo (Fig. 3). È noto che i parametri di precisione di un utensile a inserto singolo sono inferiori rispetto a una fresa con testine in metallo duro intercambiabili, per non parlare della fresa integrale in metallo duro. La precisione può essere compromessa se analizziamo come un utensile con inserto singolo, con due denti, può competere con un utensile SCEM multi-elica o con testa in metallo duro.