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Fresa frontale che lavora il fianco di un blocco metallico fissato su una morsa

Fresatura in avanzamento vs. fresatura convenzionale: direzione, finitura e carico utensile

Processi di lavorazione7 min lettoPubblicatoAggiornato
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La fresatura in avanzamento è generalmente la prima scelta su un banco CNC rigido che controlla il gioco di giunti. [4] La sua formazione del truciolo da spesso a sottile riduce l’attrito all’ingresso. La fresatura convenzionale rimane utile quando uno strato superficiale difficile o la configurazione della macchina modificano le condizioni di taglio. Nessuna delle due direzioni garantisce di per sé una buona finitura. [3]

La distinzione riguarda il modo in cui il tagliente incontra il materiale. Non descrive una macchina diversa né un processo produttivo separato. Per la sequenza più ampia di utensili, configurazioni e percorsi utensile, consulta come funziona la fresatura CNC.

Identifica la direzione di avanzamento sul tagliente

Fresatura in avanzamento è anche chiamata fresatura discendente; fresatura convenzionale è anche chiamata fresatura ascendente. Per identificarle, immagina che il centro della fresa rimanga fermo mentre il pezzo avanza oltre di esso. Confronta questo movimento del pezzo con il moto tangenziale del tagliente nel punto di contatto con il materiale. [1]

  • Fresatura in avanzamento: il pezzo avanza nella stessa direzione del moto del tagliente al punto di contatto.
  • Fresatura convenzionale: il pezzo avanza in direzione opposta al moto del tagliente al punto di contatto.
Due diagrammi di fresatura periferica con identica rotazione oraria della fresa e frecce di avanzamento del pezzo opposte
Entrambi i diagrammi considerano fisso il centro della fresa. Le frecce sotto i blocchi indicano l’avanzamento del pezzo.

Uno schermo CAM mostra di solito il centro della fresa muoversi rispetto a un pezzo fisso. Quella freccia di avanzamento è opposta alla convenzione di avanzamento del pezzo indicata sopra. Specifica quale oggetto si muove prima di confrontare i diagrammi. Il termine «senso orario» da solo descrive una rotazione o un percorso lungo un contorno; non identifica la fresatura in avanzamento senza specificare il lato di contatto.

La formazione del truciolo modifica l’attrito e la finitura superficiale

Comportamento di taglio periferico Fresatura in avanzamento Fresatura convenzionale
Spessore del truciolo non tagliato durante l’ingaggio Più spesso all’ingresso, si assottiglia verso l’uscita Quasi nullo all’ingresso, aumenta verso l’uscita
Contatto iniziale del tagliente Inizia prelevando un truciolo Maggiore attrito prima che si formi un truciolo

Queste sono tendenze di taglio periferico, non valori di rugosità garantiti. Harvey Performance collega il vantaggio finitura della fresatura in salita con la riduzione dell’attrito e del ri-taglio dei trucioli. [3] La progressione descrive lo spessore del truciolo non tagliato, non la forma finale né la lunghezza di un truciolo arrotolato.

Lo spessore del truciolo diminuisce dall’ingresso all’uscita nel taglio in salita (climb milling) e aumenta nel taglio in discesa (conventional milling)
I triangoli mostrano la progressione dello spessore durante un’interazione periferica idealizzata, non l’entità delle forze di taglio.

Il carico utensile dipende anche da quanto spigolo è impegnato. Un passaggio leggero di finitura laterale e una scanalatura a larghezza piena rappresentano casi di carico diversi, anche con lo stesso parametro di avanzamento. Un’elevata sporgenza, la deformazione dell’utensile e i trucioli trattenuti possono compromettere il risultato ancor prima che il cambio di direzione offra alcun vantaggio. [6]

Scegliere in base alla macchina, al grezzo e all’utensile

Il gioco di ripresa è il movimento perso nel meccanismo di avanzamento. La fresatura in salita può tirare il pezzo verso l’utensile, annullando bruscamente tale gioco e aumentando effettivamente l’impronta di taglio. La fresatura in discesa non ripara il meccanismo; modifica semplicemente il modo in cui il carico di taglio agisce contro l’avanzamento. [2]

Condizione Direzione da considerare Motivo o limite
Configurazione rigida con gioco di ripresa controllato Fresatura in salita come scelta iniziale Ingresso favorevole e formazione del truciolo
Gioco di ripresa non controllato nell’avanzamento Fresatura in discesa, seguendo le indicazioni operative della macchina Evitare di presupporre che il tavolo possa resistere all’azione di trascinamento propria della fresatura in salita
Strato superficiale duro o ruvido La fresatura in discesa potrebbe essere utile Valutare l’ingresso al di sotto dello strato problematico; non classificare tutti i getti in modo identico
Variazione significativa dello spessore di sovrametallo Valutare la fresatura in discesa Il carico all’ingresso varia in funzione del sovrametallo residuo
Inserti in ceramica su lega resistente al calore Seguire le indicazioni applicative; potrebbe essere specificata la fresatura in discesa La sensibilità agli urti modifica la preferenza abituale

Le distinzioni relative a gioco di ripresa, sovrametallo e utensili in ceramica seguono le indicazioni applicative Sandvik. [2] La trattazione di Harvey sullo strato superficiale riguarda la condizione d’ingresso, piuttosto che una regola secondo cui tutti i pezzi fusi o forgiati richiedono necessariamente la fresatura in discesa. [3] Lo stato della macchina è più rilevante rispetto all’etichettatura semplice «manuale» o «CNC»; il confronto manuale versus CNC copre tale distinzione più ampia.

Tasche, isole e scanalature modificano il lato di contatto

Per una fresa destrorsa che ruota in senso orario osservata dall’alto, un percorso di finitura in contromarcia descrive una traiettoria antioraria lungo il contorno di una tasca interna e oraria intorno a un’isola esterna. La fresa entra in contatto con i lati opposti di tali contorni. Il manuale di programmazione Haas illustra questa inversione tra i percorsi di tasca e di isola. [4]

Tasca in sezione con una parete interna blu e una parete esterna arancione su un’isola centrale
La parete di una tasca e la parete di un’isola posizionano il materiale residuo su lati diversi della fresa.

Una scanalatura a larghezza piena impegna la fresa su entrambi i lati, quindi non può essere trattata come una singola passata in contromarcia su un solo lato. Per ottenere una scanalatura precisa, è consigliabile eseguire la sgrossatura con una fresa di diametro inferiore e finire le pareti separatamente, ottenendo un migliore controllo dell’ingaggio. Le linee guida Sandvik per le chiavette raccomandano addirittura la fresatura in marcia per la finitura — un’importante eccezione al principio secondo cui «la contromarcia dà sempre il risultato migliore». [6]

Verificare il percorso generato, non solo il nome dell’opzione CAM. L’impostazione Direction di Autodesk Fusion cerca di mantenere la modalità scelta, ma la geometria del pezzo può impedirne il rispetto lungo l’intero percorso. L’opzione Both Ways include deliberatamente passate in contromarcia e in marcia su profili aperti, con impostazioni separate per la passata inversa. [5]

Confrontare la caratteristica finita, non solo il rumore del taglio.

Quando si valuta una variazione di direzione, registrare materiale, utensile, lunghezza di sbalzo, ingaggio radiale, profondità assiale e condizioni di avanzamento. Mantenere il confronto coerente ove possibile e annotare eventuali altre modifiche necessarie per ottenere un taglio praticabile. Altrimenti, un presunto miglioramento non potrà essere attribuito esclusivamente alla direzione.

Ispezionare separatamente la texture superficiale, le dimensioni della caratteristica e la forma delle pareti. Una parete più liscia può comunque presentare conicità o scostamenti dimensionali. In un angolo interno, verificare se l’ingaggio aumenta bruscamente: Autodesk identifica la geometria degli angoli stretti come causa di vibrazioni (chatter) e finiture distorte. Modificare l’etichetta della direzione non eliminerà tale geometria. [5]

Per un componente da affidare all’esterno, specificare le dimensioni e le superfici richieste. Il fornitore può scegliere un percorso di lavorazione adeguato, a meno che il disegno tecnico o il processo approvato non ne prescrivano uno specifico. La nostra pagina CNC servizi di fresatura descrive le caratteristiche dei componenti e l’ambito dell’ispezione utilizzati in tale contesto.

Domande sulla fresatura in contromarcia e in marcia.

La fresatura in contromarcia è sempre preferibile per le pareti sottili?

No. Il fissaggio sicuro del pezzo e la sua capacità di resistere alle forze di taglio rimangono fattori determinanti. La direzione da sola non costituisce una strategia per la lavorazione di pareti sottili. [1]

Il “taglio discendente” (down milling) significa che l’utensile avanza verso il basso lungo l’asse Z?

No. Il taglio discendente (down milling) è un altro nome per il taglio in salita (climb milling). Esso descrive la relazione tra il moto del tagliente e l’avanzamento al momento dell’ingresso nel pezzo, non un’immersione verticale nel materiale. [1]

Fonti

  1. MIT OpenCourseWare, Introduzione alla fresatura, 2004, pagina PDF 5: definizioni di avanzamento del pezzo. Le raccomandazioni rivolte ai laboratori manuali non costituiscono una regola universale di taglio CNC.
  2. Sandvik Coromant, Taglio discendente vs. taglio ascendente: formazione periferica del truciolo, gioco di giunzione (backlash), sovrametallo variabile ed eccezioni relative a inserti in ceramica.
  3. Harvey Performance Company, Taglio in salita vs. taglio in discesa: fenomeni di sfregamento, ritaglio del truciolo e strati superficiali difficili da lavorare.
  4. Haas Automation, Manuale di programmazione per fresatrici, pagine stampate 61 e 112: direzione di taglio e contorni di tasche/isole. Citato per la geometria, non per i comandi di controllo attuali.
  5. Autodesk Fusion, 2D Riferimento per la sgrossatura adattiva: direzione, entrambe le direzioni e raggio minimo di taglio.
  6. Sandvik Coromant, Fresatura di scanalature o cave: carico sulla fresatrice frontale, deformazione flessionale e passaggi separati per la finitura delle chiavette.

Informazioni sull'autore

· VETCNC

Kevin scrive di lavorazione CNC e approvvigionamento presso VETCNC.

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