Per calcolare le velocità della fresatrice CNC bisogna seguire un insieme di parametri, generalmente stabiliti dai produttori della macchina utensile; tenendo conto della velocità di avanzamento, la velocità di taglio, numero di giri al minuto, le caratteristiche del pezzo da lavorare, eccetera.

Parametri di lavorazione delle macchine utensili

Prima di calcolare le velocità della fresatrice per la lavorazione di pezzi in metallo, legno e altri materiali, è importante conoscere i diversi parametri da considerare per poter fare i calcoli in modo corretto. La velocità adeguata della fresatrice dipende dai parametri descritti di seguito.

Velocità di avanzamento

La velocità di avanzamento (VF), è un termine usato dalle macchine utensili che si riferisce alla velocità istantanea relativa con cui l’utensile da taglio (in questo caso la fresa) si avvicina alla superficie del materiale per asportarlo; si tratta della velocità del movimento di taglio (da non confondere con la velocità di taglio). Questo parametro si calcola a partire dal percorso seguito dall’utensile da taglio nella direzione di alimentazione in un minuto.

La velocità di avanzamento si esprime in metri al minuto.

Velocità di taglio

La velocità di taglio (VC) è la velocità con cui il bordo della fresa ruota sul pezzo da lavorare. Questo parametro, che si esprime in metri al secondo, determina il percorso del punto del dente dell’utensile da taglio. La velocità di taglio è solitamente fornita dal produttore dell’utensile; sarà lui a stabilire qual è la velocità consigliata e il limite della macchina che non deve essere superato.

Questa velocità varia a seconda del materiale del pezzo, così come della lavorazione che si eseguirà. Per calcolare la velocità di taglio si tiene conto che, maggiore è il diametro della fresa, maggiore sarà la velocità di taglio. Lo stesso vale per i giri al minuto; se questi sono maggiori, anche la velocità di taglio sarà più alta.

Giri al minuto

Valore che serve a esprimere la velocità del mandrino, cioè quanto velocemente gira il mandrino e quanti giri o rotazioni complete compie in un minuto. La fresatrice CNC solitamente ha tra 6.000 e 24.000 giri al minuto (RPM).

Carico di truciolo

Chiamato anche avanzamento per dente, è lo spessore del materiale che ogni dente dell’utensile da taglio asporta dalla superficie del pezzo in una rotazione completa. Il corretto carico di truciolo permette di regolare la temperatura della fresa ed evita che si surriscaldi. L’avanzamento per dente dipende dalla velocità di rotazione e dalla velocità di avanzamento.

Profondità assiale

La profondità assiale o di passata influisce sulle velocità della fresatrice. A minore profondità, la fresatura sarà più sicura, ma obbliga a effettuare più passate, aumentando il tempo di lavorazione. Quando si vuole aumentare la profondità, che fa crescere la dimensione dei trucioli, bisogna ridurre la velocità di avanzamento della macchina.

Profondità radiale

La profondità radiale o larghezza di taglio varia in funzione della robustezza della macchina utensile CNC. Per una fresatura laterale adeguata è importante ridurre la velocità di avanzamento fino al 25%.

Importanza delle velocità della fresatrice

Le velocità della fresatrice sono indispensabili affinché i risultati della lavorazione siano buoni. Se c’è uno squilibrio tra la velocità di avanzamento e i giri al minuto del mandrino, si ottengono finiture scadenti e, a volte, la macchina utensile può destabilizzarsi e provocare la rottura della fresa. Perciò è importante che tutti i parametri di taglio descritti prima siano regolati in base alla rigidità della fresatrice, ma anche in funzione della potenza e delle caratteristiche della stessa.

Si deve anche tenere conto che le frese usate nelle macchine a controllo numerico CNC possono essere realizzate in acciaio rapido HSS, carburo di tungsteno, diamante PCD, eccetera. Questo implica che, maggiore è la durezza dell’utensile da taglio, maggiore sarà la velocità di taglio; ma, di conseguenza, la velocità di avanzamento può diminuire.

Le velocità della fresatrice non dipendono solo dalla macchina e dai diversi parametri, ma influisce anche il lavoro che si svolge sul materiale e le caratteristiche del pezzo (materiale, disegno, forma, eccetera). Così, le velocità della fresatrice variano se la lavorazione è fresatura, scanalatura, eccetera. Come influenzano le velocità della fresatrice i lavori? Per esempio, a maggiore velocità di avanzamento, maggiore controllo della produzione di trucioli, minore tempo di taglio e usura dell’utensile. Tuttavia, questo aumenta anche il rischio che la fresa si rompa e le possibilità di rugosità sulla superficie aumentino. D’altra parte, se la velocità di avanzamento si riduce, i trucioli sono più lunghi e migliora la qualità della lavorazione; gli svantaggi sono un maggiore consumo della fresa, più tempo e costo di lavorazione.