L'alesatura CNC corregge gli errori di foratura precedenti, soddisfacendo al contempo requisiti dimensionali, geometrici e di finitura superficiale particolarmente esigenti. Questa guida spiega quando utilizzare l'alesatura di sgrossatura, di semifinitura e di finitura, quale margine di asportazione deve essere previsto in ciascuna fase e perché la forza di taglio, il calore, la rigidità e il riaggancio influiscono sulla precisione. Viene quindi effettuato un confronto tra utensili di alesatura regolabili a tagliente singolo, a doppio tagliente bilanciato e a regolazione fine, includendo il loro comportamento alle vibrazioni, la capacità di avanzamento, la produttività, i metodi di regolazione e i volumi di produzione adatti. Sono inclusi valori pratici relativi a tolleranze, rugosità, profondità di taglio, avanzamento e diametro massimo per i centri di lavoro CNC e per le condizioni di produzione più comuni.
L'alesatura è una delle principali operazioni di lavorazione eseguite su un centro di lavoro. Consente di controllare con precisione le tolleranze dimensionali e geometriche di un sistema di fori e di correggere gli errori lasciati dall'operazione precedente.
La maggior parte dei fori cilindrici realizzati mediante alesatura sono fori di accoppiamento o di supporto critici nei componenti delle macchine, pertanto richiedono una precisione dimensionale relativamente elevata. I fori di accoppiamento generici sono solitamente controllati secondo la classe IT7 o IT8, i fori dell’alloggiamento del mandrino possono richiedere la classe IT6, mentre i fori meno esigenti sono spesso controllati secondo la classe IT11.
Per i fori ad alta precisione in staffe e manicotti, nonché per i fori critici negli alloggiamenti, la precisione geometrica dovrebbe essere generalmente mantenuta entro un intervallo compreso tra un terzo e la metà della tolleranza del diametro del foro. L'errore di interasse tra i fori è comunemente mantenuto tra ±0,025 e 0,06 mm, mentre l'errore di parallelismo tra i due assi dei fori è controllato tra 0,03 e 0,10 mm. La rugosità tipica della superficie forata è compresa tra Ra 1,6 e 0,4 µm.
La foratura si svolge spesso in più fasi: foratura di sgrossatura, foratura di semifinitura e foratura di finitura. Le fasi necessarie dipendono dalla tolleranza del foro, dal materiale del pezzo e dalla struttura del componente.
L'alesatura grossolana è un'importante operazione preparatoria per i fori cilindrici. Consiste nella lavorazione di fori grezzi in pezzi fusi o forgiati, oppure di fori già forati o svasati, al fine di creare le condizioni adeguate per la semilavorazione e la finitura. Consente inoltre di individuare in una fase precoce eventuali difetti dei pezzi grezzi, quali crepe, inclusioni di sabbia e bolle.
L'alesatura di sgrossatura lascia normalmente da 2 a 3 mm di materiale da asportare per lato in vista dell'alesatura di semifinitura e di finitura. I componenti di precisione degli alloggiamenti possono inoltre richiedere un trattamento di tempra o di invecchiamento dopo l'alesatura di sgrossatura, al fine di alleviare le tensioni interne generate durante la lavorazione prima di procedere all'alesatura di finitura.
I parametri di taglio elevati generano forze di taglio e temperature elevate, oltre a un'usura significativa dell'utensile durante l'alesatura di sgrossatura. Un utensile per alesatura di sgrossatura deve quindi possedere una resistenza meccanica e una resistenza agli urti sufficienti. La sua geometria dovrebbe ridurre la forza di taglio e il carico esercitato sul sistema di lavorazione, consentendo al contempo un'efficace dissipazione del calore.
L'alesatura di semifinitura prepara il foro per l'alesatura di finitura, correggendo il margine irregolare rimasto dopo la sgrossatura. Per ottenere un foro di elevata precisione possono essere necessarie due passate di semifinitura. La prima rimuove il materiale in eccesso più irregolare, mentre la seconda elimina il margine residuo per migliorare la precisione dimensionale e geometrica e ridurre la rugosità superficiale.
L'alesatura di semifinitura lascia generalmente da 0,3 a 0,4 mm di materiale da asportare per lato in vista dell'alesatura di finitura. Nel caso di fori con requisiti di precisione meno elevati, talvolta è possibile passare direttamente dall'alesatura di sgrossatura a quella di finitura.
L'alesatura di finitura utilizza una velocità di taglio più elevata e un'avanzamento più basso per asportare il piccolo margine di materiale residuo lasciato dall'alesatura di sgrossatura o di semifinitura e ottenere con precisione la superficie interna specificata.
Dopo l'alesatura di sgrossatura, è necessario allentare le piastre di serraggio e serrare nuovamente il pezzo in lavorazione, al fine di ridurre l'influenza della deformazione da serraggio sulla precisione finale. Una profondità di taglio radiale tipica per l'alesatura di finitura è di almeno 0,01 mm, mentre l'avanzamento è di almeno 0,05 mm/giro.
La sezione di taglio di un utensile di alesatura per centri di lavoro è sostanzialmente simile a quella di un utensile di tornitura esterna. Tuttavia, l’alesatura su un centro di lavoro prevede normalmente l’uso di un utensile a sbalzo, pertanto la barra di alesatura deve garantire adeguata rigidità e precisione. Sono disponibili utensili per diverse condizioni di taglio, classificabili in base al numero di taglienti come utensili di alesatura a tagliente singolo o a doppio tagliente.
La maggior parte delle frese a tagliente singolo presenta una struttura regolabile. Le forme illustrate (a), (b) e (c) vengono utilizzate rispettivamente per fori passanti, fori a gradini e fori ciechi. La vite 1 regola il diametro di taglio, mentre la vite 2 blocca la regolazione.
Un utensile a tagliente singolo presenta una rigidità relativamente bassa e può vibrare durante il taglio; pertanto, si sceglie un angolo di approccio maggiore per ridurre la forza radiale. Il diametro di lavorazione viene impostato spostando l’utensile di alesatura, il che rende la regolazione poco pratica e riduce l’efficienza. Questo tipo di design viene utilizzato principalmente per la produzione di pezzi singoli o in piccoli lotti. Ciononostante, la sua struttura semplice e l’ampia adattabilità ne determinano un ampio impiego.
Un semplice utensile di alesatura a doppio tagliente presenta due taglienti simmetrici alle estremità opposte, che tagliano contemporaneamente. L’azione di taglio bilanciata annulla gran parte della forza radiale che agisce sulla barra di alesatura. Ciò consente di utilizzare parametri di taglio più elevati, riduce la rigidità richiesta della barra, limita le vibrazioni e migliora l’efficienza di taglio.
Gli utensili di alesatura a doppio tagliente con inserti intercambiabili sono ampiamente utilizzati perché i loro inserti sono facili da sostituire, non richiedono riaffilatura e sono semplici da regolare. Il taglio simmetrico consente di ottenere un’elevata precisione di alesatura. Rispetto a un utensile a singolo tagliente, l’avanzamento per giro può essere approssimativamente raddoppiato, aumentando così la produttività.
I fori di grande diametro possono essere lavorati con un alesatore a doppio tagliente regolabile, la cui testa consente un ampio campo di regolazione. Il diametro massimo di alesatura può raggiungere i 1.000 mm.
Gli utensili di alesatura di precisione sono comunemente utilizzati per l'alesatura di finitura sui centri di lavoro. La loro dimensione radiale può essere regolata entro un intervallo definito, con una risoluzione della scala di 0,01 mm.
Per regolare l'utensile, allentare innanzitutto la vite di serraggio, quindi ruotare il dado di regolazione graduato fino a quando la testa di taglio raggiunge il diametro richiesto e, infine, serrare nuovamente la vite. Questo tipo di utensile di alesatura presenta una struttura relativamente semplice e garantisce un'elevata precisione, una buona versatilità e una notevole rigidità.
Condividete il vostro disegno, materiale, obiettivo di tolleranza o domanda di applicazione. Il nostro team di ingegneri può aiutarvi a rivedere il percorso di lavorazione e a suggerire un passo successivo pratico.
Tecnologia di lavorazione
L'alesatura consiste nella rimozione di un sottile strato da un foro già preparato per migliorarne il diametro, la geometria e la finitura superficiale. Questa guida illustra i gradi IT ottenibili...
Leggi l'articoloTecnologia di lavorazione
Le frese a candela si differenziano per materiale, forma del tagliente, diametro, lunghezza e numero di scanalature, e ciascuno di questi fattori influisce sulle prestazioni dell'utensile. Questa guida...
Leggi l'articoloTecnologia di lavorazione
La scelta di una punta per filettature interne CNC non si limita alla semplice corrispondenza della dimensione della filettatura. La lunghezza dello smusso determina il comportamento di taglio e la profondità programmata, mentre...
Leggi l'articoloTecnologia di lavorazione
Un percorso di fresatura di profilo CNC ben progettato garantisce la precisione dimensionale, la finitura superficiale e l'efficienza del ciclo. Questa guida spiega come impostare e annullare il raggio della fresa...
Leggi l'articolo
