Quali sono le migliori frese a candela per la lavorazione CNC?

Le frese a candela sono tra gli utensili da taglio più utilizzati sulle macchine utensili CNC. I loro fianchi cilindrici o conici e le loro estremità piatte o sferiche presentano taglienti che consentono ai taglienti laterali e frontali di tagliare sia contemporaneamente che indipendentemente l'uno dall'altro.

Tra i tipi più comuni figurano le frese a testa quadrata, le frese a testa con raggio d’angolo, le frese coniche, le frese a testa sferica cilindrica e le frese a testa sferica conica. Le frese coniche, a punta sferica cilindrica e a punta sferica conica sono spesso utilizzate per le cavità degli stampi e sono note anche come frese per stampi.

Una fresa a testa quadrata può essere utilizzata per la fresatura di contorni, la fresatura di scanalature e chiavette, la lavorazione di tasche aperte e chiuse e la fresatura frontale di piccole aree.

Frese a candela elicoidali in carburo

Una maggiore durezza dell'utensile consente velocità di taglio più elevate e migliora la produttività. Le fresatrici CNC e i centri di lavoro utilizzano quindi comunemente frese a candela in metallo duro con scanalature elicoidali. Rispetto alle normali frese in acciaio rapido, gli utensili in metallo duro sono più duri, più rigidi e garantiscono una migliore evacuazione dei trucioli. Sono adatti sia alla sgrossatura che alla finitura e possono garantire una produttività da due a cinque volte superiore rispetto a una fresa in acciaio rapido di pari dimensioni.

Quando la fresa è sufficientemente lunga, è possibile saldare due o più inserti in carburo in un unico canale. I giunti tra gli inserti sui denti adiacenti sono sfalsati, mentre i giunti degli inserti all’interno di ciascun canale fungono da divisori di trucioli. Questo tipo di struttura è comunemente denominata “fresa a pannocchia” e viene solitamente scelta per la lavorazione di sgrossatura.

Frese da sgrossatura con taglienti dentellati

Le fresatrici e i centri di lavoro CNC utilizzano spesso frese da sgrossatura con taglienti seghettati quando è necessario asportare grandi quantità di materiale. Queste frese possono aumentare in modo significativo l'efficienza della fresatura.

La differenza principale rispetto a una normale fresa in acciaio rapido è il tagliente ondulato o dentellato. Questo tagliente spezza i trucioli lunghi e sottili in segmenti corti e spessi, migliorando l’evacuazione dei trucioli e favorendo la lavorazione automatica continua. La minore lunghezza di contatto istantanea riduce le vibrazioni. Le dentellature aumentano inoltre la lunghezza effettiva del tagliente, migliorano la dissipazione del calore e consentono al fluido da taglio di penetrare più efficacemente nella zona di taglio.

Come scegliere le dimensioni delle frese a candela

I principali fattori dimensionali nella lavorazione con utensili CNC sono il diametro della fresa, la lunghezza totale e la lunghezza della scanalatura.

Il diametro della fresa comprende il diametro nominale e quello misurato. Il diametro nominale è specificato dal produttore dell'utensile. Il diametro misurato viene utilizzato per determinare il valore di compensazione del raggio per la finitura.

I diametri delle frese non standard richiedono particolare attenzione. Un utensile riaffilato, ad esempio, non dovrebbe normalmente essere utilizzato per lavorazioni di finitura ad alta precisione, anche se il suo diametro misurato viene inserito come offset del raggio dell'utensile.

Per la fresatura di finitura di un contorno interno, il raggio della fresa deve essere inferiore al raggio minimo di curvatura del profilo del pezzo. Una scelta comune è un valore compreso tra 80% e 90% di tale raggio minimo.

Una fresa di diametro maggiore presenta una resistenza alla flessione superiore rispetto a una di diametro inferiore ed è meno soggetta a flessioni o vibrazioni sotto carico. Occorre inoltre valutare attentamente lo sbalzo della fresa dal mandrino e la lunghezza che sporge dal portautensili. Man mano che una fresa a testa piana diventa più lunga, la resistenza alla flessione diminuisce, la deflessione aumenta, la qualità della superficie può deteriorarsi, le vibrazioni diventano più probabili e l’usura del tagliente accelera.

Indipendentemente dalla lunghezza complessiva dell'utensile, è sempre la lunghezza della scanalatura a determinare la profondità massima di taglio.

Quante scanalature deve avere una fresa a candela?

Le frese a candela possono essere classificate in base al numero di denti. Le frese a passo largo possono avere 3, 4, 6 o 8 denti; quelle a passo medio possono averne 4, 6, 8 o 10; mentre quelle a passo fine possono averne 5, 6, 8, 10 o 12. Le frese a passo largo hanno un numero inferiore di denti, più resistenti, e uno spazio maggiore per la truciolatura, il che le rende adatte alla sgrossatura. Le frese a passo stretto hanno un numero maggiore di denti e garantiscono un taglio più fluido, rendendole adatte alla finitura. I modelli a passo medio si collocano a metà strada tra questi due gruppi.

Il materiale del pezzo e lo scopo della lavorazione influenzano notevolmente la scelta del numero di taglienti. I materiali duttili come l’alluminio e il magnesio tendono a formare bordi di accumulo, pertanto spesso si preferisce una fresa a testa cilindrica con un numero inferiore di denti. Un numero inferiore di denti crea spazi più ampi per i trucioli tra le scanalature e riduce il rischio di accumulo dei trucioli durante le lavorazioni pesanti. Inoltre, richiede una velocità di avanzamento programmata inferiore per un dato avanzamento per dente.

Nella lavorazione di materiali duri e fragili, la prevenzione delle vibrazioni è ancora più importante. Una fresa con un numero maggiore di denti garantisce un taglio più fluido e può ridurre le vibrazioni.

Le frese a candela di piccolo e medio diametro hanno solitamente due, tre o quattro denti. Una fresa a candela a tre taglienti combina alcuni dei vantaggi degli utensili a due e a quattro taglienti e offre buone prestazioni generali di lavorazione. Tuttavia, non viene solitamente scelta per la finitura di precisione, poiché il suo diametro è difficile da misurare con precisione.