Come funziona la fresatura CNC

Cos'è la fresatura CNC

fresatura CNC è un processo di produzione in cui una macchina utensile controllata da computer rimuove materiale da un blocco solido di materiale (noto come pezzo in lavorazione) per creare una parte o un prodotto progettato su misura. Le lettere "CNC" stanno per "controllo numerico computerizzato", il che significa che la fresatrice è programmata utilizzando un software per computer per guidare i suoi utensili da taglio lungo un percorso predeterminato per creare la forma desiderata.

Il processo di fresatura CNC

Sviluppata negli anni '1950, la tecnologia CNC ha fatto un significativo passo avanti con l'introduzione dei computer negli anni '1980. Il processo CNC inizia con un rendering bidimensionale o tridimensionale creato da un computer, a differenza di altri metodi di produzione. Le istruzioni vengono create utilizzando CAD, progettazione assistita da computer, per essere seguite dalle macchine CNC.

Il software CAD definisce con precisione le misure e i requisiti per la parte. Viene utilizzato da ingegneri e progettisti per esaminare, migliorare e approvare i prototipi. Attraverso questo metodo, possono esaminare minuziosamente le loro idee senza la necessità di produrre un prototipo su una macchina. Il CAD offre i vantaggi di lavorare in sicurezza su un concetto senza perdite di tempo o manodopera. Ci sono molti articoli oggi sul mercato che sono stati inizialmente progettati utilizzando Software CAD.

Per programmare la macchina CNC, una parte deve essere convertita in un linguaggio di programmazione. Le istruzioni per la macchina CNC vengono convertite in codice generale o vario, G-Code o M-Code, utilizzando CAM, produzione assistita da computer.

Le informazioni tradotte vengono inviate alla produzione per l'impostazione della macchina CNC e il download della programmazione CAD. L'aggiunta di strumenti, l'inserimento di materie prime e il test del processo sono tutte parti della configurazione dell'attrezzatura. Una volta programmata la macchina CNC, viene inserita la materia prima o il pezzo. Per creare un prodotto finito, la macchina esegue automaticamente le istruzioni programmate.

Oltre a metallo, plastica, vetro e legno, il CNC è in grado di rimodellare anche una varietà di altri materiali. Può essere programmato per produrre parti progettate su misura secondo specifiche precise e precise in pochi minuti. Una varietà di prodotti viene prodotta in modo efficiente ed economico utilizzando il CNC nella produzione moderna.

Dal 1952, la fresatura CNC è stata la forma più comune di lavorazione CNC. Dall’inizio del XIX secolo la molitura è uno dei processi produttivi più antichi. Poiché è progettato per rimuovere materiale da un pezzo, è un partner perfetto per il metodo CNC.

Fresatrici CNC

Una fresatrice CNC è un tipo di macchina utensile che utilizza la tecnologia di controllo numerico computerizzato (CNC) per automatizzare il processo di lavorazione. Le fresatrici CNC sono ampiamente utilizzate nell'industria manifatturiera per produrre componenti di alta precisione per varie applicazioni.

Il principio di base di una fresatrice CNC è quello di rimuovere materiale da un pezzo ruotando un utensile da taglio ad alta velocità mentre il pezzo viene mantenuto fermo. L'utensile da taglio è controllato da un programma per computer che determina il percorso dell'utensile e i parametri di taglio quali velocità, velocità di avanzamento e profondità di taglio.

Le fresatrici CNC sono disponibili in vari tipi e dimensioni, dalle piccole macchine da tavolo utilizzate per hobby o scopi didattici alle grandi macchine industriali utilizzate per la produzione in grandi volumi. Alcuni tipi comuni di fresatrici CNC includono fresatrici verticali, fresatrici orizzontali e fresatrici a portale.

Fresatrici verticali

Le fresatrici verticali sono il tipo più comune di fresatrice e vengono generalmente utilizzate per fresare superfici piane o fessure in un pezzo. L'utensile da taglio è montato verticalmente e si muove su e giù per tagliare il pezzo.

Fresatrici orizzontali

Le fresatrici orizzontali sono un tipo di fresatrice che ha l'utensile da taglio montato orizzontalmente anziché verticalmente. Vengono generalmente utilizzati per fresare fessure, scanalature o altre superfici piane su un pezzo. Le macchine sono spesso utilizzate in operazioni di lavorazione pesanti e si trovano comunemente in impianti di produzione che producono grandi quantità di componenti metallici.

Fresatrici a portale

Le fresatrici a portale sono macchine più grandi utilizzate per operazioni di lavorazione pesanti. Vengono generalmente utilizzati per fresare parti di grandi dimensioni o componenti che richiedono un elevato livello di precisione. Le fresatrici a portale hanno una struttura a ponte che si estende per tutta la larghezza dell'area di lavoro e consente all'utensile da taglio di muoversi in più direzioni.

Vantaggi della fresatrice CNC

Uno dei principali vantaggi delle fresatrici CNC è la loro capacità di produrre componenti di alta precisione con un elevato grado di accuratezza e ripetibilità. Ciò li rende ideali per la produzione di parti complesse con tolleranze strette. Anche le fresatrici CNC sono altamente efficienti e possono produrre parti a una velocità molto più rapida rispetto alle fresatrici manuali.

Un altro vantaggio delle fresatrici CNC è la loro flessibilità. Con una fresatrice CNC, puoi modificare facilmente i parametri di taglio per produrre diversi tipi di parti o componenti. Ciò li rende ideali per l'uso in una varietà di settori, tra cui quello aerospaziale, automobilistico, medico ed elettronico.

Oltre alla loro precisione e flessibilità, le fresatrici CNC sono anche estremamente versatili. Possono essere utilizzati per lavorare un'ampia gamma di materiali, inclusi metalli, plastica e compositi. Ciò li rende ideali per la produzione di parti per una varietà di applicazioni, da semplici staffe a complessi componenti aerospaziali.

Sebbene le fresatrici CNC offrano molti vantaggi rispetto alle fresatrici manuali, richiedono anche un livello più elevato di competenza tecnica per funzionare. Le fresatrici CNC richiedono operatori esperti che abbiano familiarità con la programmazione del computer e le operazioni di lavorazione. Inoltre, le fresatrici CNC sono in genere più costose delle fresatrici manuali, il che potrebbe rappresentare un ostacolo per alcune piccole imprese o hobbisti.

Tipi di fresatura CNC

La precisione della fresatura CNC lo rende adatto a una varietà di settori. Con l'aiuto di un programma CAD, la fresatura CNC può essere utilizzata per creare prototipi da esaminare, pezzi unici, assemblaggi di più parti e piccole serie. La sua versatilità lo rende un metodo di produzione popolare. La fresatura CNC ha quattro processi di fresatura comuni.

Spianatura

Nella fresatura frontale, l'asse della fresa è orientato ad angolo retto rispetto alla superficie piana. Le frese per questo processo hanno denti sulla periferia e sulla faccia dell'utensile. Con il taglio dei denti periferici e la finitura dei denti frontali, ogni serie di denti ha una funzione specifica. Il metodo di fresatura frontale produce finiture migliori e può essere utilizzato verticalmente o orizzontalmente.

Fresatura semplice

Quando l'asse della fresa è parallelo alla superficie da fresare, si parla di fresatura piana, fresatura di superficie o fresatura di lastre. Sul tavolo di una fresatrice, il pezzo è montato parallelamente alla superficie e la fresa è montata sull'albero della fresatrice. Tra il mandrino e i supporti dell'albero della fresatrice si trovano diversi supporti dell'albero. Il pezzo viene bloccato direttamente sulla tavola. Ci sono denti sulla periferia degli utensili di fresatura semplici.

A seconda delle dimensioni della superficie, le frese strette possono eseguire tagli profondi mentre le frese larghe possono eseguire tagli ampi. Gli operatori utilizzano frese a dentatura grossa, velocità di taglio lente e velocità di avanzamento elevate per produrre la geometria approssimativa di parti che richiedono grandi quantità di materiale da rimuovere, seguite da frese a dentatura più fine, velocità di taglio più elevate e velocità di avanzamento più lente quando sono richiesti dettagli.

Fresatura angolare

La fresatura angolare si riferisce alla fresatura di superfici piane ad angolo rispetto alla superficie del pezzo. Le frese angolari vengono utilizzate per fresare superfici angolari come smussi, dentellature e scanalature. Come esempio di fresatura angolare, la fresatura a coda di rondine utilizza un angolo di 45°, 50°, 55° o 60° in base al progetto. Dopo aver sgrossato la linguetta o la scanalatura con una fresa laterale, vengono utilizzate frese angolari per rifinire i lati angolari e la base.

Fresatura di forme

Utilizzando la fresatura di forma, è possibile fresare superfici irregolari come curve, piani o tutte le curve. La formatura può essere eseguita in un unico taglio utilizzando una fresa o una fresa sagomata in base al contorno del taglio. La fresatura di forme comuni prevede la fresatura di rientranze e bordi semicircolari o di raggi quarti di giro sui pezzi. A seconda del diametro circolare richiesto, le frese per formatura possono essere frese convesse, concave o per arrotondare gli angoli. Con la fresatura di forme è possibile creare motivi complessi o fresare più superfici complesse contemporaneamente. Questo processo può essere utilizzato anche per modellare cavità, perline e contorni emisferici e semicircolari.

Operazioni di fresatura specializzate

Taglio dell'ingranaggio

Le macchine per il taglio degli ingranaggi vengono utilizzate per sgrossare e rifinire i denti degli ingranaggi, adattare gli ingranaggi e rifinire finemente e arrotondare le estremità dei denti degli ingranaggi. Sono utilizzati per realizzare ingranaggi cilindrici, elicoidali, a spina di pesce e a vite senza fine. Per i modelli verticali sono disponibili sia supporti mobili che fissi. Le frese sono disponibili in diverse forme e dimensioni a seconda del numero di denti per il design dell'ingranaggio.

Fresatura a cavallo

Il processo di fresatura a cavallo prevede la lavorazione di due o più superfici verticali parallele in una sola volta montando due frese sullo stesso albero, separate ad un angolo preciso. Entrambi i lati del pezzo vengono lavorati contemporaneamente con dimensioni esatte e precise. Dispositivi di indicizzazione o morse girevoli verticali trattengono il pezzo.

Fresatura di profili

Nella fresatura di profili, vengono utilizzate diverse frese per sgrossare o rifinire superfici verticali o inclinate e è possibile utilizzare più assi per forme convesse e concave 2D e 3D. Gli utensili da taglio possono essere paralleli o perpendicolari al piano del pezzo. In generale, gli inserti rotondi e le frese con concetto di raggio vengono utilizzati per la sgrossatura e la semi-sgrossatura, mentre le frese a testa sferica vengono utilizzate per la finitura.

Fresatura a banda

Durante la fresatura multipla, vengono utilizzate più frese per lavorare più superfici di un pezzo contemporaneamente. Le frese possono avere lo stesso diametro o essere diverse. Il processo può produrre tagli più complessi per parti complesse e ridurre i tempi di produzione. La fresatura multipla è la scelta perfetta quando sono necessari diversi tagli, come scanalature, superfici piane e scanalature angolari.

Le funzioni di fresatura specializzate rappresentano solo una parte del numero totale di apparecchiature di fresatura uniche disponibili. Man mano che verranno sviluppati progetti e parti più complessi, verranno inventati nuovi tipi di metodi di fresatura. Anche se la fresatura è un processo antico, è diventata parte integrante della produzione moderna.

Conclusione

Le macchine utensili CNC sono utilizzate in una varietà di settori per una varietà di scopi. Come il famoso futurista ray Kurzweil una volta disse: “La nostra tecnologia, le nostre macchine, fanno parte della nostra umanità. Li abbiamo creati per estendere noi stessi, e questo è ciò che rende unico gli esseri umani”. Indipendentemente dal settore in cui operi, Lavorazione CNC le pratiche soddisferanno sicuramente le tue esigenze. Pertanto, dovresti essere in grado di dire quale è adatto a te.