Sgrossatura e produttività

Nelle lavorazioni CNC la produttività parte dalla sgrossatura

Quando si parla di produttività nelle lavorazioni di fresatura, l'attenzione si concentra spesso sulla finitura. In realtà, è la sgrossatura a determinare gran parte del tempo ciclo e dell'efficienza complessiva del processo.

La sgrossatura è infatti la fase in cui viene asportata la maggior quantità di materiale dal pezzo grezzo. Per questo motivo, anche piccoli miglioramenti in questa fase possono tradursi in significative riduzioni dei tempi di lavorazione e dei costi per pezzo.

L'obiettivo principale è massimizzare l'MRR (Material Removal Rate), ovvero il volume di materiale asportato nell'unità di tempo, mantenendo al tempo stesso stabilità, affidabilità e durata utensile.

Cos'è l'MRR e perché è importante

L'MRR (Material Removal Rate) rappresenta la quantità di materiale rimossa durante una lavorazione.

In una fresatura di sgrossatura, un MRR elevato consente di:

• ridurre il tempo ciclo;

• aumentare la produttività della macchina;

• diminuire il costo di lavorazione per pezzo;

• migliorare l'efficienza complessiva del processo.

Tuttavia, aumentare semplicemente i parametri di taglio non è sufficiente. Per ottenere un'elevata asportazione di truciolo è necessario che tutto il sistema sia progettato per lavorare in condizioni gravose.

La scelta della strategia di lavorazione

Prima ancora di selezionare l'utensile, è fondamentale definire la strategia di sgrossatura più adatta all'applicazione.

La scelta dipende da diversi fattori, tra cui:

• dimensioni del pezzo da lavorare;

• volume di materiale da asportare;

• geometria della lavorazione;

• caratteristiche della macchina utensile;

• rigidità del sistema e modalità di staffaggio del pezzo.

In funzione di queste variabili è possibile adottare diverse strategie operative.

1. Fresatura pesante

   Indicata per elevate asportazioni di materiale e macchine caratterizzate da elevata rigidità. Predilige profondità di passata importanti e massima produttività.

2. Fresatura ad alta velocità (HSM)

   Basata su elevati giri mandrino e avanzamenti specifici. Consente di ridurre le forze di taglio e migliorare l'efficienza soprattutto su geometrie complesse.

3. Fresatura standard

   Rappresenta l'approccio più tradizionale e versatile, utilizzato quando non sono richieste condizioni di taglio particolarmente spinte o quando il processo deve garantire la massima flessibilità.

4. Fresatura trocoidale

   Prevede una traiettoria utensile dinamica che mantiene costante l'angolo di impegno radiale. Questa strategia permette di ridurre le sollecitazioni sul tagliente, migliorare la durata utensile e aumentare la produttività in molte applicazioni di sgrossatura.
   

Non esiste una strategia universalmente migliore: la soluzione più efficace è quella che consente di sfruttare al meglio le caratteristiche della macchina, dell'utensile e del pezzo da lavorare.

I fattori che influenzano la sgrossatura

1. Geometria e dimensione dell'utensile

   La geometria dell'utensile è uno degli elementi più importanti nelle operazioni di sgrossatura.

   Numero di taglienti, volume delle scanalature, robustezza del tagliente e geometria di taglio influenzano direttamente:

   • capacità di asportazione;

   • evacuazione del truciolo;

   • stabilità della lavorazione;

   • durata dell'utensile.

Un utensile progettato per la sgrossatura permette di lavorare con parametri più aggressivi mantenendo sicurezza di processo.

2. Evacuazione del truciolo

   Durante la sgrossatura vengono generati grandi volumi di truciolo.

   Se il truciolo non viene evacuato correttamente può verificarsi:

   • ri-taglio del materiale;

   • aumento della temperatura;

   • usura accelerata dell'utensile;

   • peggioramento della qualità della lavorazione.

   • Rottura dell’utensile

Per questo motivo le scanalature devono garantire un flusso continuo del truciolo anche nelle condizioni più gravose.

3. Stabilità del sistema

   L'efficienza della sgrossatura non dipende esclusivamente dall'utensile.

   Anche il sistema composto da macchina, mandrino, portautensile e fissaggio del pezzo deve garantire la massima rigidità possibile.

   Una maggiore stabilità consente di:

   • ridurre le vibrazioni;

   • aumentare l'avanzamento;

   • migliorare la vita utensile;

   • mantenere costanti le prestazioni durante la lavorazione.

4. Parametri di taglio

   L'MRR è influenzato principalmente da tre parametri:

   • profondità di passata (ap);

   • larghezza di passata (ae);

   • avanzamento (vf).

La corretta combinazione di questi valori consente di incrementare la produttività senza compromettere la stabilità del processo.

L'obiettivo non è utilizzare parametri estremi, ma trovare il miglior equilibrio tra capacità di asportazione, affidabilità e durata utensile.

Come ridurre il tempo ciclo nelle operazioni di sgrossatura

Per ridurre il tempo ciclo è necessario intervenire contemporaneamente su più aspetti:

• strategia corretta

• scelta di utensili progettati per elevata asportazione;

• ottimizzazione dell'evacuazione del truciolo;

• aumento della rigidità del sistema;

• corretta definizione dei parametri di taglio.

Quando questi elementi lavorano insieme è possibile aumentare significativamente l'MRR e ottenere una lavorazione più produttiva e stabile.

La soluzione Kobo per la sgrossatura ad alte prestazioni

Per rispondere alle esigenze delle moderne lavorazioni di sgrossatura, Kobo ha sviluppato la serie SAIGA.

Progettata per applicazioni ad alta produttività, la serie SAIGA combina:

• elevata capacità di asportazione;

• evacuazione efficiente del truciolo;

• elevata rigidità del tagliente;

• stabilità anche nelle lavorazioni più gravose.

L'obiettivo è consentire agli operatori di aumentare l'MRR, ridurre il tempo ciclo e migliorare l'efficienza complessiva del processo produttivo.

Conclusioni

La sgrossatura rappresenta una delle leve più efficaci per aumentare la produttività nelle lavorazioni di fresatura CNC.

Strategia di lavorazione, geometria dell'utensile, evacuazione del truciolo, stabilità del sistema e parametri di taglio sono elementi strettamente collegati che determinano il successo della lavorazione.

Ottimizzare questi fattori significa aumentare l'MRR, ridurre il tempo ciclo e ottenere un processo più efficiente, affidabile e competitivo.