Lavorazioni per asportazione di
truciolo
A cura di Massimo Reboldi
Le macchine utensili
• La macchina utensile è la madre di tutte le
battaglie;
• Da essa dipendono tutti i beni, sia di prima
che di seconda necessità (vestiario, cibo,
abitazioni …) oltre che i beni di lusso
(automobili, telefonini …);
a cura di Massimo Reboldi
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Le macchine utensili
• Le lavorazioni per asportazione di truciolo
sono processi produttivi che consentono di
ottenere un prodotto finito attraverso la
trasformazione del pezzo grezzo, asportando il
materiale eccedente (sovrametallo),
sottoforma di scaglie di metallo (truciolo), con
l’utilizzo di attrezzi opportunamente sagomati
chiamati UTENSILI;
• Il tutto avviene su MACCHINE fornite di
particolari azionamenti:
a cura di Massimo Reboldi
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Le macchine utensili
Specifiche dei movimenti di lavoro:
• MOTO DI TAGLIO: è il movimento con il quale
l’utensile effettua una singola asportazione di
truciolo (corsa rettilinea / giro);
• MOTO DI AVANZAMENTO: movimento con il
quale è possibile l’asportazione ripetuta e
continua;
• MOTO DI REGISTRAZIONE: movimento che
posizione l’utensile rispetto al pezzo;
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Il trapano
a cura di Massimo Reboldi
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Il tornio
a cura di Massimo Reboldi
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La fresatrice
a cura di Massimo Reboldi
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La rettificatrice
a cura di Massimo Reboldi
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Foratura e fresatura
a cura di Massimo Reboldi
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L’asportazione di truciolo
• L’asportazione di truciolo avviene attraverso
l’impiego delle MU che sfruttando una serie di
moti combinati utensile/pezzo, provvedono
alla trasformazione del pezzo;
• Col tempo questi azionamenti sono passati dal
controllo umano, al controllo numerico
computerizzato - CNC
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
• Per velocità di taglio Vt si intende la velocità
del moto che provoca il distacco del truciolo,
misurata nel punto “P” in cui avviene
l’asportazione di truciolo;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
È in funzione del:
• Materiale del particolare in lavorazione;
• Materiale dell’utensile;
• Tipo di lavorazione;
E anche …
• Sezione truciolo;
• Refrigerazione;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
Unità di misura della velocità di taglio è
 m 
Vt  

 min 
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
La formula per il calcolo è:
Vt 
  D N
1000
Dove:
• N è il numero di giri del mandrino;
• D è il diametro del pezzo da lavorare o
dell’utensile;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
Quando il moto di taglio è rotatorio, la Vt
corrisponde:
• alla velocità periferica del pezzo in lavorazione
nel caso del tornio;
• alla velocità periferica dell’utensile nel caso
della fresatura o della foratura;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
Quando il moto di taglio è traslatorio, la velocità
di taglio corrisponde:
• alla velocità di traslazione del pezzo in
lavorazione nel caso della piallatura;
• alla velocità di traslazione dell’utensile nel
caso della limatura o strozzatura;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
Una corretta scelta della Vt per ogni tipo di
lavorazione:
• Assicura buona esecuzione del lavoro;
• Assicura l’impiego di tempi economici;
• Evita un rapido deterioramento dell’utensile;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
• Con il termine Velocità di massimo rendimento
si intende quella velocità che permette
all’utensile di produrre il massimo volume di
truciolo prima che sia necessario riaffilarlo o
sostituirlo;
• È la velocità che conviene eseguire;
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di
taglio
Rapporto Vt – materiale in
lavorazione
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di
taglio
Rapporto Vt – materiale
utensile
a cura di Massimo Reboldi
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Velocità di taglio
Rapporto Vt – sezione del truciolo
• La velocità di taglio sarà tanto più bassa
quanto maggiore è la sezione del truciolo;
• Vt sgrossatura < Vt finitura;
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Velocità di taglio
Rapporto Vt – refrigerazione utensile
• Il raffreddamento mediante liquido
refrigeratore consente di aumentare la Vt, in
quanto evita il rinvenimento dell’utensile
a cura di Massimo Reboldi
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Il trapano
• Il trapano è una MU destinata ad eseguire fori
facendo uso di utensili chiamati punte
elicoidali. Il trapano è caratterizzato da un
mandrino verticale, rotante e scorrevole in
senso assiale, sul quale viene fissata una
punta elicoidale;
• Il moto di taglio rotatorio e quello di
avanzamento assiale appartengono entrambi
all’utensile, mentre il pezzo da forare viene
montato e bloccato su una tavola portapezzo;
a cura di Massimo Reboldi
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Il trapano
TRAPANI
fissi
portatili
sensitivi
a cura di Massimo Reboldi
a colonna
radiali
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Il trapano
• Trapano sensitivo: il moto di avanzamento è
ottenuto a mano dall’operatore;
• Trapano a colonna: oltre all’avanzamento
manuale sensitivo, possiede anche quello
automatico;
a cura di Massimo Reboldi
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Il trapano
I moti relativi tra utensile e pezzo sono:
• Moto di taglio rotatorio posseduto
dall’utensile;
• Moto di alimentazione traslatorio posseduto
dall’utensile;
Il moto di lavoro è elicoidale, in quanto
composta da quello di taglio e alimentazione
a cura di Massimo Reboldi
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Trapano sensitivo
a cura di Massimo Reboldi
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Trapano sensitivo
trasmissione
Moto di
alimentazione
a cura di Massimo Reboldi
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Trapano a colonna
a cura di Massimo Reboldi
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Utensili per forare
a cura di Massimo Reboldi
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Utensili per forare
a cura di Massimo Reboldi
31
Utensili per forare
a cura di Massimo Reboldi
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La fresatrice
Le fresatrici sono MU che consentono di eseguire
lavorazioni di:
• Superfici piane;
• Scanalature;
• Profili;
• Cave;
• Ruote dentate;
Il moto di taglio è ROTATORIO e posseduto dall’utensile,
mentre appostamento e alimentazione sono posseduto
dal pezzo (nella maggior parte dei casi);
a cura di Massimo Reboldi
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Tipologie di lavorazioni
a cura di Massimo Reboldi
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Tipologie di fresatrici
Tipi di fresatrici
orizzontale
a cura di Massimo Reboldi
verticale
universale
speciale
Per
attrezzisti
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Struttura di una fresatrice universale
tavola portapezzo
montante
slitta verticale Z
slitta trasversale Y
slitta longitudinale X
mensola
basamento
a cura di Massimo Reboldi
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Struttura di una fresatrice universale
• Basamento: contiene liquido lubrorefrigerante;
• Montante: porta sulla parte superiore la traversa
di sostegno dell’albero portafresa supportato
anche dal mandrino da cui prende il movimento e
una testa portafresa inclinabile. Sulla parte
frontale sono presenti 2 guide verticali, sulle quali
scorre una mensola. L’interno del montante è
sede degli organi che danno movimento al
mandrino;
a cura di Massimo Reboldi
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Struttura di una fresatrice universale
• Mensola: scorre verticalmente lungo le guide del
montante. All’interno di essa vi sono alloggiati un
motore elettrico e i meccanismi che danno il
movimento alle slitte;
• Slitta trasversale;
• Slitta longitudinale: ha la possibilità di ruotare
attorno ad un asse verticale. Supporta le guide
che permettono lo scorrimento orizzontale della
tavola portapezzo in direzione perpendicolare al
mandrino;
a cura di Massimo Reboldi
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Fresatrice orizzontale
• Esegue lavori di fresatura generici, quali
spianature, scanalature e profilature;
• L’asse del mandrino è posto in orizzontale;
• La fresa lavora con taglio periferico;
• La trasmissione del moto di taglio dal motore
racchiuso nel montante al mandrino avviene
attraverso un cambio di velocità;
• Moto di avanzamento e appostamento
possono avvenire manualmente o
sfruttando il motore
a cura di automaticamente
Massimo Reboldi
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Fresatrice orizzontale
a cura di Massimo Reboldi
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Fresatrice verticale
• Esegue lavori di fresatura generici, quali spianature,
scanalature e profilature;
• L’asse del mandrino è posto in verticale, e l’albero è
inclinabile;
• La fresa lavora con taglio frontale;
• La trasmissione del moto di taglio dal motore racchiuso
nel montante al mandrino avviene attraverso un
cambio di velocità;
• Moto di avanzamento e appostamento possono
avvenire manualmente o automaticamente sfruttando
il motore principale o uno apposito;
a cura di Massimo Reboldi
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Fresatrice verticale
a cura di Massimo Reboldi
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Fresatrice universale
• Deriva da quella orizzontale, dalla quale
prende le principali caratteristiche, e può
impiegare frese montate sia su albero
orizzontale che verticale grazie testa
portafresa verticale girevole;
• La tavola portapezzo può essere può rotare
attorno ad un asse verticale, oltre che
muoversi nelle 3 direzioni x, y, z;
• Può eseguire lavorazioni particolari come
scanalature elicoidali su superfici cilindriche;
a cura di Massimo Reboldi
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Fresatrice universale
a cura di Massimo Reboldi
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fresatrice speciale e per attrezzisti
Fresatrice speciale:
• Progettata per eseguire particolari complessi;
• Grande versatilità di impiego;
Fresatrice per attrezzisti:
• Macchine dotate di poca potenza, ma con
ricca serie di attrezzature;
• Fresatura di pezzi leggeri ma di forma
complessa;
a cura di Massimo Reboldi
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Le frese
• Le frese sono utensili multipli con taglienti
disposti lungo una superficie cilindrica o
conica. I taglienti sono intervallati da vani per
consentire lo scarico dei trucioli;
• Le operazioni della fresatrice si dividono in 2
categorie:
– Taglio FRONTALE;
– Taglio PERIFERICO;
a cura di Massimo Reboldi
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Taglio periferico e frontale
a cura di Massimo Reboldi
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Taglio periferico e frontale
PERIFERICO
• Spessore del truciolo
variabile;
• Fresa sottoposta a sforzo
variabile: maggiori
vibrazioni;
• Un solo dente in presa;
• Piccola eccentricità dà luogo
a superficie ondulata
a cura di Massimo Reboldi
FRONTALE
• Spessore del truciolo più
costante;
• Fresa sottoposta a carico
più uniforme: minori
vibrazioni;
• Più denti in presa;
• Piccola eccentricità non dà
luogo a superficie ondulata
48
Taglio periferico e frontale
In conclusione:
Le superfici piane è preferibile lavorarle con
frese cilindrico-frontali al fine di ottenere una
spianatura con buona planarità
a cura di Massimo Reboldi
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rendimento
• Per rendimento di taglio si intende il volume
di truciolo asportato in un minuto, per una
data potenza della macchina;
• Le frese si distinguono in:
– Frese a rendimento NORMALE;
– Frese ad ALTO RENDIMENTO
a cura di Massimo Reboldi
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rendimento
NORMALE RENDIMENTO
• Piccoli intervalli tra dente e
dente;
• Angoli di spoglia inferiori a
15°;
• Utilizzate su fresatrici a
bassa potenza;
• Utilizzate per ogni materiale
in lavorazione
a cura di Massimo Reboldi
ALTO RENDIMENTO
• Grandi intervalli tra dente e
dente;
• Angoli di spoglia fino a
40°;
• Capaci di assorbire elevate
potenze, sono utilizzate su
macchine di notevole
potenza;
• Scelta in base al materiale in
lavorazione
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Tipologie di frese
1.
2.
3.
4.
Fresa cilindrica a denti elicoidali di tipo normale. Solo taglienti periferici. Serve a sgrossare e finire
superfici piane su fresatrici orizzontali;
Fresa cilindrica a denti elicoidali ad alto rendimento per lavorazione di materiali tenaci;
Fresa cilindrica a denti elicoidali per lavorazione di materiali a media resistenza;
Fresa cilindrica a denti elicoidali per lavorazione leghe leggere;
a cura di Massimo Reboldi
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Tipologie di frese
5.
6.
7.
5.
Fresa cilindrico-frontale a manicotto di tipo normale. Possiede denti periferici e frontali. Serve per
fresare superfici tra loro perpendicolari;
Fresa cilindrico-frontale a manicotto ad alto rendimento. Adatta per acciai dolci;
Fresa cilindrico-frontale con cave per denti di trascinamento ad alto rendimento;
Adatta per acciai dolci di media durezza;
Fresa ad angolo per fresare guide di scorrimento. Tipo con cave per denti di trascinamento frontali;
a cura di Massimo Reboldi
53
Tipologie di frese
9. Fresa a disco a tre tagli ad alto rendimento con dentatura elicoidale alternata;
10. Fresa a disco a tre tagli di tipo normale a denti diritti. Serve a fresare scanalature strette;
11. Fresa cilindirco-frontale (a candela) a denti elicoidali, con gambo conico morse e filettata al mandrino. Il foro
filettato serve a fissare con sicurezza la fresa al mandrino;
12. Fresa per scanalatura T a dentatura diritta con gambo conico morse, con dente di trascinamento;
a cura di Massimo Reboldi
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Tipologie di frese
13. Fresa per scanalature a T di tipo ad alto rendimento a denti elicoidali alternati e codolo conico con sede
filettata;
14. Piccola fresa ad angolo a conicità convergente con gambo cilindrico. Usata per lavorazioni di utensileria;
15. Piccola fresa ad angolo a conicità divergente con gambo cilindrico;
16. Fresa cilindrico-frontale con codolo Morse e dente di trascinamento. È adatta alla lavorazione di leghe
leggere;
a cura di Massimo Reboldi
55
Tipologie di frese
17. Fresa a spianare con placchette in carburo metallico per lavorazione di acciaio, ghisa e leghe leggere.
Le placchette sono saldate su denti riportati i quali sono montati nelle apposite sedi;
18. Fresa cilindrico-frontale a spianare con denti riportati in acciaio rapido fissati al corpo della fresa con
spine che, introdotte a forza tra corpo e dente, agiscono da cuneo;
a cura di Massimo Reboldi
56
Tipologie di frese
19. Fresa a disco a tre tagli a dentatura alternata con placchette di carburo metallico;
20. Fresa cilindrico-frontale a denti elicoidali con placchette in lega dura con gambo Morse e sede
filettata;
a cura di Massimo Reboldi
57
Il tornio
mandrino
motore
contropunta
Cambi di
velocità
Torretta
portautensili
basamento
a cura di Massimo Reboldi
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Il tornio
• Con il tornio si possono eseguire superfici
cilindriche e coniche, fori, alesature,
sfacciature, filettature, torniture sferiche …;
• Nel tornio il moto di taglio è posseduto dal
pezzo, mentre quello di avanzamento
dall’utensile;
• Il tornio può essere verticale od orizzontale, a
seconda dell’asse del mandrino;
a cura di Massimo Reboldi
59
Lavorazioni possibili
a cura di Massimo Reboldi
60
Tornio verticale
mandrino
Torretta
portautensile
a cura di Massimo Reboldi
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Rettificatrice
• Macchina utensile utilizzata per lavorazioni di
rettificatura, ossia per assicurare tolleranze
dimensionali molto ristrette e ottima finitura
superficiale;
• Il moto di taglio consiste in una rotazione ad
a cura di Massimo Reboldi
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Rettificatrice
utensile
Tavola
portapezzo
a cura di Massimo Reboldi
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Rettificatrice
Occorre distinguere le lavorazioni a seconda
della forma geometrica del pezzo da
rettificare, di conseguenza anche le macchine
sono diverse:
• rettificatrici per superfici cilindriche esterne (e
universali);
• rettificatrici per superfici cilindriche interne;
• rettificatrici senza centri per superfici
cilindriche o coniche esterne;
a cura di Massimo Reboldi
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Rettificatrice
• rettificatrici per lavorazioni speciali (per alberi
a gomiti, a camme, per filettature, per ruote
dentate);
• rettificatrici per superfici piane (con mola ad
azione periferica, con mola ad azione frontale,
con tavola portapezzo rettilinea o circolare);
a cura di Massimo Reboldi
65
Il centro di lavoro
Il centro di lavoro nasce dall’esigenza di unire in
una macchina più lavorazioni possibili, così da
evitare:
• Il continuo montaggio/smontaggio pezzo;
• Problemi di concetricità, coassialità,
posizionamenti;
a cura di Massimo Reboldi
66
Il centro di lavoro
• Di fatto è l’evoluzione della fresatrice;
• È possibile effettuare lavorazioni di fresatura e
foratura;
• È dotato di un magazzino utensili che
permette il cambio utensile automatico;
a cura di Massimo Reboldi
67
bibliografia
• Tecnologia Meccanica e Laboratorio
Tecnologico – Editrice La Scuola;
• Tecnologia e rappresentazione grafica/B –
Agostino, Cosentino, Knoll, Vaccaro – Editrice
Calderini;
a cura di Massimo Reboldi
68
bibliografia
• Tecnologia Meccanica e Laboratorio
Tecnologico – Editrice La Scuola;
• Tecnologia e rappresentazione grafica/B –
Agostino, Cosentino, Knoll, Vaccaro – Editrice
Calderini;
a cura di Massimo Reboldi
69