Le fresatrici sono macchine utensili che eseguono la lavorazione dei pezzi per asportazione di truciolo; il processo si basa sul movimento di un utensile rotante chiamato fresa, dotato di più taglienti. Inventate nel XIX secolo, le fresatrici sono macchine molto versatili grazie ai tipi di lavorazione che eseguono. Queste lavorazioni non sarebbero possibili senza i movimenti e gli assi della fresatrice CNC.
I movimenti della fresatrice
Prima di parlare degli assi della fresatrice CNC è indispensabile parlare dei movimenti che esegue, perché i due elementi sono strettamente legati. Nelle fresatrici tradizionali è il pezzo che si sposta verso la fresa per essere lavorato; con l’integrazione del controllo numerico computerizzato (CNC), invece, le fresatrici sono diventate più polivalenti e in grado di lavorare pezzi molto complessi.
Un movimento comune a tutte le fresatrici, CNC o no, è quello della fresa o utensile da taglio che ruota sul proprio asse.
Inoltre, la tavola di lavoro può spostarsi a diverse velocità e con diversi tipi di movimento. La tavola esegue uno spostamento longitudinale lungo l’ asse X. Può inoltre muoversi trasversalmente lungo l’asse Y; questo movimento serve a portare l’utensile nella posizione corretta. La tavola si muove anche verticalmente lungo l’asse Z; questo movimento determina la profondità di passata.
Esistono altri movimenti rotatori, che però dipendono dal tipo di fresatrice. Ad esempio, la tavola può ruotare attorno all’asse longitudinale o all’asse verticale, a seconda dei suoi gradi di libertà di rotazione.
Movimenti tra fresa e pezzo
Senza dubbio gli spostamenti tra la fresa e il pezzo sono determinanti per definire il tipo di lavorazione eseguita sul pezzo per dargli forma. I movimenti tra utensile e pezzo si possono classificare in tre tipi:
- Taglio. Questo movimento è eseguito dalla punta della fresa attorno all’asse del portautensile.
- Avanzamento. È un movimento di avvicinamento dell’utensile da una zona già tagliata verso una non ancora tagliata.
- Affondamento. Movimento di avanzamento che aumenta la profondità di taglio nel pezzo.
Assi della fresatrice CNC
Qual è il rapporto tra i movimenti e gli assi della fresatrice CNC? Come ha potuto vedere, i movimenti della fresatrice avvengono lungo i diversi assi della macchina utensile, da cui la loro importanza. In una fresatrice CNC è proprio la tecnologia CNC a consentire di muovere contemporaneamente tre o più assi grazie all’informatica. Ed è il software, una volta eseguita la programmazione adeguata, a eseguire le attività, i movimenti e gli assi lungo cui devono spostarsi i diversi componenti della fresatrice per eseguire la lavorazione.
Nella fresatrice CNC gli assi sono tre:
- Asse X, per il movimento longitudinale
- Asse Y, per i movimenti trasversali
- Asse Z, per lo spostamento verticale del mandrino verso il basso
Lavorazione a 2,5 assi
Una lavorazione che le fresatrici CNC possono eseguire è la lavorazione a 2,5 assi. Si utilizza per produrre pezzi muovendo l’utensile lungo le coordinate X e Y contemporaneamente, durante l’asportazione di truciolo o il taglio del materiale. La caratteristica di questa lavorazione è che l’utensile può spostarsi lungo i tre assi della fresatrice, ma non può mai muoversi contemporaneamente lungo tutte e tre le coordinate durante il taglio.
Lavorazione a 3 assi
Grazie agli assi della fresatrice CNC è possibile eseguire lavorazioni a tre assi, controllando i tre assi contemporaneamente durante i movimenti di taglio. In questo tipo di lavorazioni, le traiettorie di taglio copiano la superficie da ottenere. La lavorazione a tre assi si usa, ad esempio, per fresare contorni, superfici o profili 3D. Queste lavorazioni sono dette “a copiare”.
Lavorazione a 5 assi
Sul mercato esistono macchine in grado di lavorare i pezzi a cinque assi. Le fresatrici CNC hanno di solito tre assi, ma ne esistono anche a cinque. Sono macchine che eseguono lavorazioni estremamente complesse. Possono effettuare movimenti di traslazione lungo gli assi X, Y e Z e contemporaneamente rotazioni attorno ad altri due assi, A e B, sulla tavola o sulla testa portautensile.
In questo tipo di processo, i cinque assi della fresatrice CNC possono muoversi contemporaneamente per ridurre il tempo di lavorazione e ottenere una finitura quasi perfetta. Queste macchine possono anche lavorare in modalità 3+2, in cui il quarto e il quinto asse restano fissi e si muovono solo tra una fase e l’altra, mentre gli altri tre assi si muovono contemporaneamente.