Guasti della fresa a candela: cause, risoluzione dei problemi e prevenzione

Le frese a candela sono progettate per resistere alle sollecitazioni meccaniche della lavorazione, ma anche gli utensili di altissima qualità possono soffrire di vari tipi di guasti. Comprendere il motivo per cui si verificano questi guasti, come riconoscerli e implementare metodi efficaci di risoluzione dei problemi può migliorare significativamente la durata dell'utensile e ridurre costosi tempi di fermo. Analizziamo i guasti più comuni delle frese a candela e come risolverli.

Guasti comuni nelle frese a candela

1. 1. Usura

      • Causa: Nel corso del tempo, le frese si usurano naturalmente, soprattutto in condizioni di taglio aggressive. L'usura dell'utensile inizia tipicamente dai taglienti o dalle scanalature.
      • Segni di usura: Ridotta efficienza di taglio, deterioramento della finitura superficiale, aumento delle forze di taglio e arrotondamento o smussatura visibile dei taglienti.
      • Prevenzione: Monitorare regolarmente le prestazioni dell'utensile, regolare i parametri di taglio e utilizzare rivestimenti o materiali appropriati per prolungare la durata dell'utensile.

   2. Scheggiatura e rottura dei taglienti

      • Causa: Urti improvvisi, calore eccessivo o velocità di taglio e avanzamenti errati possono provocare scheggiature o screpolature. Anche i materiali più duri, le forze di taglio elevate e la scarsa asportazione dei trucioli aggravano questo problema.
      • Segni di scheggiatura/crepatura: Pezzi mancanti visibili del tagliente, finiture grezze o taglio incoerente.
      • Prevenzione: Garantire velocità di avanzamento adeguate, utilizzare refrigerante per ridurre il calore ed evitare l'innesto improvviso dell'utensile in condizioni di stress elevato. Per i materiali più duri, utilizzare strumenti progettati per queste applicazioni (ad esempio, strumenti in metallo duro o rivestiti).

   3. Deformazione plastica

      • Causa: Il calore eccessivo generato dal taglio può causare l'ammorbidimento e la deformazione del materiale dell'utensile. Questo di solito accade quando un utensile non viene raffreddato adeguatamente o quando avanzamenti e velocità sono troppo elevati.
      • Segni di deformazione plastica: Finitura superficiale scadente, utensile “gommoso” o attaccato al materiale e perdita della geometria dell'utensile.
      • Prevenzione: Regolare i parametri di taglio, in particolare le velocità di avanzamento, e garantire un refrigerante o una lubrificazione adeguati durante la lavorazione.

   4. Usura dell'utensile dovuta alla scarsa rimozione del truciolo

      • Causa: Un'evacuazione inadeguata dei trucioli durante il taglio porta alla rifinitura dei trucioli, con conseguente aumento dell'usura dell'utensile. Ciò costituisce un problema soprattutto nei tagli più profondi o nella lavorazione di materiali appiccicosi.
      • Segni di scarsa rimozione del truciolo: Degrado della finitura superficiale, surriscaldamento dell'utensile e maggiore usura dell'utensile.
      • Prevenzione: Utilizzare modelli di scanalatura adeguati che facilitino la rimozione dei trucioli, garantiscano la corretta profondità di taglio e monitorino il carico di trucioli per evitare il ritaglio dei trucioli.

   5. Vibrazioni e chiacchiere

      • Causa: Ciò si verifica quando l'utensile subisce oscillazioni dovute a condizioni di lavorazione inadeguate. Può essere causato da velocità del mandrino errate, usura dell'utensile, rigidità insufficiente dell'impostazione o progettazione inadeguata dell'attrezzatura.
      • Segni di vibrazione/chiacchiericcio: Suoni di taglio instabili, finitura superficiale irregolare e segni visibili dell'utensile o usura eccessiva sulle scanalature dell'utensile.
      • Prevenzione: Regolare la velocità del mandrino e le velocità di avanzamento, utilizzare un dispositivo più rigido, ottimizzare le strategie del percorso utensile (ad esempio, fresatura ad alta efficienza) e utilizzare un utensile con un design che smorza le vibrazioni.

Risoluzione dei problemi comuni

1. Monitoraggio e sostituzione dell'usura degli utensili

   • Cosa controllare: Ispezionare regolarmente le frese per verificare la presenza di opacità, arrotondamento dei bordi o segni di usura visibili. Per gli utensili multi-elica, controllare se alcune eliche mostrano più usura di altre.
   • Cosa fare: Monitorare l'usura utilizzando un sistema di monitoraggio delle condizioni dell'utensile oppure controllare l'usura visivamente o tramite misurazioni micrometriche. Sostituisci gli strumenti usurati prima che causino problemi più significativi come scarsa finitura superficiale o vibrazioni della macchina.

2. Soluzioni per scheggiature e fessurazioni

   • Cosa controllare: Ispezionare i taglienti sotto ingrandimento per identificare crepe o scheggiature. Controllare i parametri di taglio per una profondità di taglio o velocità di avanzamento eccessive.
   • Cosa fare: Ridurre i parametri di taglio, in particolare velocità di avanzamento e profondità di taglio, per operazioni più delicate. Passare a un materiale per utensili o a un rivestimento più adatto per pezzi più duri. Implementare strategie di taglio step-down per ridurre l'impegno improvviso dell'utensile.

3. Correzione della deformazione plastica

   • Cosa controllare: Cerca ammorbidimenti o cambiamenti nella geometria dell'utensile. Monitorare la temperatura nell'interfaccia utensile-pezzo.
   • Cosa fare: Ridurre la velocità di taglio o utilizzare il taglio intermittente (ad esempio, beccando). Migliorare l'erogazione del refrigerante per ridurre il calore e prendere in considerazione l'utilizzo di utensili progettati per una maggiore resistenza alla temperatura (ad esempio, utensili in metallo duro ad alte prestazioni con rivestimenti termici).

4. Rimozione del truciolo e prevenzione del ritaglio

   • Cosa controllare: Controllare se vi sono tracce di tagliente di riporto o “sbavature” di materiale sull'utensile. Analizzare la dimensione e la forma del chip.
   • Cosa fare: Aumentare il flusso del refrigerante o utilizzare aria compressa per facilitare la rimozione dei trucioli. Utilizzare frese con un design della scanalatura più aggressivo per una migliore evacuazione dei trucioli e regolare avanzamenti e profondità per mantenere un flusso efficiente dei trucioli.

5. Gestire le vibrazioni e le chiacchiere

   • Cosa controllare: Identificare se il percorso utensile causa una deflessione eccessiva. Ascoltare eventuali suoni anomali ed esaminare il pezzo e l'utensile per individuare eventuali finiture irregolari.
   • Cosa fare: Regolare le velocità di taglio per ridurre le frequenze di risonanza, utilizzare una configurazione con maggiore rigidità (come portautensili più rigidi) e utilizzare strumenti con un numero maggiore di scanalature o un design dell'utensile smorzato. Inoltre, controllare la rigidità della configurazione della macchina.

6. Prevenire la rottura dell'utensile

   • Cosa controllare: Assicurarsi che gli strumenti non siano sovraccarichi e verificare l'allineamento del pezzo e dell'utensile. Ispezionare il portautensile e il mandrino della macchina per verificarne la stabilità.
   • Cosa fare: Diminuire la velocità di avanzamento e la profondità di taglio se l'utensile mostra segni di rottura. Per i materiali fragili, utilizzare strumenti progettati per resistere agli urti e assicurarsi che la macchina sia ben mantenuta per prestazioni ottimali.

Strategie per l'ottimizzazione e la prevenzione della durata degli utensili

1. Selezione corretta dello strumento

   • Selezionare sempre l'utensile giusto per il materiale da lavorare. Ad esempio, utilizzare frese in metallo duro per materiali più duri e utensili in acciaio super rapido (HSS) per materiali più morbidi come l'alluminio.

2. Rivestimenti per utensili

   • Utilizzare rivestimenti (TiN, TiAlN, DLC) per aumentare la resistenza all'usura, soprattutto quando si lavora con materiali abrasivi o con elevata generazione di calore.

3. Gestione del liquido di raffreddamento

   • Garantire un'applicazione ottimale del refrigerante per ridurre il calore e ridurre al minimo l'usura degli utensili. Nelle operazioni di taglio a secco, prendere in considerazione l'utilizzo di getto d'aria o MQL (lubrificazione minima).

4. Ispezione regolare degli strumenti

   • Eseguire ispezioni di routine per individuare tempestivamente segni di usura o danni. L'utilizzo di un presetting utensile può aiutare a mantenere dimensioni e offset precisi dell'utensile.

5. Utilizzare l'ottimizzazione della programmazione CNC

   • Modificare i percorsi degli strumenti per ridurre l'impegno e il carico dell'utensile. Implementa strategie come la fresatura dinamica o adattiva per ottimizzare l'utilizzo degli utensili e ridurre l'usura.