In cosa consiste il processo di fresatura sul tornio?

Nel campo della produzione di precisione, la tornitura e la fresatura sono due processi di lavorazione fondamentali. Con l'avanzamento della tecnologia CNC, l'integrazione di questi due processi in un'unica macchina, nota come lavorazione composita tornio-fresatura, ha rivoluzionato la produzione di componenti complessi. Questo articolo esplora il processo di fresatura all'interno della tornitura, i suoi principi tecnici, le sue applicazioni e come EUMASPINNER, produttore leader di macchine utensili CNC di precisione, sfrutta questa tecnologia per offrire soluzioni all'avanguardia.​

1. L'essenza della tornitura e della fresatura

La tornitura è un processo di lavorazione in cui il pezzo ruota mentre un utensile fisso asporta materiale, utilizzato principalmente per produrre superfici rotanti come cilindri, coni e filettature. Eccelle nella creazione di componenti assialsimmetrici con elevata precisione di rotazione. La fresatura, al contrario, utilizza una fresa rotante multi-dente che asporta materiale da un pezzo fisso o in movimento, in grado di lavorare superfici piane, cave, contorni e geometrie 3D complesse. La sua versatilità deriva dalle diverse tipologie di frese (frese a candela, frese a spianare, frese sagomate) e dalle capacità di movimento multiasse.

Tradizionalmente separati, questi processi sono perfettamente integrati nelle macchine composite di tornitura-fresatura (ad esempio, i centri di tornitura-fresatura CNC ad alta precisione di EUMASPINNER), consentendo la lavorazione multiprocesso in un'unica configurazione.

2. Realizzazione tecnica della fresatura in tornitura

2.1 Tecnologia della torretta motorizzata

Il cuore dell'integrazione tornio-fresatura risiede nella torretta motorizzata, che ospita utensili di fresatura motorizzati (ad esempio, frese a candela, punte). Durante le operazioni di fresatura, il motore integrato nella torretta aziona il mandrino portautensile, mentre gli assi lineari della macchina (X, Z e spesso Y) controllano il movimento dell'utensile. Ad esempio, durante la tornitura di un pezzo cilindrico, la torretta motorizzata può fresare superfici piane, cave o fori laterali, eliminando la necessità di attrezzaggi secondari.

2.2 Sincronizzazione multiasse

I moderni centri di tornitura-fresatura, come i modelli a 5 assi di EUMASPINNER, utilizzano sistemi CNC avanzati per coordinare fino a cinque assi (3 lineari + 2 rotativi). Gli assi rotativi (A per l'inclinazione del pezzo, C per la rotazione del mandrino) consentono all'utensile di avvicinarsi al pezzo con qualsiasi angolazione, lavorando superfici inclinate, scanalature elicoidali o forme scolpite che i torni tradizionali non possono gestire. Questa sinergia multiasse trasforma la macchina da un "tornio con capacità di fresatura" in un vero e proprio centro di lavoro ibrido.

2.3 Controllo di sincronizzazione ad alta precisione

Fondamentale per la fresatura in tornitura è la sincronizzazione tra il mandrino principale (rotazione del pezzo) e il mandrino portautensile. Le macchine EUMASPINNER utilizzano servosistemi di progettazione tedesca e trasmissioni senza gioco per mantenere rapporti di velocità precisi (ad esempio, 1:1 per la fresatura di filettature o la foratura indicizzata), garantendo un taglio privo di vibrazioni e una precisione al micron.

3. Applicazioni tipiche della fresatura nella tornitura

3.1 Parti rotanti complesse

Giranti aerospaziali, protesi articolari medicali e componenti di trasmissione per autoveicoli spesso combinano corpi rotanti con complesse caratteristiche 3D. La lavorazione di tornitura-fresatura modella prima la geometria cilindrica/di base tramite tornitura, quindi fresa pale, cave o tasche con la stessa configurazione. Questo riduce gli errori di configurazione e minimizza il tempo impiegato nei trasferimenti manuali tra le macchine.

3.2 Integrazione multiprocesso

Dalla sgrossatura alla finitura, un singolo centro di tornitura-fresatura può completare operazioni come tornitura esterna, spianatura, foratura, maschiatura e persino fresatura di contorni 3D. Ad esempio, un componente flangiato può essere tornito nel diametro esterno, quindi il cerchio del foro per bulloni può essere fresato e forato, il tutto senza dover ribloccare, garantendo una perfetta concentricità e precisione di posizionamento.

3.3 Microlavorazione di precisione

Nei settori dell'ottica e dei semiconduttori, componenti come stampi per lenti o dispositivi di fissaggio per wafer richiedono una precisione nanometrica. Le macchine EUMASPINNER, dotate di sistemi di stabilità termica ed encoder ad alta risoluzione, consentono la fresatura di superfici microstrutturate (ad esempio ottiche diffrattive) con rugosità superficiale inferiore a Ra 0,1μm.

4. Vantaggi della lavorazione di tornitura e fresatura di materiali compositi

4.1 Maggiore precisione grazie a un singolo piazzamento

I piazzamenti multipli nelle lavorazioni tradizionali accumulano errori di posizionamento (fino a 0,02 mm). La tornitura-fresatura elimina questo problema completando tutte le operazioni in un unico piazzamento, ottenendo tolleranze geometriche fino a ±0,001 mm per caratteristiche come perpendicolarità e coassialità.

4.2 Maggiore efficienza di asportazione del materiale

L'azione di taglio multi-dente della fresatura, combinata con mandrini ad alta velocità (fino a 12.000 giri/min nelle macchine EUMASPINNER), aumenta la velocità di asportazione del 30-50% rispetto alla tornitura pura, soprattutto per materiali tenaci come leghe di titanio o Inconel.

4.3 Flessibilità per la produzione di piccoli lotti

La programmazione CNC consente un rapido passaggio tra le modalità di tornitura e fresatura, rendendo la tecnologia ideale per produzioni a basso volume e con un mix elevato. Una singola macchina può gestire qualsiasi cosa, dai semplici alberi ai complessi componenti aerospaziali, con un riattrezzaggio minimo.

5. Leadership tecnologica di EUMASPINNER nella tornitura e fresatura

Grazie all'esperienza taiwanese nel campo dei CNC, le soluzioni di tornitura e fresatura di EUMASPINNER si distinguono per:

• Progettazione strutturale rigida: il basamento monolitico e i telai ottimizzati tramite analisi FEA riducono le vibrazioni del 40%, garantendo una fresatura stabile anche con le massime forze di taglio.

• Compensazione termica intelligente: i sensori di temperatura in tempo reale e gli algoritmi software correggono la dilatazione termica in tempo reale, mantenendo una precisione a livello di micron durante lunghi cicli di lavorazione.

• Sistema di utensili modulare: una torretta motorizzata con oltre 24 stazioni supporta cambi utensili rapidi e utensili misti (utensili di tornitura statici + utensili di fresatura motorizzati), massimizzando la versatilità del processo.

• Integrazione CNC avanzata: i sistemi di controllo Siemens/Fanuc con algoritmi di lavorazione ad alta velocità proprietari consentono un'interpolazione fluida a 5 assi e una contornatura ultra precisa.

Conclusione

Il processo di fresatura in tornitura rappresenta un cambiamento di paradigma nella produzione di precisione, combinando la precisione di rotazione dei torni con la flessibilità geometrica delle frese. Le macchine composite di tornitura e fresatura di EUMASPINNER consentono a settori come quello aerospaziale, dei dispositivi medici e degli stampi di precisione di produrre componenti complessi con efficienza e precisione ineguagliabili.

Scopri come la tecnologia EUMASPINNER può migliorare le tue capacità di lavorazione meccanica su www.eumaspinner.com. Contatta oggi stesso il nostro team di ingegneri per soluzioni personalizzate che ridefiniscono il concetto di precisione.