Che cos’è la fresa

La fresa è un utensile per la lavorazione mediante asportazione di truciolo di metalli ed anche di legno impiegato da particolari macchine utensili dette appunto frese. La fresa è caratterizzata dall’avere non uno ma una serie di spigoli taglienti e di essere sempre animata da un moto di lavoro rotatorio. L’azione è tagliente mediante la rotazione della fresa. Il pezzo da fresare avanza in senso generalmente contrario alla rotazione della fresa, al fine di avere un truciolo più regolare e uno sforzo più uniforme nell’utensile. Questo è munito di una serie di denti, ciascuno dei quali può essere assimilato ad un utensile semplice, con la faccia tagliente ed il dorso il quale può essere profilato in maniera diversa a denti di sega o a denti spogliati.

Le operazioni che si possono compiere con le frese sono molteplici. Si possono, infatti, sagomare nella maniera più svariata lastre o blocchi di metallo. Si possono unire poi sullo stesso asse di rotazione due o più frese al fine di ottenere lavorazioni complesse. Per alcuni tipi di fresa è indispensabile la costruzione a denti; questo perché, ripetendo varie affilature, il profilo del dente resta invariato.

Caratteristiche della fresa

Un particolare tipo di fresa è la vite detta anche creatore, che serve per eseguire ingranaggi, ruote per catene a rulli e alberi scanalati. Si tratta di un utensile cilindrico con un filetto a sezione trapezio sul quale sono stati ricavati solchi elicoidali con andamento normale all’elica media del filetto. Durante la lavorazione il creatore procede con un movimento rotatorio attorno al proprio asse e con un avanzamento lungo l’asse stesso; può essere a filetto unico o a filetti multipli.

Per il collegamento delle frese alla fresatrice vi sono due diversi tipi di attacco: o è l’albero della macchina che si inserisce in un foro centrale dell’utensile e a questo trasmette la rotazione mediante una chiavella, oppure la fresa è munita di un gambo che poi viene fissato al mandrino della macchina. I denti, poi, possono essere diritti o elicoidali. I secondi sono particolarmente indicati quando la superficie da lavorare sia piuttosto larga. Per la costruzione delle piccole frese si parte da un disco ricavato da un cilindro per taglio alla sega. Poi si tornisce e quindi con un’altra fresa si tagliano i solchi necessari a formare i denti.

Per la spaziatura dei denti e per la perfetta equidistanza di essi si adoperano speciali dispositivi detti apparecchi divisori che, montati sulla fresa, fanno effettuare una perfetta disposizione dei tagli. Questo per frese fino a 100 mm. Per quelle di diametro maggiore è necessaria una costruzione a denti riportati. Su un cilindro forato si scavano, per fresatura, dei solchi entro i quali si incastrano i denti di egual profilo che vengono poi fermati mediante apposite chiavelle. I materiali adoperati per queste costruzioni sono acciai rapidi. Per le frese a denti riportati il tamburo può essere di acciaio al carbonio, mentre i denti possono essere di materiali durissimi, quali carburo di tungsteno.

Si noti, infine, per quanto riguarda la velocità di taglio, che essa non ha alcuna influenza sul volume asportato nella unità di tempo: questo dipende soltanto dalla velocità di avanzamento del pezzo e dello spessore del truciolo. In generale, non conviene adoperare alte velocità di rotazione per non sollecitare troppo con l’inerzia la fresa. La tecnica moderna fa larghissimo uso di questi utensili.

Tipi di frese

Si possono utilizzare diversi tipi di frese per la lavorazione. Ovviamente la scelta del tipo di fresa da impiegare dipenderà dal tipo di materiale di lavorazione e dal tipo di operazione che si vuole compiere. Le frese si distinguono in orizzontali o verticali, secondo che il mandrino portafresa sia orizzontale o verticale. Si hanno anche frese per usi speciali, quali quelle per taglio di ingranaggi.

Le frese orizzontali usano generalmente frese a rullo o adisco, montate su apposito albero portafresa. Le frese orizzontali sono caratterizzate dal fatto di avere una grande rigidità della struttura del macchinario che permette di raggiungere ottimi risultati di lavorazione. Vengono adoperate soprattutto quando si vogliono realizzare incavi e fessure. Spesso si possono anche trovare in catena per raggiungere dei sistemi di produzione abbastanza complicati. Il mandrino di queste frese si trova orizzontalmente. In sostanza, le frese orizzontali sono, appunto, formate da un piano orizzontale X-Y e da un insieme di tagli che si trovano su una guida laterale.

Le frese verticali, invece, usano generalmente frese a codolo, montate su apposito mandrino. Sono formate da un piano orizzontale X-Y e da un’asse verticale Z dove si trova il motore. Questo può essere azionato con trasmissione sia a cinghia sia a ingranaggi. Alcune frese verticali hanno poi il mandrino inclinabile in modo da poter presentare la fresa anche obliqua rispetto al piano della tavola portapezzo, la quale, peraltro, è animata dagli stessi movimenti che in una fresa semplice orizzontale. Questo tipo di fresa viene utilizzata quando si vogliono realizzare fori e alesature attraverso dei movimenti sull’asse Z che è in grado di eseguire l’utensile.

Un altro tipo di fresa è la fresa universale che presenta delle determinate caratteristiche ed è in grado di eseguire una grande mole di lavorazioni. Queste frese sono costituite da una piastra, che si trova sotto la tavola, che ruota intorno all’asse verticale. Oltre alla piastra sono dotate anche di un divisore che permette di realizzare scanalature.

Fresa per legno

Poi si hanno le frese per legno che hanno un funzionamento del tutto analogo alle frese per metalli dalle quali differiscono per la maggior semplicità di costruzione e minor robustezza e precisione. Inoltre sono provviste di un numero minore di denti (cinque o sei) e hanno angoli di taglio meno ampi e lavorano a velocità molto più elevate. Sono sempre del tipo ad asse di rotazione verticale: inoltre la tavola portapezzi non è quasi mai dotata di movimento automatico ma viene spostata a mano dall’operatore che agisce su un apposito volantino. Le frese da legno possono anche utilizzare utensili speciali a un solo tagliente ma in questo caso vengono più propriamente dette modanatrici o toupie

Le frese per legno a loro volta si possono dividere in diversi tipi e le più conosciute sono:

• Frese cilindriche da spianatura
  si utilizzano per penetrare il materiale che si sta utilizzando attraverso un movimento verticale e poter così iniziare la lavorazione di tasche e fori. Sono dotate di un corpo cilindrico dove sono inseriti i taglienti in carburo che presentano una forma quadrata o triangolare. Questo tipo di frese sono costituite da lame che si trovano sulla parte anteriore e delle volte anche nelle estremità. Nel momento in cui sono troppo consumati i taglienti vengono sostituiti.
• Frese cilindriche da taglio
  vengono utilizzate per spianare le pareti verticali e non lasciano nessun tipo di traccia. Hanno lame che attraversano tutto lo stelo della fresa fino ad arrivare all’attacco del mandrino.
• Frese troncoconiche
  sono adatte per diversi utilizzi e soprattutto per le finiture.
• Frese sferiche
  si prestano per lavori di finitura e vengono utilizzate per togliere “i gradini” dei passaggi delle frese che presentano dimensioni elevate usate nella sgrossatura. Spesso vengono anche utilizzate per realizzare raccordi e smussi anche a raggi di piccole dimensioni.
• Frese di forme particolari
  esistono anche tipi di frese che presentano delle particolari forme e queste vengono usate per lopiù quando si tratta di lavori specifici. Possono essere di diversi tipi: coniche, ellittiche e a punta.

La fresatura

La fresatura è la lavorazione eseguita con la fresatrice e consiste nell’asportare pezzi di legno, o un qualsiasi altro materiale, per mezzo di un utensile che ruota. Consiste, appunto, nel tagliare e sagomare pezzi metallici e non secondo forme coniugate al profilo delle frese. La fresatura non presenta quelle caratteristiche di rifinitura che si hanno invece nella tornitura: i pezzi fresati presentano ondulazioni superficiali; il lavoro meccanico assorbito dalla fresa è in generale maggiore, a pari volume di metallo asportato, da altri utensili. Ciò nonostante la fresatura è larghissimamente applicata a cagione delle grande rapidità di esecuzione e della uniformità conseguibile nel lavoro di serie.

Attraverso l’operazione di fresatura si possono realizzare diversi tipi di superfici lavorate, quali ad esempio superfici piane, scanalature sia semplici che complesse per arrivare a produzioni maggiormente complicate.

Per poter svolgere un lavoro di fresatura si possono utilizzaretre metodi. La prima è per mezzo di frese a codolo che vengono applicate sulla fresa la quale è manovrata a mano libera. In questo modo, però, non si raggiungono buoni risultati poiché la fresamessendo utilizzata a mano libera pone dei limiti all’operazione stessa per cui questo metodo di fresatura va applicato per delle semplici modanature e nel caso in cui si tratti di piccoli problemi.

Il secondo metodo di fresatura è quello di utilizzare un trapano e le varie frese che vanno applicate a colonna per mezzo di piani adeguati per poter fresare. In questo modo si può lavorare in modo fisso e si possono ottenere ottimi risultati di fresatura che dipendono, in buona percentuale, dalla potenza del trapano stesso.
Infine il terzo metodo consiste nell’utilizzare delle frese integrali.

La fresatura, rispetto ad altri tipi di lavorazioni, prevede quindi una rotazione dell’utensile e successivamente la traslazione del pezzo. In ogni caso l’operazione di fresatura richiede una prima fase chiamata “sgrossatura” dove il pezzo viene asportato nel modo più veloce possibile e una seconda fase chiamata “finitura” che consiste in un’asportazione limitata del pezzo. In un lavoro di fresatura bisogna prendere in considerazione due aspetti principali che sono la velocità del taglio e l’avanzamento del pezzo.

A seconda del tipo di utensile che viene utilizzato, i lavori di fresatura si possono distinguere in due classificazioni. La prima classificazione riguarda la fresatura periferica dove l’asse di rotazione della fresa si trova in una posizione parallela rispetto alla superficie di lavoro. Questo tipo di fresatura è costituita da frese orizzontali oppure universali e viene impiegata, in particolare, per scanalature di qualsiasi tipo e, in alcuni casi, anche per lavori di spianatura.

La seconda classificazione è la fresatura frontale dove l’asse di rotazione della fresa questa volta è in posizione perpendicolare rispetto alla superficie di lavoro. Questo tipo di fresatura viene utilizzata nel caso in cui si vogliano eseguire dei lavori di spianatura con frese a inserti in metallo.

Esiste poi un altro tipo di fresatura impiegata in agricoltura che consiste nel lavorare il terreno e viene eseguita per mezzo di utensili che ruotano provocando lo sminuzzamento del terreno in piccole zolle. Le macchine che vengono utilizzate, appunto, per eseguire questo tipo di lavoro sono chiamate fresatrici. Ma in questo caso si tratta di macchine agricole e non industriali.

Le tecniche di fresatura

Per ottenere una buona tecnica di fresatura occorre seguire alcune fasi. La prima fase è chiamata preparazione e consiste nel fissare il pannello che si vuole lavorare in modo fisso per non farlo muovere. Occorre valutare bene la fresa che si adopera e controllare lo stato che deve essere ovviamente in buono stato per far sì che non si rompa il motore dello strumento nel momento in cui si utilizza. Occorre poi stringere la fresa nella pinza della fresatrice.

Dopodichè controllare e regolare la profondità massima della fresatura che dipende dalla profondità del taglio che si desidera svolgere e bloccarla. Se si utilizza per la prima volta, è bene fare una prova. Quindi, con le mani tenere l’apparecchio attaccato al pezzo di legno che si vuole lavorare. Per potere visualizzare il lavoro che si sta facendo, occorre inclinarsi sopra la macchina e utilizzare una velocità moderata che dipenderà dalla velocità della fresatura e dalla durezza del materiale.

Nel caso in cui si voglia eseguire una fresatura diritta bisogna utilizzare una guida che sia parallela e poi inclinarsi leggermente sul bordo del pezzo su cui si intende lavorare.

Nel caso, invece, in cui si voglia praticare una fresatura curva, è necessario utilizzare una guida curva e seguire i contorni del pezzo da lavorare.

Se vogliamo compiere dei lavori di fresatura su dei materiali abbastanza duri, allora diventa opportuno prendere in considerazione l’utilizzo di lubrificanti perché aiutano a raffreddare le punte delle frese e fanno sì che diminuisca anche lo sforzo impiegato per eseguire il lavoro. Inoltre il lubrificante ha anche un altro vantaggio che è quello di trattenere la polvere e questo aspetto è importante poiché si riduce il consumo delle frese.

Link a siti web per l’acquisto di una fresa

FRESA su WIKIPEDIA
http://it.wikipedia.org/wiki/Fresa
Il sito analizza la fresa sotto l’aspetto analizzando principalmente i diversi tipi di fresa

CASTORAMA.IT
www.castorama.it
Il sito Castorama offre diversi spunti sulle tecniche di fresatura

ITALIANKART.IT
www.italiankart.it
Nel sito si mettono in evidenza le operazioni di fresatura e i vari tipi di frese