Nell'industria manifatturiera odierna,fresatrici CNCsono ampiamente utilizzati grazie ai loro significativi vantaggi, come elevata precisione, elevata efficienza e alto grado di automazione. Tuttavia, per sfruttare appieno le prestazioni delle fresatrici CNC e ottenere lavorazioni efficienti e di alta qualità, la selezione degli utensili da taglio è fondamentale. Essendo un componente chiave direttamente coinvolto nel taglio, la scelta oculata degli utensili da taglio influirà direttamente sulla qualità e sull'efficienza produttiva del prodotto finale. Sulla base di ciò, questo articolo approfondirà i punti rilevanti della selezione degli utensili infresatrici CNC.

1、 Requisiti per gli utensili da taglio nella lavorazione delle fresatrici CNC
Grazie alla sua elevata precisione, elevata velocità ed elevato grado di automazione,fresatrici CNChanno imposto requisiti più severi per gli utensili utilizzati. Per garantire la qualità della lavorazione e migliorare l'efficienza produttiva, le fresatrici CNC devono avere le seguenti caratteristiche:
（1） Affidabilità e durata
In primo luogo, gli utensili da taglio devono avere elevata affidabilità e durata. Nel processo di lavorazione continua difresatrici CNCL'utensile deve resistere a lungo a forze di taglio elevate e carichi termici. Se l'affidabilità dell'utensile è insufficiente o la sua durata è bassa, è facile riscontrare problemi come l'usura prematura e il cedimento del tagliente, che non solo influiscono sulla qualità della lavorazione, ma comportano anche frequenti cambi utensile, aumentano i tempi di fermo macchina e riducono l'efficienza produttiva. Pertanto, la scelta di materiali per utensili con buona resistenza all'usura, resistenza agli urti e stabilità termica, nonché una progettazione razionale della struttura dell'utensile, è fondamentale per migliorare l'affidabilità e la durata dell'utensile.
（2） Rigidità e resistenza
Per soddisfare i requisiti di elevata profondità di taglio e avanzamento rapido durante la sgrossatura, l'utensile deve avere una buona rigidità e resistenza. Elevata profondità di taglio e avanzamento rapido possono far sì che l'utensile sopporti enormi forze di taglio. Se la rigidità dell'utensile è insufficiente, è soggetto a deformazione, che influisce sulla precisione della lavorazione; una resistenza insufficiente può portare alla rottura dell'utensile e causare incidenti. Pertanto, nel processo di progettazione e produzione dell'utensile, è necessario adottare misure come l'ottimizzazione della forma geometrica dell'utensile e la selezione di materiali ad alta resistenza per garantire che l'utensile abbia rigidità e resistenza sufficienti.
(3) Prestazioni di rottura e rimozione dei trucioli
Una buona prestazione di rottura e rimozione del truciolo è una condizione importante per garantire il normale funzionamento delle macchine utensili. Nel processo difresatura CNC, la continua generazione e accumulo di trucioli. Se l'utensile non riesce a rompere e rimuovere efficacemente i trucioli, questi si avvolgeranno attorno all'utensile o al pezzo, compromettendo la stabilità del processo di taglio e persino danneggiando l'utensile e la macchina utensile. Per ottenere una buona rimozione dei trucioli, i parametri della forma del tagliente, dell'angolo anteriore e posteriore dell'utensile devono essere attentamente progettati. Allo stesso tempo, una selezione ragionevole dei parametri di taglio e l'uso del fluido da taglio possono contribuire a migliorare l'effetto di rimozione dei trucioli.
(4) Facile installazione e regolazione
La praticità di installazione e regolazione degli utensili è di grande importanza per migliorare l'efficienza produttiva e garantire la precisione di lavorazione. Nella lavorazione con fresatrici CNC, a causa della frequente sostituzione e regolazione della posizione degli utensili, un processo di installazione e regolazione complesso e macchinoso comporta una notevole perdita di tempo. Pertanto, è necessario scegliere utensili da taglio e portautensili con struttura semplice, installazione e posizionamento affidabili e regolazione agevole per ridurre i tempi di sostituzione e regolazione degli utensili e migliorare il tasso di utilizzo della macchina utensile.
(5) Materiali per utensili da taglio di alta qualità
La scelta di materiali per utensili di alta qualità è la base per migliorare le prestazioni degli utensili. Attualmente, i materiali per utensili comunemente utilizzati perfresatrici CNCTra questi rientrano acciaio rapido, leghe dure, leghe rivestite, ceramiche, nitruro di boro cubico e diamante. Diversi materiali per utensili presentano caratteristiche prestazionali diverse e la scelta del materiale più adatto deve essere effettuata in base a fattori quali il materiale del pezzo, la tecnologia di lavorazione e le condizioni di taglio. Ad esempio, gli utensili da taglio in acciaio rapido presentano una buona tenacità e rettificabilità, il che li rende adatti alla lavorazione di pezzi di forma complessa e al taglio a bassa velocità; gli utensili da taglio in leghe dure presentano un'elevata durezza e una buona resistenza all'usura, il che li rende adatti al taglio ad alta velocità e alla sgrossatura; gli utensili da taglio rivestiti migliorano ulteriormente le loro prestazioni rivestendo la superficie con un rivestimento resistente all'usura e alle alte temperature, rendendoli adatti a diverse condizioni di taglio.

2、 Classificazione degli utensili per fresatura CNC
Esistono vari tipi difresatrice CNCStrumenti, che possono essere classificati in varie tipologie secondo diversi standard di classificazione. I seguenti sono metodi di classificazione comuni:
（1） Classificato in base alla struttura dello strumento
Utensili da taglio integrati
Gli utensili da taglio integrati si riferiscono a utensili la cui parte lavorante e il cui gambo sono realizzati come un'unica unità, come frese, punte, ecc. L'utensile da taglio integrato ha una struttura semplice e un'elevata resistenza, ma è difficile da produrre e ha un costo elevato. È adatto alla lavorazione di pezzi con forme semplici e requisiti di elevata precisione.
Utensili da taglio intarsiati
Gli utensili da taglio intarsiati sono utensili che incorporano la lama o i denti nel corpo tagliente, come frese a candela intarsiate, utensili da tornitura, ecc. Le lame o i denti degli utensili da taglio intarsiati possono essere realizzati in materiali e forme geometriche diversi per soddisfare diverse esigenze di lavorazione e presentano una buona versatilità ed economicità.
Tipo speciale di utensili da taglio
Gli utensili da taglio di tipo speciale si riferiscono a utensili progettati per soddisfare determinati requisiti di lavorazione speciali, come utensili di formatura, utensili compositi, ecc. Gli utensili da taglio formati possono lavorare la superficie di parti sagomate specifiche, come frese per ingranaggi, frese scanalate, ecc. Gli utensili da taglio compositi possono completare più fasi di lavorazione in un unico processo di taglio, come foratura e fresatura di utensili da taglio compositi, alesatura e fresatura di utensili da taglio compositi, ecc.
(2) Classificazione in base al materiale dell'utensile
Utensili da taglio in acciaio rapido
L'acciaio rapido è un tipo di acciaio altamente legato che contiene una quantità significativa di elementi di lega come tungsteno, cromo e vanadio. Gli utensili da taglio in acciaio rapido presentano una buona tenacità e rettificabilità e possono sopportare elevati carichi d'impatto. Sono comunemente utilizzati per la lavorazione di componenti con forme complesse e requisiti di elevata precisione, come punte, maschi, frese, ecc. A seconda delle diverse prestazioni, gli utensili da taglio in acciaio rapido possono essere suddivisi in acciaio rapido per uso generale e acciaio rapido ad alte prestazioni.
Acciaio rapido universale: la sua durezza varia da 62 a 69 HRC, ha una certa resistenza all'usura, elevata resistenza e tenacità e la velocità di taglio generalmente non supera i 45-60 m/min, il che non è adatto al taglio ad alta velocità.
Acciaio rapido ad alte prestazioni: è un tipo di acciaio con maggiore resistenza al calore e all'usura, ottenuto aumentando il contenuto di carbonio e vanadio rispetto all'acciaio rapido. L'acciaio rapido ad alte prestazioni ha una buona durezza allo stato rosso e può mantenere una durezza di 60 HRC a 620-660 °C. La sua durata è 2-3,5 volte superiore a quella dell'acciaio rapido per uso generico. L'acciaio rapido ad alte prestazioni è comunemente utilizzato per la lavorazione di materiali difficili da lavorare come leghe resistenti alle alte temperature e leghe di titanio.
Utensili da taglio in lega dura
Le leghe dure sono prodotte mediante un processo di metallurgia delle polveri utilizzando carburi metallici ad alta durezza e alto punto di fusione (come carburo di tungsteno, carburo di titanio, ecc.) e leganti (come cobalto, nichel, ecc.). Gli utensili da taglio in leghe dure presentano caratteristiche di elevata durezza, buona resistenza all'usura e elevata resistenza al calore, con una velocità di taglio di 100-300 m/min, adatti per il taglio ad alta velocità e la lavorazione di sgrossatura. Gli utensili da taglio in leghe dure possono essere classificati in tungsteno-cobalto (YG), tungsteno-titanio-cobalto (YT) e tungsteno-titanio-tantalio (niobio-cobalto) (YW) in base alla loro composizione e alle loro prestazioni.
Leghe dure di tungsteno-cobalto (YG): le leghe dure YG presentano un elevato contenuto di cobalto e una buona tenacità, il che le rende adatte alla lavorazione di materiali fragili come ghisa e metalli non ferrosi.
Leghe dure di tungsteno titanio cobalto (YT): le leghe dure YT hanno un elevato contenuto di titanio, buona durezza e resistenza all'usura e sono adatte alla lavorazione di materiali plastici come l'acciaio.
Lega dura di tungsteno, titanio, tantalio (niobio) e cobalto (YW): la lega dura YW unisce i vantaggi delle leghe dure YG e YT, con elevata durezza, resistenza all'usura, resistenza al calore e tenacità, adatta alla lavorazione di vari materiali, in particolare di materiali difficili da lavorare come l'acciaio inossidabile e l'acciaio resistente al calore.
Utensili da taglio rivestiti
Gli utensili da taglio rivestiti sono rivestiti con uno strato di materiali resistenti all'usura e alle alte temperature, come TiC, TiN, Al2O3, ecc., sulla superficie di utensili da taglio in lega dura o acciaio rapido. Gli utensili da taglio rivestiti possono migliorare significativamente la durezza superficiale, la resistenza all'usura e la resistenza al calore degli utensili da taglio, prolungandone la durata. Gli utensili da taglio rivestiti sono adatti a diverse condizioni di taglio, in particolare al taglio ad alta velocità e al taglio a secco.
Utensili da taglio in ceramica
Gli utensili da taglio in ceramica sono composti principalmente da materiali ceramici come allumina (Al2O3) e nitruro di silicio (Si3N4), che vengono sinterizzati ad alte temperature. Gli utensili da taglio in ceramica presentano vantaggi quali elevata durezza, buona resistenza all'usura, elevata resistenza al calore e buona stabilità chimica. La velocità di taglio può raggiungere i 500-1000 m/min, rendendoli adatti al taglio ad alta velocità e alle lavorazioni di precisione. Tuttavia, gli utensili da taglio in ceramica presentano un'elevata fragilità e una scarsa resistenza agli urti. Durante il loro utilizzo, è necessario prestare attenzione a evitare carichi d'urto.
Utensili da taglio in nitruro di boro cubico
Il nitruro di boro cubico (CBN) è un materiale superduro sintetizzato artificialmente, con una durezza seconda solo a quella del diamante. Gli utensili da taglio in nitruro di boro cubico presentano vantaggi quali elevata durezza, buona resistenza all'usura, elevata resistenza al calore e buona stabilità chimica. La velocità di taglio può raggiungere i 1000-2000 m/min, rendendoli adatti al taglio ad alta velocità e alla lavorazione di precisione di materiali ad alta durezza come acciaio temprato e ghisa temprata.
Utensili da taglio diamantati
Il diamante è il materiale più duro in natura e gli utensili da taglio in diamante presentano durezza, resistenza all'usura e conduttività termica estremamente elevate. La velocità di taglio può raggiungere i 2000-5000 m/min, rendendoli adatti al taglio ad alta velocità e alla lavorazione di precisione di materiali non ferrosi e non metallici. Tuttavia, gli utensili da taglio in diamante sono costosi e non adatti alla lavorazione di materiali metallici a base di ferro, poiché i diamanti subiscono reazioni chimiche con il ferro ad alte temperature.

3、 Selezione dei materiali degli utensili da taglio per fresatrici CNC
Esistono diversi tipi di materiali per utensili utilizzati per la lavorazione CNC, ognuno con le sue caratteristiche prestazionali e di applicabilità uniche. Nella scelta dei materiali per utensili, è necessario considerare attentamente fattori come il materiale del pezzo, la tecnologia di lavorazione, le condizioni di taglio, ecc., per scegliere il materiale più adatto.
(1) Indicatori di prestazione dei materiali degli utensili da taglio per il taglio dei metalli
Il materiale dell'utensile da taglio per il taglio del metallo solitamente deve avere una serie di indicatori di prestazione, tra cui i più importanti sono durezza, resistenza, durezza superficiale, conduttività termica, ecc.
La durezza è la capacità dei materiali degli utensili di resistere all'usura: maggiore è la durezza, maggiore è la resistenza all'usura dell'utensile. La resistenza è la capacità dei materiali degli utensili di resistere a fratture e deformazioni, e gli utensili ad alta resistenza possono sopportare forze di taglio significative. La durezza al rosso si riferisce alla capacità dei materiali degli utensili di mantenere la durezza ad alte temperature, e gli utensili con una buona durezza al rosso sono adatti al taglio ad alta velocità. La conduttività termica influisce sulla dissipazione del calore degli utensili da taglio. Gli utensili con una buona conduttività termica possono trasferire rapidamente il calore di taglio e ridurre l'usura termica degli utensili.
(2) Materiale ideale per l'utensile
Il materiale ideale per utensili dovrebbe possedere sia durezza che resistenza, oltre a una buona durezza superficiale, conduttività termica, resistenza all'usura e tenacità. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, è difficile trovare un materiale che soddisfi pienamente tutti i requisiti, quindi è necessario ponderare e scegliere in base alle specifiche condizioni di lavorazione.
(3) Materiali comunemente utilizzati per utensili da taglio nelle applicazioni pratiche
Nella lavorazione pratica, gli utensili da taglio in lega dura e in lega dura rivestita sono i più ampiamente utilizzati grazie alle loro eccellenti prestazioni complessive.
Gli utensili da taglio in lega dura presentano elevata durezza e resistenza all'usura, caratteristiche che li rendono adatti alle esigenze di taglio ad alta velocità e di sgrossatura. Gli utensili da taglio in lega dura rivestiti, basati su utensili da taglio in lega dura, migliorano ulteriormente le loro prestazioni e ne prolungano la durata grazie al rivestimento con uno strato di rivestimento resistente all'usura e alle alte temperature.
Per alcuni materiali difficili da lavorare, come leghe resistenti alle alte temperature, leghe di titanio, ecc., gli utensili da taglio in nitruro di boro cubico e gli utensili da taglio in diamante presentano vantaggi unici. Gli utensili da taglio in nitruro di boro cubico presentano un'elevata durezza e una buona durezza al rosso, che li rendono adatti al taglio di materiali ad alta durezza; gli utensili da taglio in diamante presentano durezza e conduttività termica estremamente elevate, il che li rende adatti alla lavorazione di precisione di materiali non ferrosi e non metallici.
Sebbene gli utensili da taglio in acciaio rapido non siano duri e resistenti all'usura quanto gli utensili da taglio in lega dura, trovano comunque alcune applicazioni nella lavorazione di parti di forma complessa e nel taglio a bassa velocità grazie alla loro buona tenacità e rettificabilità.
Gli utensili da taglio in ceramica presentano un'elevata durezza e una buona resistenza all'usura, ma sono fragili e adatti al taglio ad alta velocità e alla lavorazione di precisione.
4、 I fattori che influenzano la selezione degli utensili per le fresatrici CNC
Nella scelta degli utensili per fresatura CNC, è necessario considerare attentamente i seguenti fattori:
(1) Prestazioni della macchina utensile
Diversi tipi e specifiche di fresatrici CNC presentano caratteristiche prestazionali diverse, come velocità del mandrino, velocità di avanzamento, potenza, coppia, ecc. La selezione degli utensili da taglio deve essere adeguata alle prestazioni della macchina utensile per sfruttarne appieno il potenziale. Ad esempio, per le fresatrici ad alta velocità, è necessario selezionare utensili da taglio adatti al taglio ad alta velocità, come utensili in lega dura rivestiti, utensili in ceramica, ecc.; per le fresatrici ad alta potenza, è possibile selezionare utensili da taglio con maggiore resistenza e rigidità, come utensili da taglio in lega dura integrale.
(2) Materiale del pezzo in lavorazione
Le prestazioni dei materiali da lavorare hanno un impatto significativo sulla scelta dell'utensile. Diversi materiali da lavorare presentano diverse caratteristiche di durezza, resistenza, tenacità, conduttività termica, ecc. Ad esempio, quando si lavorano materiali fragili come la ghisa, è possibile scegliere utensili da taglio in lega dura di tipo YG; quando si lavorano materiali plastici come l'acciaio, è consigliabile scegliere utensili da taglio in lega dura di tipo YT o utensili da taglio rivestiti; quando si lavorano materiali difficili da lavorare come leghe resistenti alle alte temperature e leghe di titanio, è necessario scegliere utensili da taglio in nitruro di boro cubico o utensili da taglio diamantati.
(3) Programma di elaborazione
Anche il tipo di programma di lavorazione (come sgrossatura, lavorazione di semi-precisione, lavorazione di precisione) e i parametri di taglio (come velocità di taglio, avanzamento, profondità di taglio) influenzano la scelta degli utensili. Per la sgrossatura, è necessario selezionare utensili da taglio con elevata resistenza e rigidità in grado di sopportare elevate forze di taglio, come utensili da taglio in lega dura integrale; per la lavorazione di precisione, è necessario selezionare utensili con elevata precisione e buona qualità superficiale, come utensili in lega dura rivestita o utensili ceramici.
(4) Quantità di taglio
L'entità della quantità di taglio determina direttamente la forza di taglio e il calore di taglio sopportato dall'utensile. Quando si lavora con grandi quantità di taglio, è necessario selezionare utensili da taglio con elevata resistenza e buona resistenza al calore; quando si lavora con piccole quantità di taglio, è possibile selezionare utensili da taglio con elevata durezza e buona resistenza all'usura.
5、 Passaggi e metodi per la selezione degli utensili da taglio per fresatrici CNC
Nella scelta degli utensili per fresatura CNC, è possibile seguire i seguenti passaggi:
(1) Determinare i requisiti di elaborazione
Innanzitutto è necessario chiarire la forma, le dimensioni, i requisiti di precisione, i requisiti di qualità della superficie e le tecniche di lavorazione (come la lavorazione grezza, la lavorazione di semi-precisione e la lavorazione di precisione) delle parti lavorate.
（2） Analizzare il materiale del pezzo in lavorazione
Analizzare le prestazioni del materiale del pezzo in lavorazione, tra cui durezza, resistenza, tenacità, conduttività termica, ecc., per determinare il materiale adatto per l'utensile.
(3) Seleziona il tipo di strumento
In base ai requisiti di lavorazione e ai materiali del pezzo da lavorare, scegliere il tipo di utensile appropriato, come frese, trapani, frese per alesatura, ecc.
(4) Determinare i parametri dello strumento
Determinare il diametro, la lunghezza, il numero di bordi, l'angolo dell'elica, l'angolo di attacco, l'angolo di uscita e altri parametri dell'utensile da taglio in base ai parametri di taglio e alle prestazioni della macchina.
(5) Scegli marche e fornitori di utensili da taglio
Dopo aver determinato il tipo e i parametri degli utensili da taglio, scegliete marchi noti e fornitori affidabili per garantire la qualità degli utensili e il servizio post-vendita.

6、 Uso e manutenzione delle macchine utensili per fresatura CNC
La scelta dell'utensile appropriato è solo il primo passo; il suo corretto utilizzo e la sua corretta manutenzione sono altrettanto cruciali per garantire la qualità della lavorazione e prolungare la durata dell'utensile.
(1) Installazione degli utensili da taglio
Durante l'installazione dell'utensile, è importante garantire la precisione dell'accoppiamento tra l'utensile e il portautensile, assicurandosi che l'utensile sia installato saldamente e accuratamente. Allo stesso tempo, è necessario prestare attenzione alla direzione e alla posizione di installazione degli utensili per evitare errori di installazione che potrebbero causare errori di lavorazione o danni all'utensile.
(2) Selezione dei parametri di taglio per gli utensili da taglio
Una scelta razionale dei parametri di taglio è fondamentale per garantire un taglio normale e prolungare la durata dell'utensile. I parametri di taglio includono velocità di taglio, avanzamento, profondità di taglio, ecc. e devono essere attentamente valutati in base a fattori quali il materiale dell'utensile, il materiale del pezzo e il processo di lavorazione. In generale, all'interno dell'intervallo consentito per gli utensili da taglio, è opportuno selezionare velocità di taglio più elevate e avanzamenti più ridotti per migliorare l'efficienza di lavorazione e la qualità superficiale.
（3） Raffreddamento e lubrificazione degli utensili da taglio
Durante il processo di taglio, è necessario utilizzare metodi di raffreddamento e lubrificazione adeguati per ridurre la temperatura di taglio, ridurre l'usura dell'utensile e migliorare la qualità della superficie lavorata. I metodi di raffreddamento e lubrificazione più comuni includono il raffreddamento con fluido da taglio, il raffreddamento ad aria, la lubrificazione a nebbia d'olio, ecc.
(4) Manutenzione e cura degli utensili da taglio
Dopo la lavorazione, è necessario pulire tempestivamente trucioli e macchie d'olio sugli utensili da taglio e verificarne l'usura. In caso di usura, è necessario affilarli o sostituirli tempestivamente. Allo stesso tempo, è necessario eseguire una manutenzione regolare sugli utensili da taglio, come l'applicazione di olio antiruggine, il controllo della precisione dell'impugnatura, ecc., per garantirne le prestazioni e la durata.

7、 Conclusion
La selezione degli utensili da taglio per le fresatrici CNC è un compito complesso e importante che richiede un'attenta valutazione di molteplici fattori, come le prestazioni della macchina, i materiali del pezzo, i programmi di lavorazione e le quantità di taglio. La scelta e l'utilizzo corretti degli utensili da taglio possono non solo migliorare la qualità della lavorazione e l'efficienza produttiva, ma anche ridurre i costi di produzione e prolungare la durata utile delle macchine utensili. Pertanto, nella produzione effettiva, l'utensile più adatto deve essere selezionato in base alla specifica situazione di lavorazione e alle caratteristiche prestazionali dell'utensile, e la gestione dell'uso e della manutenzione dell'utensile deve essere rafforzata per sfruttare appieno i vantaggi delle fresatrici CNC e fornire un solido supporto allo sviluppo dell'industria manifatturiera.