Tornio CNC e fresatrice CNC: principali caratteristiche e differenze

La differenza sta in cosa ruota: nel tornio CNC ruota il pezzo e l'utensile si muove su due assi (X e Z); nella fresatrice CNC ruota l'utensile e il pezzo si muove su tre assi o più. Da qui deriva tutto il resto: il tornio è l'opzione più veloce ed economica per i pezzi di rivoluzione (alberi, boccole, perni), e la fresatrice per i pezzi con piani, tasche e fori su più facce. In un'officina come la nostra, circa tre pezzi su quattro si fresano e il resto si tornisce o combina le due lavorazioni.

Qui spieghiamo come funziona ogni macchina, quali pezzi escono da ciascuna, quale è più economica e come si decide quando richiedete lavorazione CNC di pezzi a misura: non dovete scegliere voi, ma è utile capirlo per progettare meglio.

Come funziona un tornio CNC?

Il pezzo, normalmente una barra, viene fissato in un mandrino a tenaglie e ruota a velocità tra 500 e 4.000 giri al minuto. L'utensile, una placchetta in carburo fissata su una torretta, avanza in lunghezza (asse Z) e verso il centro (asse X). Con questi due movimenti si eseguono tutte le operazioni di tornitura:

• Cilindraggio: riduce il diametro esterno.
• Refrettamento: rende piana la faccia dell'estremità.
• Ranuratura e troncatura: crea scanalature per anelli elastici o taglia il pezzo dalla barra.
• Filettatura: esterna o interna, seguendo il passo con precisione del mandrino.
• Foratura e mandrinatura: fori sull'asse del pezzo, e il loro rifinito a misura.

I torni moderni hanno anche utensili motorizzati e asse C: il pezzo si ferma in una posizione angolare e una piccola fresa esegue un foro laterale, un piano o una sede per chiavetta. Così un pezzo rotondo con qualche dettaglio fresato esce dal tornio finito, in un solo bloccaggio.

Come funziona una fresatrice CNC?

L'utensile ruota nel mandrino, tra 8.000 e 24.000 giri/min nelle macchine per alluminio, e la tavola con il pezzo bloccato si sposta in X, Y e Z. Con un cambio utensile automatico da 20 a 40 utensili, un centro di lavoro concatena spianatura, contornatura, tasche, foratura, alesatura e filettatura senza intervento. In base al numero di assi:

• 3 assi: il pezzo non ruota. Pannelli, supporti, carcasse e tasche. È l'opzione più economica.
• 4 assi: un divisore ruota il pezzo per lavorare diverse facce senza riavvitarlo.
• 5 assi: la tavola si inclina e ruota. Geometrie complesse e superfici libere in un unico bloccaggio, come spieghiamo in lavorazione CNC a 5 assi.

Ogni volta che un pezzo fresato si sblocca per lavorare un'altra faccia, si perde tempo e un po' di precisione tra le facce. Per questo il numero di bloccaggi pesa sul prezzo quanto il tempo di taglio.

Tabella comparativa: tornio CNC contro fresatrice CNC

Quali pezzi vengono lavorati su tornio e quali su fresatrice?

Escono dal tornio

Assi e alberi, boccole e bussole, perni, spine, raccordi, ugelli, dadi e viti speciali, distanziali, pulegge, dischi, coperchi rotondi. Tutto ciò che ruota nella macchina finale o si monta in un foro tondo. Con utensili motorizzati, anche un albero con sede per chiavetta, una boccola con fori radiali o un raccordo con due piani per la chiave.

Escono dalla fresatrice

Piastre base, staffe e squadrette, carcasse e coperchi, attrezzature di montaggio, blocchi valvola, inserti per stampi, bracci, guide, pezzi con tasche, nervature e fori su più facce. In generale, qualsiasi pezzo che parte da un blocco e ha facce piane.

Servono entrambe

Un albero con una flangia quadrata, una carcassa cilindrica con tasche laterali, un disco con un pattern di forature fuori dall'albero. Si torna prima la parte rotonda e si fresa dopo il resto, o viceversa, con un bloccaggio extra che si riflette nel prezzo.

Quale costa meno?

Per un pezzo rotondo, il tornio, con differenza. Asporta materiale in modo continuo, in un solo bloccaggio, e un albero da 100 mm viene realizzato in pochi minuti. Lo stesso pezzo su una fresatrice richiederebbe più bloccaggi e una fresa che gira intorno, con più tempo e peggiora la rotondità.

Per un pezzo prismatico non c'è scelta: è fresatura. Ciò che decidete voi è quanto costa all'interno della fresatrice. Tre cose che abbassano il prezzo:

1. Meno facce da lavorare: ogni faccia può essere un bloccaggio. Se i fori possono essere tutti dall'alto, il pezzo costa meno.
2. Raggi interni grandi (1 mm o più) e tasche poco profonde: permettono l'uso di utensili grandi e veloci. Lo spieghiamo in le diverse attrezzature di lavorazione.
3. Tolleranze solo dove servono: la generale ISO 2768-f è già fine. Una quota a ±0,02 mm viene fatturata a parte. Maggiori dettagli in le tolleranze nella lavorazione CNC.

E su entrambe le macchine, la quantità fa la differenza: il programma, il bloccaggio e la messa a punto si pagano una volta, quindi il pezzo numero 10 costa molto meno del numero 1. Quando richiedete il preventivo potete confrontare fino a tre quantità.

Come si decide in Proto&Go!?

Non è necessario indicare la macchina. Caricate il vostro file STEP, scegliete il materiale, la quantità e la finitura, e un ingegnere verifica la realizzabilità: decide il tornio, la fresatrice a 3 o 5 assi o una combinazione in base alla geometria, e vi restituisce il preventivo in 24 h con prezzo e tempi. I pezzi escono a partire da 8 giorni lavorativi e ciascuno viene verificato prima dell'invio.

L'unica cosa che conviene aggiungere è un PDF con le filettature (il modello 3D non indica la metrica) e le quote che richiedono una tolleranza specifica, ad esempio il diametro di un albero che entra in un cuscinetto. Per calcolare quel accoppiamento avete a disposizione la calcolatore di accoppiamento albero-foro.

Domande frequenti su tornio e fresatrice CNC