Guide / Progettazione

Progettare un pezzo per il 5 assi: sottosquadri, accesso utensile e staffaggio

1 ottobre 2026

Una macchina a 5 assi raggiunge una parte del pezzo più ampia rispetto a una fresatrice a 3 assi, ma non tutto. L’utensile ha comunque bisogno di un accesso in linea retta, il portautensile deve passare senza toccare il pezzo e la macchina deve tenere il pezzo da qualche parte. Progettare tenendo conto di questi tre limiti è il modo più rapido per ottenere un prototipo quotato in fretta e lavorato bene al primo colpo.

Ragionare per linee di vista

Ogni superficie lavorata dalla macchina deve essere visibile da una direzione lungo l’asse dell’utensile. Con il 5 assi la macchina può inclinarsi per trovare quella direzione. Per ogni elemento si chieda:

• Esiste un angolo da cui un utensile diritto vede questa superficie?
• A quell’angolo, il portautensile urta una parete, una borchia o la tavola?
• Lo sbalzo è abbastanza corto per un utensile rigido?

Se la risposta alla prima domanda è no, nessun numero di assi aiuterà. Quell’elemento richiede una fresa speciale, l’elettroerosione o una modifica di progetto.

Un’abitudine rapida nel CAD: orienti la vista normale alla superficie che Le interessa e immagini un cilindro largo circa due volte il diametro dell’utensile che esce diritto dal pezzo. Se quel cilindro tocca un altro elemento prima di uscire dal pezzo, probabilmente lo toccherà anche il portautensile.

Sottosquadri

Un sottosquadro è materiale nascosto sotto una sporgenza se visto dalle direzioni principali di lavorazione. Il 5 assi aiuta con due tipi:

1. Sottosquadri inclinati. Una tasca che entra a 30 gradi sotto una flangia è visibile se l’utensile si inclina di 30 gradi. È un lavoro di routine.
2. Sottosquadri laterali poco profondi. Un piccolo scarico sotto un labbro può essere raggiunto inclinando una fresa a testa sferica.

Non aiuta con i sottosquadri completamente chiusi, come una gola interna in un foro cieco. Questi richiedono comunque una fresa per scanalature o una fresa a lecca-lecca, e la forma della gola deve corrispondere al profilo di una fresa standard.

Consiglio di progettazione: se un sottosquadro serve solo a risparmiare peso, lo elimini nel prototipo.

Progettare un sottosquadro raggiungibile con una fresa standard

Quando un sottosquadro deve restare, lo disegni attorno a utensili che esistono già:

• Usi profili standard. Dia alle gole interne una larghezza e un raggio di fondo compatibili con una fresa a T o a lecca-lecca di catalogo. Un raggio pieno sul fondo della gola si adatta a una fresa a lecca-lecca.
• Lasci spazio per il collo. La testa della fresa entra dall’apertura e il collo deve passare con gioco. La profondità radiale che una fresa per scanalature raggiunge è limitata dalla differenza tra i diametri di testa e collo, quindi una gola profonda dietro un’apertura stretta può non avere alcun utensile standard.
• Usi angoli a coda di rondine standard. Le frese a coda di rondine sono comunemente a 45 o 60 gradi. Un sottosquadro inclinato a uno di questi angoli può essere lavorato con una sola passata invece che con un percorso di contornatura.

Sbalzo e lunghezza dell’utensile

Una fresa flette tanto più quanto più sporge. Come regola pratica, la rigidità cala bruscamente quando l’utensile sporge più di tre o quattro volte il suo diametro. Tasche profonde e strette impongono utensili piccoli e lunghi, che tagliano lentamente e vibrano.

Il 5 assi aiuta inclinando l’utensile lontano da una parete alta, così un utensile più corto raggiunge il fondo. Funziona solo se la geometria lascia spazio per inclinarsi.

Consigli di progettazione:

• Mantenga, dove possibile, la profondità della tasca sotto circa quattro volte il diametro dell’utensile per gli spigoli.
• Apra una tasca su un lato se la funzione lo consente. L’utensile può così entrare di lato.
• Eviti nervature alte e sottili accanto a fondi profondi nella stessa tasca.

Sbalzo tipico in base al diametro dell’utensile

I valori seguenti sono tipici per frese in metallo duro nell’alluminio. Acciaio, inox e titanio li riducono.

Diametro utensile	Sbalzo agevole (circa 3x D)	Limite pratico con utensili a collo lungo (circa da 6x a 8x D, lento)
1 mm	3 mm	da 6 a 8 mm
2 mm	6 mm	da 12 a 16 mm
3 mm	9 mm	da 18 a 24 mm
6 mm	18 mm	da 36 a 48 mm
10 mm	30 mm	da 60 a 80 mm

Se un raggio di spigolo impone un utensile da 2 mm e la tasca è profonda 25 mm, il pezzo esce dal campo agevole. O il raggio cresce, o la tasca si apre, o il preventivo include lente passate con utensili a collo lungo.

Il portautensile è l’altra metà dello sbalzo. È molto più largo dell’utensile, quindi un elemento profondo posto proprio accanto a una borchia alta può bloccare l’inclinazione che altrimenti permetterebbe a un utensile corto di raggiungerlo. Lasci spazio attorno agli elementi profondi, non solo al loro interno.

Spigoli interni e raccordi

Un utensile rotante non può lavorare uno spigolo interno vivo. Lascia un raggio pari al proprio raggio. Se il disegno chiede un raggio più piccolo di quello che un utensile pratico può dare, l’officina deve usare un utensile minuscolo o un processo secondario.

Progetti raggi interni leggermente maggiori del raggio di una fresa standard. Per una tasca profonda 10 mm, un raggio di spigolo di 3 mm permette all’officina di usare una fresa da 5 mm che percorre lo spigolo senza strappi. Un raggio di 0.5 mm nella stessa tasca richiede un utensile da 1 mm e molto tempo macchina.

Sulle superfici raccordate e sagomate, raccordi di dimensione uniforme permettono al programmatore di usare una sola fresa a testa sferica su ampie zone invece di cambiare utensile.

Raggi di fondo

Il raggio dove il fondo incontra la parete è una scelta a parte. Uno spigolo di fondo vivo si ottiene con una fresa a testa piana. Un raggio di fondo pari al raggio di punta di una fresa torica standard (ad esempio 0.5 o 1 mm) si ottiene con un solo utensile in una passata. Un raggio di fondo insolito, come 1.7 mm, impone una finitura con fresa sferica a piccoli passi.

Pareti e fondi

Le pareti sottili vibrano e si muovono man mano che si asporta materiale. Nei prototipi in alluminio, le pareti sotto circa 1 mm richiedono attenzione. Per titanio e inox il minimo pratico è più alto. Se Le serve una parete sottile, indichi dove può avere una base leggermente più spessa o un supporto rimosso alla fine.

I fondi che incontrano le pareti con uno spigolo vivo vanno bene per la lavorazione 3+2. I fondi che si raccordano alle pareti con un raggio variabile richiedono il 5 assi in continuo per essere lavorati in modo pulito.

Valori di progetto tipici a colpo d’occhio

Sono punti di partenza tipici, non limiti rigidi. L’officina abbinata conferma cosa i suoi utensili e le sue macchine possono garantire sul Suo pezzo.

Elemento	Valore di progetto tipico	Perché
Raggio dello spigolo interno	Almeno un terzo della profondità della tasca e maggiore del raggio dell’utensile	Permette a un utensile rigido di percorrere lo spigolo
Profondità della tasca	Fino a circa 4x il diametro dell’utensile per gli spigoli	Oltre, utensili a collo lungo e avanzamenti lenti
Spessore parete, alluminio	1 mm o più	Pareti più sottili vibrano e si muovono
Spessore parete, acciaio o titanio	1.5 mm o più	Forze di taglio più elevate
Profondità di foratura	Fino a circa 6x il diametro	Oltre servono foratura a scarico o punte speciali
Profondità di filettatura	Circa 1.5x il diametro del filetto	Più profondità aggiunge poca resistenza
Foro più piccolo	Circa 1 mm	Più piccolo richiede microutensili
Testo inciso	Altezza del carattere di 3 mm o più, su una faccia piana	Un testo piccolo su superfici curve richiede percorsi in continuo

Per le tolleranze tipiche per materiale che accompagnano queste regole, veda la tabella dei materiali nella home page.

Tenere il pezzo

Ogni pezzo deve essere bloccato da qualche parte. Per un pezzo di serie l’officina costruisce un’attrezzatura. Per un prototipo di solito usa una di queste soluzioni:

• Morsa su base rialzata. Il pezzo sta in alto così il mandrino può inclinarsi attorno. Richiede una zona piana e parallela sul fondo.
• Aletta o sovrametallo. Il pezzo viene ricavato da un blocco più grande e resta attaccato tramite un’aletta, che viene tagliata e ripulita alla fine.
• Coda di rondine. Sul grezzo si lavora una piccola coda di rondine che viene bloccata in un’attrezzatura corrispondente. Comune nel 5 assi perché lascia libero il mandrino ad angoli accentuati.

Consiglio di progettazione: indichi all’officina dove è accettabile un segno di presa. Questa sola nota può eliminare un intero piazzamento.

Progettare per un’aletta di staffaggio

• Collochi l’aletta su una faccia senza tolleranze strette né requisiti estetici.
• Indichi come può restare il segno: grezzo di lavorazione, limato a filo o raccordato entro un valore dichiarato.
• Metta in conto un sovrametallo sotto il pezzo per la coda di rondine o la base rialzata, di solito da pochi millimetri fino a circa 10 mm. Questo pesa sul costo del grezzo in titanio o Inconel.
• Se il pezzo non ha alcuna zona piana, aggiunga nel modello una piccola borchia piana e indichi se resta o viene rimossa alla fine.

Metta i riferimenti dove la macchina può raggiungerli

Un vantaggio chiave del 5 assi è lavorare le facce di riferimento e gli elementi critici in un solo piazzamento. Quando la faccia di appoggio e un alesaggio tollerato nascono dallo stesso piazzamento, la loro relazione dipende dalla precisione della macchina e non da un nuovo bloccaggio.

Lo faciliti. Collochi i riferimenti su facce lavorate reali vicine agli elementi critici, non sull’asse di una superficie libera. Verifichi che un tastatore CMM possa raggiungere sia i riferimenti sia gli elementi che controllano, altrimenti il controllo sarà lento e indiretto.

Fori e filettature

I fori perpendicolari a una faccia piana sono facili a qualsiasi angolo su una macchina a 5 assi. I fori che sbucano su una faccia curva o inclinata sono più difficili: la punta devia. Una piccola lamatura all’ingresso o all’uscita mantiene la punta diritta.

Usi misure standard di punte e maschi. Una filettatura indicata come M6 si quota in pochi secondi. Una filettatura speciale richiede una fresa a filettare e più programmazione.

Usi il 3+2 dove possibile

Molti pezzi con angoli richiedono solo il 3+2: la macchina si inclina, si blocca e lavora come una fresatrice a 3 assi. Raggruppare fori e facce inclinati su pochi piani mantiene il pezzo in 3+2 e allarga l’elenco delle officine in grado di quotarlo. Riservi il moto continuo alle superfici che si svergolano o si raccordano davvero. La verifica nella home page La aiuta a decidere, e il confronto tra continuo e 3+2 spiega il compromesso nel dettaglio.

Dettagli che fanno salire il prezzo senza farsi notare

Elemento	Perché costa	Alternativa più economica
Raggi interni molto piccoli in tasche profonde	Utensili minuscoli, avanzamenti lenti	Raggio maggiore o tasca aperta
Smussi estetici su ogni spigolo	Un percorso utensile in più per ciascuno	Rompere solo gli spigoli vivi
Tolleranza stretta ovunque	Finitura lenta e più controlli	Tolleranza generale più poche quote critiche
Testo inciso su facce curve	Percorso in continuo per un’etichetta	Zona piana per il testo o marcatura laser
Finitura a specchio su un profilo	Molte passate fini e lucidatura	Specificare Ra solo dove fa tenuta o scorre

Note a disegno che risparmiano un giro di domande

• Una tolleranza generale, ad esempio ISO 2768-m, per tutto ciò che non è quotato.
• Una nota sugli spigoli, ad esempio “smussare gli spigoli vivi da 0.2 a 0.5 mm”.
• Indicazioni delle filettature con tipo, misura e profondità, non filetti modellati.
• Le superfici da finire a 5 assi in continuo, evidenziate in una vista.
• Le zone in cui è accettabile un segno di presa o un residuo di aletta.
• Valori Ra solo su facce di tenuta, di scorrimento o estetiche.

Prima di inviare il modello

1. Verifichi per ogni elemento una linea di vista da qualche angolo dell’utensile.
2. Adatti i raggi interni a frese reali.
3. Indichi dove l’officina può bloccare il pezzo o lasciare un segno.
4. Tolleri solo ciò che conta e usi una tolleranza generale per il resto.
5. Indichi se una superficie deve essere lavorata a 5 assi in continuo per la finitura.
6. Confronti gli elementi profondi con la tabella degli sbalzi qui sopra.
7. Collochi i riferimenti su facce lavorabili nello stesso piazzamento degli elementi critici.

Per capire come queste scelte si traducono in costi, legga quanto costa un prototipo a 5 assi. Quando il modello è pronto, lo invii per l’abbinamento e un’officina che lavora geometrie simili Le dirà cosa cambierebbe.

Domande frequenti

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