Frezowanie

Autor mechanika-obrobka.pl


Napisane 2017-10-09 20:55:25


Frezowanie

Frezowanie teoria

Frezowanie stanowi jeden ze sposobów obróbki skrawaniem. Jest stosowane do obróbki płaszczyzn, wykonywania rowków, nacinania gwintów czy wykonywania kół zębatych. Cechą charakterystyczną jest, że podczas skrawania krawędzie frezu nie pracują wszystkie jednocześnie, lecz kolejno jedna za drugą, przy czym zetknięcie narzędzia z materiałem obrabianym istnieje tylko na pewnej części  freza to znaczy, że jednocześnie pracuje tylko określona część ostrzy. Zapewnia to dobre warunki chłodzenia ale ma też swoją wadę. Przy frezowaniu grubość warstwy skrawanej przez poszczególne ostrza, zmienia się podczas skrawania. Powoduje to zmianę dynamiki procesu i powstałych obciążeń co w konsekwencji wpływa ujemnie na trwałość narzędzia.

Cechą charakterystyczną jest z reguły ruch główny obrotowy narzędzia wokół własnej osi. Ruchem posuwowym jest ruch części obrabianej lub narzędzia frezarskiego - jest to zależne od budowy frezarki. 

Podział technologiczny i konstrukcyjny frezowania

Rodzaje frezowania (podział technologiczny) wygląda następująco:

frezowanie obwiedniowe

  • walcowe (obwodowe) – oś frezu zajmuje położenie równoległe do powierzchni obrabianej.

frezowanie czołowe

  • czołowe – oś frezu zajmuje położenie prostopadłe do powierzchni obrabianej.
  • skośne – oś obrotu freza tworzy z obrabianą powierzchnią kąt pomiędzy 0° a 90°.

Frezowanie czołowe – ze względu na ustawienie osi narzędzia względem przedmiotu obrabianego można wyróżnić:

  • pełne (a) – szerokość frezowania jest równa wartości średnicy narzędzia,
  • niepełne symetryczne (b) – szerokość frezowania jest mniejsza od średnicy narzędzia, ustawienie narzędzia względem przedmiotu obrabianego jest symetryczne,
  • niepełne niesymetryczne (c) – szerokość frezowania jest mniejsza od średnicy narzędzia, ustawienie narzędzia względem przedmiotu obrabianego jest niesymetryczne.

frezowanie czołowe
Frezowanie czołowe – widok z góry

Rodzaje frezowania ze względu na podział konstrukcyjny jest zależny od ilości równocześnie obrabianych powierchni i wygląda następująco:

  • frezowanie pełne (trzystronne) – równocześnie podczas procesu skrawania są obrabiane trzy powierzchnie.

frezowanie pełne

  • niepełne (dwustronne) – gdzie jednocześnie powstają dwie powierzchnie obrabiane.

frezowanie niepełne

  • swobodne (jednostronne) – powstaje jedna powierzchnia obrobiona.

frezowanie swobodne

Podział kinematyczny frezowania

Bardzo istotny podział w przypadku tego rodzaju obróbki to podział kinematyczny i wyróżnić możemy:

Frezowanie przeciwbieżne - występuje, gdy kierunek ruchu przedmiotu obrabianego jest przeciwny do kierunku pracy ostrzy narzędzia. Przy frezowaniu przeciwbieżnym grubość warstwy skrawanej rośnie od zera do wartości maksymalnej, co wpływa na zmiennych charakter procesu skrawania od zera do wartości maksymalnej. W początkowej fazie skrawania krawędź skrawająca freza pociera o powierzchnię obrobioną, dopóki wzrastający nacisk krawędzi skrawającej nie stanie się odpowiedni do rozpoczęcia właściwego procesu skrawania. Wadą tej metody jest gromadzenie się wióra przed frezem, co ma negatywny wpływ na chłodzenie. Zaletą jest obróbka powierzchni surowych - których zewnątrzna powierzchnia może mieć zróżnicowaną geometrię lub elementów których powierzchnie zewnętrzne są ulepszane cieplnie, bowiem kolejne ostrza freza trafiają na powierzchnie już obrobioną, co wpływa korzystnie na trwałość ostrzy.

frezowanie przeciwbieżne

Frezowanie współbieżne - występuje, gdy kierunek ruchu przedmiotu obrabianego jest zgodny z kierunkiem pracy ostrzy narzędzia. Przy frezowaniu współbieżnym grubość warstwy skrawanej jest największa na początku pracy ostrza i zerowa na końcu pracy, w wyniku takiego rozkładu warstwy skrawanej sił skrawania również osiągają wartość od największej do najmniejszej na końcu pracy ostrza. Nie występuje zjawisko tarcia krawędzi skrawającej o powierzchnię obrobioną przed rozpoczęciem skrawania. Powierzchnia tak obrobionego detalu w teorii w ten sposób jest gładsza niż w przypadku frezowania przeciwbieżnego - (ps. praktyka czasami pokazuje coś zupełnie innego, szczególnie na starszych maszynch z luzami). 

frezowanie wspołbieżne

Trwałość tak pracującego frezu jest większa - zwiększa to wydajność obróbki. Jednakże przy obróbce części o np. ulepszonej cieplnie warstwy zewnętrznej ostrze frezu szybko się tępi. Przy frezowaniu współbieżnym nie dość sztywnej maszyny może nastąpić udrzenie narzędzia o przedmiot obrabiany a w konsekwencji uszkodzenie frezu lub części obrabianej. Luzy mechanizmu posuwowego frezarki muszą być skasowane, aby zapewnić natychmiastowe włączenie się posuwu po uruchomieniu obrabiarki. Frezarska powinna być dostatecznie sztywna i mieć odpowiednią konstrukcję napędu stołu.

Parametry technologiczne frezowania

Podstawowe parametry technologiczne opisują poniższe wzory:

frezowanie parametry

gdzie n - prędkość obrotowa [obr/min], średnica frezu [mm], vc - prędkość skrawania [m/min], fn - posuw na obrót [mm/obr], ft - posuw na minutę [mm/min], ft - posuw na ostrze [mm/z],

parametry frezowania

B – szerokość skrawania, Ap – glebokość skrawania

Narzędzia frezarskie - podział i rodzaje

narzędzia frezarskie
Narzędzia frezarskie

Frezy są narzędziami wieloostrzowymi stosowanymi do obróbki rowków, płaszczyzn oraz powierzchni kształtowych. Frezy należą do grupy narzędzi o najbardziej zróżnicowanej geometrii i kształtach. Istnieje wiele kryteriów ich podziału. Frezy możemy dzielić ze względu np. na budowę – jednolite, składane czy materiał ostrza. Można wyróżnic podział narzędzi frezarskich ze względu na:

  • geometria ostrzy (kąt natarcia): a) podwójnie ujemna, b) podwójnie dodatnia, c) dodatnio - ujemny 
  • kształt ostrzy (ostrza ścinowe i zataczane) jednościnowe (a), dwuścinowe (b),łukowe, łukowe z łysinką, zataczane krzywoliniowe (e), zataczane prostoliniowo
    kształt ostrzy freza
  • kierunek pracy: lewozwojne i prawozwojne

Do postawowych narzędzi frezarskich możemy zaliczyć frezy:

  • Walcowe – wykorzystywane do kształtowania płaskich powierzchni. Ostrza mają kształt linii śrubowej i znajdują się jedynie na zewnętrznej powierzchni walcowej.


frez walcowy
Frez walcowy

  • Walcowo – czołowe – wykonywane jako trzpieniowe lub nasadzane. Skrawają one ostrzami, których krawędzie usytuowane są śrubowo na powierzchni walcowej oraz prostoliniowo na powierzchni czołowej frezu.
  • Frezy trzpieniowe (palcowe) – stosowane do wykonywania rowków, kanałków powierzchni bocznych. Mogą mieć kuliste kształty do obróbki skomplikowanych płaszczyzn.


frezy palcowe
Frezy palcowe

Przejdź do następnej strony artykułu>