1.Rodzaje powierzchni kształtowanych frezowaniem. Frezowaniem obrabia się powierzchnie płaskie, powierzchnie kształtowe symetryczne i niesymetryczne, rowki o różnych kształtach, wielowypusty, gwinty oraz uzębienia.
2.Zasada frezowania. Frezowanie odbywa się narzędziami wieloostrzowymi zwanymi frezami na frezarkach. Zazwyczaj narzędzie wykonuje ruch główny obrotowy, natomiast przedmiot obrabiany ruch posuwowy prostoliniowy lub krzywoliniowy. Cechą charakterystyczną frezowania jest cykliczna nieciągłość skrawania (ostrza pracują z przerwami).
Wyróżnia się następujące odmiany frezowania: - obwodowe (walcowe) – oś obrotu freza jest równoległa do pow. obrabianej - czołowe – oś obrotu freza jest prostopadła do pow. obrabianej. - skośne – oś obrotu freza jest usytuowana pod kątem do obrabianej powierzchni - obwiedniowe – stosowane do nacinania kół zębatych, wielowypustów, itp.
Pod względem kinematycznym frezowanie można podzielić na: - frezowanie przeciwbieżne – przedmiot obrabiany wykonuje ruch posuwowy w kierunku przeciwnym do kierunku wektora prędkości obwodowej freza. Każde ostrze freza skrawa warstwę materiału o grubości zmiennej, teoretycznie od grubości równej zero do pewnej maksymalnej wartości w chwili wybiegu ostrza. Luz między nakrętką a śrubą ulega skasowaniu co zapewnia spokojną pracę. W tym frezowaniu frez oddziałuje na przedmiot obrabiany, starając oderwać go od stołu frezarki, dlatego zamocowanie przedmiotu powinno być szczególnie sztywne i pewne. - frezowanie współbieżne – przedmiot obrabiany wykonuje ruch posuwowy w kierunku zgodnym z kierunkiem wektora prędkości obwodowej freza. Grubość warstwy skrawanej zmienia się od wartości maksymalnej do zera. Frezowanie to zapewnia 2-3 krotnie większą trwałość ostrzy, lepszą chropowatość i 3-4 krotnie mniejsze zapotrzebowanie mocy napędu ruchu posuwowego niż frezowanie przeciwbieżne. Frezowanie współbieżne nie nadaje się do materiałów o dużej twardości bądź kruchych. Wymagana jest tu obrabiarka o dobrym stanie technicznym. Pożądane jest by obrabiarka nie miała luzów między nakrętką a śrubą.
Frezowanie czołowe można podzielić na: - pełne – szerokość freza bd jest równa średnicy freza d - czołowe niepełne symetryczne – szerokość frezowania bd jest mniejsza od średnicy freza d, a położenie narzędzia jest symetryczne w stosunku do przedmiotu obrabianego - niepełne niesymetryczne
3.Parametry stosowane we frezowaniu: - prędkość skrawania [ vc ] - $v_{c} = \frac{\text{πdn}}{1000}$ [m/min] l n – prędkość obrotowa wrzeciona frezarki ; d – średnica freza ; - posuw na ostrze (ząb) [ fz ] - posuw na obrót freza [ f ] f = fzz [mm/obr.] z – liczba ostrzy freza - posuw minutowy (prędkość posuwu) [ vf ] – prędkość przesunięcia przedmiotu obrabianego względem freza w czasie jednej minuty vf = fn = fzzn ; n – prędkość obrotowa freza
4. Frezy do obróbki powierzchni płaskich i kanałków. W zależności od powierzchni na której są wykonane ostrza skrawające rozróżnia się: - frezy walcowe – mają ostrza tylko na pow. walcowej. Ich ostrza śrubowe o dużym kącie pochylenia zapewniają równomierną pracę narzędzia. - frezy walcowo-czołowe – mają ostrza na powierzchni obwodowej i na jednej z obu powierzchni czołowych. Służą do frezowania jednostronnie ograniczonych płaszczyzn lub do obróbki wąskich płaszczyzn swobodnych. - frezy tarczowe – mają ostrza skrawające rozłożone zarówno na obwodzie jak i na ściankach bocznych. Rozróżniamy frezy tarczowe trzystronne i frezy tarczowe trzystronne na przemian skośne. - frezy trzpieniowe – stosowane do frezowania rowków trapezowych. Frezami trzpieniowymi można wykonywać również rowki teowe i prostokątne.
5. Frezarki - odznaczają się uniwersalnością zastosowania i dużą wydajnością. Ruch główny obrotowy wykonuje wrzeciono z zamocowanym na nim frezem, ruch posuwowy, zazwyczaj prostoliniowy, wykonuje stół frezarki z zamocowanym na nim przedmiotem obrabianym. Napęd posuwów we frezarkach jest najczęściej niezależny od napędu wrzeciona i realizowany jest odrębnym silnikiem. Frezarki wspornikowe (konsolowe) – mogą mieć oś wrzeciona usytuowaną poziomo lub pionowo. Frezarki wspornikowe poziome mają wrzeciono o poziomej osi. Frezarki wspornikowe pionowe mają oś wrzeciona usytuowaną pionowo lub skrętnie wokół osi poziomej.
W celu zwiększenia liczby prędkości obrotowych wrzeciona stosuje się odboczkę. [Na prowadnicach korpusu przesuwa się pionowy wspornik zwany konsolą na którym umieszczony jest stół krzyżowy lub krzyżowo skrętny na saniach poprzecznych. W górnej części znajduje się belka wspornikowa z podtrzymkami do podpierania trzpieni frezarskich. Frez lub zespół frezów walcowych osadza się na trzpieniu frezarskim, którego jeden koniec mocuje się we wrzecionie a drugi podpiera w łożysku podtrzymki, złączonej przesuwnie z belka wspornika] Frezarki sterowane numerycznie – zasadniczym elementem układu jest centralna magistrala systemowa. Realizuje połączenie między poszczególnymi modułami układu. Komunikacja jest możliwa za pośrednictwem szyn. Obróbka na takich frezarkach przynosi wiele korzyści technicznych i ekonomicznych. Możliwa jest obróbka bardzo dokładnych powierzchni płaskich i otworów oraz dokładnych powierzchni krzywoliniowych. W zależności od zastosować technologicznych obrabiarki terowane numerycznie dzieli się na: - punktowe - odcinkowe - kształtowe
6. Mocowanie narzędzi i materiału obrabianego
a). Mocowanie frezów – stosuje się do tego różne trzpienie i oprawki. Stożki w gnieździe wrzeciona frezarki służą do środkowania trzpienia który jest mocowany śrubą przechodzącą przez wrzeciono. Moment obrotowy na trzpień jest przenoszony przez kamienie zabierakowe umieszczone na powierzchni czołowej końcówki wrzeciona. Są to złącza SK. Do ich zalet zaliczamy: - proste wykonanie - symetryczną konstrukcję - zdolność samo centrowania. Frezy walcowe i inne frezy nasadzane z wzdłużnym rowkiem wpustowym w otworze są mocowane na trzpieniach. Rozróżnia się trzpienie z końcowym podparciem oraz z podparciem tylko na tulejkach prowadzących. Aby zapobiec niedogodnościom jakie dają złącza SK skonstruowano złącza HSK. Jego zalety to: - duża sztywność statyczna i dynamiczna - pewność zamocowania dla dużych prędkości obrotowych wrzecion - zdolność przenoszenia dużych momentów - bardzo duża dokładność i powtarzalność pozycjonowania - krótki czas wymiany narzędzia
b). Mocowanie przedmiotów obrabianych – w zależności od przedmiotu: - duże przedmioty – mocuje się bezpośrednio do stołu frezarki za pomocą docisków - małe przedmioty – mocuje się zwykle na imadle maszynowym przymocowanym do stołu frezarki. Imadła mogą być: stałe, obrotowe, pochylne. W pozostałych przypadkach przedmioty mogą być mocowane: - na stołach dwupozycyjnych - w uchwytach frezarskich specjalnych wieloprzedmiotowych - w kłach podzielnicy i podstawki ustawionej na stole frezarki - w uchwycie samocentrującym 7. Chropowatość powierzchni frezowanych. Zależy od: - posuwu na ostrze - prędkości skrawania - właściwości obrabianego materiału - odmiany frezowania - dokładności położenia poszczególnych ostrzy freza względem części chwytowej - zużycia narzędzia - bicia promieniowego i osiowego wrzeciona obrabiarki - zakłóceń procesu Teoretyczna chropowatość powierzchni po frezowaniu walcowym: $R_{t} = \frac{f_{z}^{2}}{4D}$ ; Rt – teoretyczna wysokość chropowatości, D – średnica freza; fz – posuw na ostrze ||| Rzeczywiste wartości Rrz są większe od wartości teoretycznych. Różnica jest tym mniejsza im większa jest wartość posuwu na jeden obrót freza. W przypadku posuwów większych od około 2mm/obr. można przyjąć, że: Rrz=1,4Rt Teoretyczna chropowatość powierzchni po frezowaniu czołowym: - wartość czołowego bicia ostrzy e spełnia nierówność e>ftgKr’: Rt=ftgKr’ ; f – posuw na jeden obrót freza; Kt’ – pomocniczy kąt przystawienia - wartość czołowego bicia ostrzy e spełnia nierówność e<=ftgKr’: Rt=e || Rzeczywista wysokość jest większa niż teoretyczna. W przybliżeniu można przyjąć że praktyczna chropowatość powierzchni wynosi Rrz=1,7Rt