Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn Transport
ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z OBRÓBKI UBYTKOWEJ Temat: Budowa tokarek konwencjonalnych i CNC. Metody kształtowania części maszyn z wykorzystaniem obróbki frezarskiej. Frezowanie powierzchni płaskich.
Wykonał:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową frezarek konwencjonalnych i sterowanych numerycznie (CNC) oraz poznanie metod kształtowania części maszyn z wykorzystaniem obróbki frezarskiej. Ćwiczenie poprzedził krótki wstęp teoretyczny.

Wstęp teoretyczny:

Frezarka – obrabiarka przeznaczona do obróbki skrawaniem powierzchni płaskich i kształtowych takich jak rowki, gwinty, koła zębate. Narzędziem obróbczym stosowanym w frezarce jest frez. Głównym ruchem powodującym skrawanie freza jest jego ruch obrotowy, oprócz tego frez przesuwa się względem obrabianego materiału. Obróbka frezarką nazywa się frezowaniem.

Frezarki należą do obrabiarek najbardziej rozpowszechnionych w przemyśle maszynowym i zajmują drugie miejsce po tokarkach. Można na nich obrabiać przedmioty ze stali, żeliwa, metali nieżelaznych i tworzyw sztucznych. Dużą wydajność obróbki uzyskuje się dzięki zastosowaniu narzędzi wieloostrzowych i dużych prędkości skrawania. Podstawowe wielkości charakterystyczne frezarek ogólnego przeznaczenia określa się poprzez podanie wymiarów roboczych stołu B×L (B – szerokość, L – długość). Frezarki wspornikowe poziome uniwersalne posiadają stół krzyżowy napędzany mechanicznie we wszystkich kierunkach, a ponadto elementy sań poprzecznych zwany obrotnicą, który umożliwia skręt stołu w płaszczyźnie poziomej (zazwyczaj w granicach 45°) i następnie jego ruch posuwowy pod określonym kątem do osi wrzeciona, co przy dodatkowym uzupełnieniu frezarki w uniwersalną podzielnicę pozwala na obróbkę powierzchni śrubowych i frezowanie zębatek o zębach skośnych. Frezarki uniwersalne posiadają wyposażenie normalne, obejmujące zestaw podstawowych elementów do ustalania i mocowania narządzi, jak i wyposażenie specjalne: imadła maszynowe, tuleje redukcyjne, rozszerzony komplet trzpieni frezarskich, przyrządy podziałowe i podzielnice, skrzynki gitarowe, stoły obrotowe, głowice frezarskie kątowe, przyrządy do dłutowania, belki z własnym napędem, przyrządy do frezowania zębatek.

Frezarki mogą być:

• jednowrzecionowe

• wielowrzecionowe.

Wyposażenie elektroniczne, rozbudowa funkcji oraz sterowanie numeryczne przekształciły konwencjonalną frezarkę w obrabiarkę CNC będącą elementem struktur zintegrowanego wytwarzania CIM.

Rodzaje narzędzi frezarskich.

Do frezowania używa się wieloostrzowych narzędzi zwanych frezami które możemy

podzielić na:

W zależności od rodzaju materiału obrabianego dzielimy na:

• typ N do stali normalnej,

• typ H do miękkich materiałów dających długie wióry,

• typ W do materiałów twardych dających krótki wiór.

Zależnie od materiału krawędzi skrawającej:

• frezy z krawędziami ze stali szybkotnącej,

• frezy z krawędziami ze spieków twardych,

• frezy z krawędziami ze spieków ceramicznych,

• frezy z krawędziami diamentowymi.

Od sposobu mocowania wyróżniamy frezy:

• frezy nasadzane,

• frezy trzpieniowe

Według kształtu:

• frezy do płaszczyzn – należą do nich;

- frezy walcowe (NFW),

- frezy walcowo – czołowe (NFC),

- głowice frezowe (NFZ).

• frezy do rowków teowych– należą do nich:

- frezy tarczowe (NFT),

- frezy trzpieniowe (NFP),

- frezy kątowe nasadzane (NFK),

- frezy kątowe trzpieniowe (NFR)

• kształtowe.

W zależności od kształtu zęba:

• jednościnowe,

• dwuścinowe,

• łukowe,

• zataczane.

Schemat stanowiska:

Rys.1. Ogólny wygląd frezarki wspornikowej poziomej.

1 — korpus, 2 — wspornik, 3 — Sanie krzyżowe, 4 — stół, 5 skrzynka prędkości i posuwów, 6 — drzwiczki, za którymi znajduje się silnik elektryczny, 7 — wrzeciono, 8 — belka wspornikowa (przesuwna), 9 — podtrzymka środkowa, 10 — podtrzymka skrajna, 12 — listwy usztywniające.

Oprzyrządowanie frezarki:

• głowica pionowa,

• stół obrotowy,

• podzielnica,

• konik,

• dwa wrzeciona,

• trzpienie do głowic frezerskich,

• komplet tulejek do frezów palcowych,

• imadło maszynowe, kątowe,

• podtrzymki do poziomu ( dwie sztuki).

Frezarki można podzielić na następujące typy:

• frezarki pionowe

• frezarki poziome

• frezarki pionowe ze stołem krzyżowym

• frezarki uniwersalne

• frezarki-kopiarki

• frezarki wzdłużne

• frezarki karuzelowe

• frezarki do rowków klinowych.

• do drewna

• do kół zębatych

• do gwintów

1. Wyniki pomiarów i obliczenia:

Narzędzie:

CoroMill 490-050Q22-08M

Wielkość płytki= 0,8 [mm],

D_c= 50 [mm],

Waga 0,4 [kg],

dm_m=22 [mm],

długość programowa l₁=40 [mm],

max a_p=5,5 [mm],

n_max=25500

Płytka:

490R-08T308M-PL

Wymiary [mm]:

iC=08

maksymalna zalecana głębokość skrawania l_a=5,6 [mm],

s=3,3 [mm],

b_s=1,2 [mm],

r_E=0,8 [mm].

Gatunek węglika: 1030

Dane:

a_p=1 [mm]

a_e=15,75

ilość ostrzy: z_n=5

posuw minutowy: f_t=850 [mm/min]

prędkość obrotowa: n= 1800

wymiary powierzchni: 105x75 [mm].

Pomiar głowicy:

Promień głowicy: Długość narzędzia:

1) 24,9862 1)159,9203

2) 24,8654 2) 59,9243

3) 24,9625 3) 159,9224

4) 24,8531 4) 159,9180

5)24,8687 5) 159,9210

V_c= $\frac{\text{πdn}}{1000}$

V_c= $\frac{3,14*49,97*1800}{1000}$

V_c= 282,43 [m/min]

f_t=f_z*n*z_n [mm/min]

f_z=$\frac{ft}{n*zn}\ $[mm/min]

fz=$\frac{850}{1800*5}\ $[mm/min]

f_z=0,094 [mm/min]

f_n=f_z*z_n [mm/obr]

f_n=0,094*5 [mm/obr]

f_n=0,47 [mm/obr]

Q=$\frac{ap*\text{ae}*\text{ft}}{1000}$ [cm²]

Q=$\frac{1*15,75*850}{1000}$ [cm²]

Q=13,3875 [cm²]

l_m=40+47+31,02+820+63 [mm]

l_m=1001,02 [mm]

T_c=l_m/f_t [min]

T_c=1001,02/850 [min]

T_c=1,18 [min]

Wnioski:

Jak widzimy dzięki frezarkom i ich zastosowaniu w przemyśle możemy uzyskać doskonałe, różnorodne formy, kształty obrabianego materiału. W naszym przypadku mieliśmy okazję zobaczyć pracę frezarki, gdzie robiliśmy planowanie danego materiału. Z frezowaniem na frezarkach CNC wiąże się szereg procedur, które musimy wykonać przed rozpoczęciem obrabiania. Wynika to z tego iż cały proces jest skomputeryzowany, więc to jak chcemy obrobić dany materiał ustawiamy nasze parametry komputerowo i poddajemy dany element obróbce.