Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Ćwiczenia laboratoryjne: Technik Wytwarzania II
Wykonał:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi pracami na frezarkach, narzędziami do obróbki płaszczyzn oraz z podziałem frezarek.

1. Część teoretyczna

1. Frezowaniem nazywa się obróbkę skrawaniem za pomocą narzędzi wieloostrzowych, zwanych frezami. Obrabiarki do tego rodzaju obróbki nazywają się frezarkami. Ruch główny obrotowy wykonuje frez, a ruch posuwowy przedmiot zamocowany na stole. Frez ma kształt bryły obrotowej (walcowej, stożkowej lub innej). Ostrza są nacięte na jego powierzchni bocznej, a często także na powierzchni czołowej.

2. Frezarki dzielą się na:

1. Poziome,

2. Pionowe,

Zależnie od położenia osi freza w czasie pracy.

Stół frezarki poziomej może być przesuwany mechanicznie i ręcznie w trzech prostopadłych kierunkach: wzdłużnym, poprzecznym oraz pionowym. Taka obrabiarka nazywa się frezarką poziomą zwykłą. Jeżeli stół frezarki poziomej zwykłej jest zaopatrzony w obrotnicę, umożliwiającą skręcanie stołu wokół osi pionowej o pewien kąt, to frezarka taka nosi nazwę frezarki uniwersalnej. Na frezarce uniwersalnej można nacinać rowki śrubowe, co ma duże zastosowanie w obróbce narzędzi o ostrzach skośnych i kół o uzębieniu skośnym.

W frezarkach pionowych oś obrotu freza ma w czasie pracy położenie pionowe, a więc prostopadłe do powierzchni stołu. Niektóre z frezarek pionowych mają mechanizm umożliwiający ustawienie i pracę wrzeciona i freza w położeniu pochyłym. Stół frezarki pionowej ma posuw wzdłużny mechaniczny i ręczny, posuw poprzeczny przeważnie ręczny, ruch zaś pionowy stołu stosowany jest tylko do ustawienia stołu w pozycji umożliwiającej frezowanie.

Praca każdego z ostrzy freza jest możliwa, dlatego, że każde ostrze ma kształt klina, podobnie jak ostrze noża tokarskiego. Ostrze freza może mieć grzbiet jednościnowy, dwuścinowy, ścinowy z krzywoliniowym zarysem grzbietu może być także zataczane.

Budowa frezarki:

Korpus frezarki tworzy układ zamknięty składający się z podstawy 1, stojaka 2, wspornika 3 i górnej belki poprzecznej 4. Obrabiane koło zębate 5 jest mocowane na trzpieniu 6 centrowanym i mocowanym w gnieździe stołu obrotowego 7. Z drugiej strony trzpień jest podparty kłem umieszczonym w koniku 8. Stół znajduje się na suporcie 9, który może wykonywać ruchy przestawcze w zależności od średnicy koła obrabianego. Frez ślimakowy 10 jest zamocowany na trzpieniu (wrzecionie) ułożyskowanym w saniach 11, które wraz z obrotnicą 12 i suportem 13 wykonują ruch posuwowy w dół, równoległy do osi obrabianego koła w trakcie nacinania uzębień kół walcowych.

1. Zależnie od kształtu ostrza freza dzielą się na:

1. Frezy ścinowe – ostrzy się je na powierzchni przyłożenia,

2. Frezy zataczane – na powierzchni natarcia.

Ostrza frezów mogą być proste, zgodne z tworzącą walca i śrubowe. Frezy o ostrzach śrubowych pracują spokojniej i obrabiają bardziej gładko.

Zwojność freza określa się tak, jak zwojność śruby: Frez jest prawozwojny wtedy, gdy ustawiony osią pionowo ma zwoje wznoszące się od lewej ręki w prawo, lewozwojny – gdy zwoje wznoszą się od prawej ręki w lewo.

Jeżeli frez walcowy ma nacięte ostrza również na jednej z powierzchni czołowych, to nazywa się frezem walcowo-czołowym i skrawa nie tylko ostrzami naciętymi na powierzchni walcowej, lecz również ostrzami na czole.

Frezy walcowo-czołowe o średnicach małych są wykorzystywane razem z chwytem, nazywają się one frezami palcowymi i służą do frezowania krzywek, rowków, itp. Rowki można frezować także frezami tarczowymi. Frezy tarczowe mogą mieć ostrza tylko na powierzchni walcowej. Są to frezy jednostronne. Jeżeli ich średnice są małe, to wykonuje się je razem z chwytem. Przeważnie jednak frezy tarczowe mają ostrza na frezowane nie tylko na powierzchni walcowej, lecz także na obydwu powierzchniach czołowych. Takie frezy nazywają się frezami tarczowymi trzystronnymi.

Frezy kątowe służą do jednoczesnego frezowania dwóch powierzchni płaskich, pochylonych do siebie pod odpowiednim kątem. Muszą one mieć ostrza na dwóch powierzchniach stożkowych. Frezy kątowe są:

1. Jednostronne, jeżeli ostrza są na frezowane na powierzchni stożkowej i czołowej freza,

2. Symetryczne – jeżeli ostrza są na frezowane na dwóch stożkach symetrycznych,

3. Niesymetryczne, jeżeli ostrza są na frezowane na dwóch stożkach niesymetrycznych.

Frezy kątowe o małych średnicach do frezowania rowków trapezowych są wykonane, jako frezy trzpieniowe.

1. Zamocowywanie frezów

Ze względu na sposób zamocowywania frezy dzielą się na:

1. Nasadzane,

2. Trzpieniowe.

Frezy nasadzane z rowkiem na wpust nasadza się na trzpień tokarski. Trzpień frezarski ma chwyt stożkowy zgodny z gniazdem stożkowym wydrążonego wrzeciona frezarki. W końcówce gniazda wrzeciona znajduje się wgłębienie na zabierak trzpienia frezarskiego. Chwyt stożkowy trzpienia frezarskiego ma na czołowej powierzchni otwór osiowy nagwintowany.

W otwór ten wkręca się śruba dociągająca chwyt trzpienia do powierzchni stożkowej gniazda. Podczas pracy trzpień trzyma się na stożku dzięki tarciu i dodatkowo na zabieraku. Miejsce osadzenia freza na trzpieniu wyznacza się za pomocą pierścieni dystansowych nasadzanych z jednej i drugiej strony freza. Pierścienie dystansowe są mocno dociśnięte nakrętką znajdującą się na nagwintowanej części trzpienia. Trzpień podparty jest w podtrzymce.

1. Zamocowanie przedmiotu obrabianego

Przedmioty obrabiane mogą być zamocowane bezpośrednio na stole frezarki za pomocą docisków, w imadle maszynowym lub w specjalnym przyrządzie.

1. Frezowanie powierzchni płaskich.

Płaszczyzny mogą być obrabiane:

1. Za pomocą frezowania obwodowego frezem walcowym,

2. Za pomocą frezowania czołowego frezem czołowym lub głowicą frezową.

Frezowanie może być:

1. Przeciwbieżne - krawędź tnąca narzędzia porusza się przeciwnie do posuwu materiału. Przy tym rodzaju frezowania krawędź porusza się wzdłuż obrabianej powierzchni, będąc stopniowo coraz silniej do niej dociskaną. Na początku siła dociskająca jest tak mała, że krawędź narzędzia ślizga się po materiale, utwardzając go oraz tępiąc się. Ten rodzaj frezowania daje gorszą, jakość powierzchni z wyraźnymi śladami miejsc, w których frez przestaje się ślizgać i zaczyna ciąć. Pomimo tych wad jest to częściej stosowany rodzaj frezowania, gdyż siły działające na frez są mniejsze i mają charakter bardziej ciągłego nacisku niż wibracji.

2. Współbieżne - krawędź tnąca narzędzia porusza się zgodnie z posuwem materiału. W tym rodzaju frezowania narzędzie zaczyna ciąć w dobrze określonym punkcie, odcinając gruby wiór, którego grubość spada do zera. Wióry są wyrzucane za narzędziem, co ułatwia ich usunięcie. Krawędź nie trze powierzchni materiału, co zwiększa żywotność narzędzia oraz nie powoduje utwardzania materiału. Wadą tego rodzaju frezowania są duże siły działające na frez oraz silne wibracje. Ten rodzaj frezowania wymaga sztywnych maszyn z kasowaniem luzu oraz sztywnych i mocnych narzędzi. Jest niezalecany w przypadku maszyn starszego typu oraz zużytych.

1. Parametry skrawania

Charakterystycznymi wielkościami we frezowaniu są:

1. Szybkość skrawania, podczas frezowania jest równa prędkości obwodowej freza

V=$\frac{\pi*D*n}{1000}\ m/\min$

Gdzie: D – średnica freza w mm,

n – prędkość obrotowa freza w obr/min.

1. Posuw. Podczas frezowania posuw stołu określa się jednym z trzech sposobów:

1. Długością drogi przedmiotu frezowanego w ciągu jednej minuty, tzw. Posuwem minutowym.

2. Długością drogi przedmiotu frezowanego w czasie jednego obrotu freza, tzw. Posuw na 1 obrót freza.

3. Długością drogi przedmiotu obrabianego odpowiadającą obrotowi freza o tzw. Kąt podziałowy 360˚/z, tzn. przesuwem na jedno ostrze.

1. Głębokość skrawania.

Frezowanie powierzchni kształtowych odbywa się na frezarkach poziomych za pomocą frezów zataczanych. Umożliwia to zachowanie kształtu freza po naostrzeniu stępionych w pracy ostrzy.

W obróbce metali stosuje się wiele frezów kształtowych, np. do wykonywania rowków wklęsłych – frezy półokrągłe wypukłe, do frezowania powierzchni wypukłych półokrągłych – frezy półokrągłe wklęsłe i różne frezy do rowków rozwiertaków, gwintowników.

Frezowanie kształtowe jest trudne, toteż w wielu przypadkach, po wytrasowaniu na czole zarysu krzywej, frezujemy powierzchnię zgrubnie, nadając jej kształt zbliżony do ostatecznego. Frezem kształtowym usuwamy już ostatecznie cienki naddatek pozostawiony do obróbki wykańczającej.

Rowki frezuje się bardzo często na wałkach. Rowki bywają przelotowe i nieprzelotowe. Rowki przelotowe przechodzą przez wałek na całej jego długości, tzn. mają wyjścia z obu stron walka. Rowek nieprzelotowy jest z obydwu stron zamknięty. Trzeci rodzaj rowków stanowią rowki jednostronnie przelotowe, tj. otwarte tylko z jednej strony.

Frezowanie rowków przelotowych i jednostronnie przelotowych przeprowadza się na frezarkach poziomych frezami tarczowymi o szerokości ostrza równej szerokości rowka. Używane do frezowania rowków frezy tarczowe mogą być jednostronne lub trzystronne, albo specjalne do rowków frezy zataczane. Wałek może być ustawiony na podstawce pryzmowej, lub najczęściej w kłach podzielnicy i konika podzielnicy, za pomocą kątownika oraz płytki ustawczej.

Frezowanie rowków nieprzelotowych wykonuje się na frezarkach pionowych za pomocą frezów palcowych walcowo-czołowych o średnicy równej szerokości rowka. Wałek ustawiony na podstawce pryzmowej podsuwa się pod frez. Frez wgłębia się z jednego końca na głębokość rowka, po czym nadaje mu się posuw wzdłużny. Po jednym przejściu rowek jest wyfrezowany. Sposób ten wpływa jednak na szybkie zużycie się freza na obwodzie, toteż zaleca się przed frezowaniem wywiercić otwór wgłębiający wiertłem i dopiero potem frezować.

Do frezowania rowków na wpusty są wykonywane specjalne frezy palcowe dwuostrzowe. Rowek frezuje się wieloma przejściami, a grubość warstwy skrawanej wynosi kilka dziesiątych części milimetra.

8.Obliczenia:

mm/obr