PŚk	Imię i nazwisko:	Wydział, grupa: WMiBM, gr. 301T/L_02
Symbol ćwiczenia: 3	Temat: Budowa frezarek konwencjonalnych i CNC. Metody kształtowania części maszyn z wykorzystaniem obróbki frezarskiej. Frezowanie powierzchni płaskich.
Data wykonania:	Data oddania do poprawy:	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową frezarki oraz z podstawowymi operacjami jakie można wykonać na tego typu urządzeniach.

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.

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

Klasyfikacja frezarek: frezarki dzielimy na konwencjonalne i sterowane numerycznie.

Frezarki konwencjonalne dzielimy na: pionowe (narzędzie frezujące znajduje się w położeniu pionowym), poziome (narzędzie frezujące w położeniu poziomym) oraz specjalnego przeznaczenia. Każda frezarka składa się z podstawy, obudowy oraz suportu (wykonuje pionowy poprzeczny i wzdłużny ruch; pulpit sterowniczy). Stół znajduje się na łożu. Na stole z kolei podzielnica, która umożliwia podział elementów na równe części. We frezarkach frez (narzędzie frezujące) ma ruch obrotowy, zaś materiał ruch stały. Wyróżniamy frezy walcowo – czołowe, palcowe, kształtowe (wklęsłe i wpustowe), modułowe oraz kątowe.

Frezarki numeryczne mogą zmieniać położenie trzech osi jednocześnie w oparciu o wcześniej napisany program. Możliwe jest pełne sterowanie w trzech wymiarach: długość, szerokość i wysokość. Istnieją frezarki numeryczne, w których możliwe jest sterowanie w pięciu wymiarach jednocześnie. Używa się ich do wykonywania krzywoliniowych powierzchni.

Frezarki, w zależności od możliwości obróbkowych, dzieli się na: frezarki ogólnego przeznaczenia, specjalizowane i specjalne. Ze względu na konstrukcję układu nośnego wyróżnia się frezarki: wspornikowe — pionowe i poziome), bezwspornikowe — pionowe, wzdłużne i karuzelowe, narzędziowe, kopiarki i frezarki do gwintów.

Charakterystyka frezowania:

Frezowanie jest obróbką skrawaniem narzędziami wieloostrzowymi obrotowymi, zwanymi frezami.

Zależnie od kierunku ruchu posuwowego przedmiotu względem kierunku wektora prędkości freza, frezowanie obwodowe (frez skrawa ostrzarni rozmieszczonymi na obwodzie) może być:

• przeciwbieżne, wówczas kierunki prędkości stycznej freza i przedmiotu są przeciwne,

• współbieżne, wówczas kierunki prędkości stycznej freza i posuwu przedmiotu są takie same

Narzędzia frezarskie:

Głowica frezarska czołowa – złożona z korpusu głowicy, ostrza noża, klina zaciskowego, śruby, trzonka noża.

Proces frezowania odbywa się przy pomocy czoła głowicy. Głowica służy do obróbki płaszczyzn, produktem są płaszczyzny.

Frezy:

Frezy są to narzędzia wieloostrzowe, obrotowe, które służą do obróbki płaszczyzn, rowków i powierzchni kształtowych na obrabiarkach zwanych frezarkami. Pod względem zastosowania dzieli się je na frezy ogólnego przeznaczenia i specjalne.

Ze względu na rodzaj powierzchni, na której znajdują się ostrza, wyróżnia się frezy walcowe, czołowe i walcowo-czołowe. Frezy walcowe mogą być wykonane z zębami prostymi lub śrubowymi. Ze względu na sposób mocowania rozróżnia się frezy nasadzane i trzpieniowe z chwytem stożkowym lub walcowym.

Rys. 2. Rodzaje frezów: a) walcowy, b) walcowo-czołowy, c) kształtowy, d) głowica frezarska (czołowa).

Rodzaje oprzyrządowania:

1) dłutownica;

2) imadło – mocuje detal na stole frezarki – jako prosty sposób zamocowania;

Detale można mocować na stole również za pomocą łąp, śrub i uchwytów, ale to bardziej złożony proces.

3) stół obrotowy – działa na bazie przekładni: ślimak-ślimacznica;

Detal należy czasem okroić o pewną wartość kątową.

4) podzielnica – pod względem zastosowania jest lepsza od przekładni planetarnej. Mocuje się na niej uchwyt trójszczękowy samo mocujący od korbki dużej na przekładnię ślimak-ślimacznica. Ma dokładność 1/100 cz.st.

Podstawowe prace frezarskie:

- frezowanie walcowo- czołowe – zachodzi przy pomocy czoła oraz powierzchni walcowej;

- frezowanie profilowo- toczne – obróbka wielo- (czteroosiowa). Wykonywanie czopów, silników odrzutowych.

- frezowanie rowków i gwintów – obróbki wieloosiowe, trzy osie pracują symultanicznie;

- frezowanie współbieżne oraz przeciwbieżne – proces zaczynający się od wartości posuwu na ząb(współbieżne) lub od wartości zerowej, a następnie stopniowo zwiększana jest głębokość (przeciwbieżne).

Opis ćwiczenia:

Demonstracja frezarki konwencjonalnej pionowej wspornikowej ze stołem krzyżowym. Przestrzeń robocza maszyny opisana prostopadłościanem. Następnie demonstracja frezarki CNC marki Heidenhain model 640 na której przeprowadziliśmy planowanie frezem walcowo czołowym. 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.

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

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:

Szybkość skrawania z jaka powinien pracować frez zależy od wielu czynników:

•materiał freza,

•materiał przedmiotu obrabianego,

•moc frezarki.

Niewłaściwy dobór nadmiernie dużej szybkości skrawania może spowodować przedwczesne stępienie ostrza freza, przeciążenie, a nawet uszkodzenie pewnych elementów obrabiarki. Dobór zbyt małej mocy powoduje niewykorzystanie całej mocy co za tym idzie obrabiany materiał nie będzie do końca gładki.