Technologia budowy maszyn

„Frezowanie”

Frezowanie jest to sposób obróbki skrawaniem, w którym narzędzie wieloostrzowe zwane frezem wykonuje ruch obrotowy, a przedmiot obrabiany ruch posuwowy - prostoliniowy lub krzywoliniowy. Frezowanie służy do obróbki płaszczyzn i powierzchni krzywoliniowych. Jest to najczęściej stosowany sposób obróbki skrawaniem poza toczeniem. Chropowatości uzyskiwane po frezowaniu zawierają się w granicach od Ra= 20 μm przy obróbce wstępnej i do R_a= 2,5 μm przy obróbce wykańczającej.

1. Frezarki.

Frezarki dzielą się na poziome i pionowe zależnie od położenia osi freza w czasie pracy. Stół frezarki poziomej może być przesuwany mechanicznie i ręcznie w trzech prostopadłych kierunkach:

- wzdłużnym

- poprzecznym

- pionowym.

Taka obrabiarka nazywa się frezarką poziomą zwykłą. Jeżeli stół frezarki poziomej zwykłej jest zaopatrzony w obrotnicę umożliwiającą skręcenie 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 wiec prostopadłe do powierzchnie stołu. Niektóre z frezarek pionowych mają mechanizm umożliwiający ustawienie i prace wrzeciona i freza w położeniu pochyłym.

Stół frezarki pionowej ma posuw wzdłużny mechaniczny i ręczny, zaś ruch pionowy stołu stosowany jest tylko do ustawienia stołu w pozycji umożliwiającej frezowanie.

2. Frezy.

Frezowanie płaszczyzn może się odbywać frezem, którego ostrza rozmieszczone są na powierzchni walcowej (frezowanie walcowe) lub też za pomocą freza o ostrzach rozmieszczonych na powierzchni czołowej (frezowanie czołowe). Ostrza tych frezów rozmieszczone są tylko na powierzchni walcowej, przy czym mogą one być proste (równoległe do osi) lub śrubowe. Frezowanie czołowe dużych płaszczyzn przeprowadza się głowicami frezowymi. Posiadają one szereg noży lub płytek wstawionych w korpus narzędzia i skrawają ostrzami rozmieszczonymi na powierzchni czołowej i walcowej. Do frezowania czołowego płaszczyzn o mniejszych wymiarach stosuje się zwykle frezy walcowo-czołowe. Mogą one skrawać ostrzami czołowymi i obwodowymi, nadają się więc także do równoczesnego frezowania płaszczyzn względem siebie prostopadłych.Obróbkę tego typu płaszczyzn, a w szczególności mniejszych, można przeprowadzać również frezami pal­cowymi. Omawiane frezy posiadają średnicę nie przekraczającą zwykle 50 mm i dobrze się nadają do obróbki różnych rowków i wybrań. Odmianę frezów palcowych stanowią dwu- ostrzowe frezy do rowków na wpusty.Do obróbki rowków prostokątnych używane są obok frezów palcowych frezy tarczowe. Mogą one być jednostronne - gdy posiadają ostrza tylko na powierzchni walcowej lub trzystronne - gdy ich ostrza są rozmieszczone na powierzchni walcowej i obu powierzchniach czołowych.

Do przecinania i obróbki wąskich rowków przeznaczone są frezy piłkowe. Mają one grubość 0,2 do 5 mm i posiadają ostrza tylko na obwodzie. Frezy kątowe mają głównie zastosowanie do obróbki rowków wiórowych w narzędziach skrawających (frezach, rozwiertakach itp.). Ostrza ich rozmieszczone są na powierzchniach stożków posiadających różne kąty wierzchołkowe.

Do obróbki powierzchni o bardziej złożonym kształcie służą frezy kształtowe i trzy kuliste (do obróbki kopiowej) na frezarkach CNC. Krawędzie ich ostrzy mogą posiadać różne zarysy w zależności od przeznaczenia freza.

Frezy wykonuje się z różnych gatunków stali narzędziowych, najczęściej jednak ze stali szybkotnącej. Obecnie coraz szersze zastosowanie znajdują frezy z ostrzami z węglików spiekanych bądź też frezy w całości wykonane ze spieków.

Głowica frezowa, frez kątowy, frez kątowy zataczany.

3. Ostrza frezów.

Frezy mogą posiadać ostrza ścinowe lub zataczane. Do obróbki płaszczyzn najczęściej używane są ostrza ścinowe, mogą one być jedno- lub dwuścinowe. Ostrza jednościnowe są mało wytrzymałe i dlatego stosuje się je tylko w narzędziach mniej obciążonych. Ostrza dwuścinowe są bardziej wytrzymałe i w związku z tym stosowane są najczęściej. Ostrze freza podobnie jak ostrza innych narzędzi skrawających ograniczone jest powierzchnią natarcia, nachyloną pod kątem γf, oraz powierzchnią przyłożenia nachyloną pod kątem αf.

Ostrzenie frezów ścinowych przeprowadza się na powierzchniach przyłożenia.

4. Kinematyka frezowania.

Frezowanie możemy podzielić na współbieżne i przeciwbieżne. W czasie frezowania frez wykonuje ruch roboczy obrotowy, przedmiot obrabiany zaś przesuwa się ruchem posuwowym. W przypadku frezowania przeciwbieżnego kierunek posuwu jest przeciwny do kierunku ruchu roboczego, frezowanie współbieżne charakteryzuje się natomiast tym, że kierunek posuwu jest zgodny z kierunkiem ruchu roboczego.| Frezowanie przeciwbieżne częściej stosowane jest do obróbki wstępnej. Ostrze freza zaczyna skrawać materiał od strony obrobionej, dlatego też frezowanie przeciwbieżne zaleca się stosować do obróbki powierzchni surowych. (Frezowanie współbieżne stosowane jest do obróbki wykańczającej z tym jednak, że śruba pociągowa nie może posiadać luzu. W tym przypadku ostrze freza zaczyna skrawać materiał od największej głębokości, a kończy na warstwie najmniejszej. Przyczynia się to do polepszenia jakości powierzchni.

Posuw przy frezowaniu określa się jako posuw minutowy f_t w mm/min. Wartość tego posuwu można wyliczyć, wychodząc z posuwu przypadającego na jedno ostrze freza f_z. Jeżeli frez posiada z ostrzy, to posuw przypadający na jeden obrót freza wynosi:

f = f_z-z [mm/obr]

zaś posuw minutowy:

f_t= f-n = f_z-z-n [mm/min],

gdzie:

f_z - posuw na ostrze w inm/ostrze,

n - prędkość obrotowa freza w obr/m

Schemat frezowania przeciwbieżnego.

5. Mocowanie przedmiotów i narzędzi na tokarce.

Narzędzia mocowane są we wrzecionie frezarki. Posiada ono dokładnie wykonane gniazdo stożkowe i powierzchnię walcową. Na powierzchni czołowej wrzeciona osadzone są dwa kamienie zabierakowe zamocowane wkrętami, które mają za zadanie przenoszenie momentu obrotowego z wrzeciona na narzędzie.

Wiele frezów posiada otwór cylindryczny i rowek na wpust. Frezy takie mocuje się na wrzecionie za pośrednictwem trzpieni frezarskich.

Frezy walcowo - czołowe mocowane są na wrzecionie frezarki za pomocą krótkich oprawek. Oprawki takie osadza się w gnieździe wrzeciona podobnie jak poprzednio opisane trzpienie.

Głowice frezowe powinny być sztywno osadzone na wrzecionie. Do ich zamocowania nie używa się zwykle oprawek, natomiast osadza się je bezpośrednio na końcówce wrzeciona.

Frezy palcowe zakończone chwytem stożkowym mocuje się we wrzecionie za pośrednictwem tulei redukcyjnej.

Przedmioty na frezarce mocowane są na stole frezarskim. Stół taki posiada rowki o przekroju teowym, w które wprowadzone są śruby o odpowiednim kształcie. Przedmioty mogą być także mocowane za pośrednictwem imadła maszynowego lub specjalnych uchwytów.

6. Podzielnica.

Często trzeba stosować dokładny podział na obwodzie kołowym przedmiotu, np. przy wykonaniu frezów, wierteł, kół zębatych. Do tego służą podzielnice (rysunek).

Dzielimy je na:

1. Zwykłe

2. Zwykłe z przekładnią

3. Uniwersalne

Podzielnica z przekładnią ma wrzeciono wydrążone i nagwintowane na roboczym końcu do nakręcenia uchwytu lub tarczy zabierakowej oraz zaopatrzone w gniazdo stożkowe na kieł.

Frez palcowy(a) i tarczowy(b i c)

Końcówka wrzeciona frezarki.

---