Technologiczne Przygotowanie Produkcji
frezowanie - parametry obróbkowe

Frezowanie – dobór parametrów obróbkowych

Frezowanie w odniesieniu do toczenia cechuje się znacznie większym zróżnicowaniem. Podstawowe definicje oraz podziały przedstawiono we wpisie na wortalu technikiwywtarzania.pl (tewy.pl) pt. Frezowanie – podstawy, podział, definicje. Poniżej przedstawiono podstawowe opisy i zależności parametrów obróbkowych związanych z frezowaniem. To pierwszy z cyklu artykułów o parametrach frezowania.

Frezowanie to obróbka, w której ruch główny obrotowy wykonuje narzędzie (frez), a ruch posuwowy przedmiot obrabiany. Taki przebieg frezowania jest charakterystyczny dla frezarek konwencjonalnych (ilustracja 1).

frezowanie - parametry obróbkowe

Ilustracja 1. Frezarka narzędziowa JFN 36 – JAZON

W przypadku frezarskich centrów obróbkowych CNC (ilustracja 2) należy mówić o ruchu względnym między narzędziem (frezem wykonującym ruch główny obrotowy) a przedmiotem obrabianym. Stosuje się ruch stołu roboczego z przedmiotem obrabianym oraz ruch suportu z wrzecionem napędu głównego (z narzędziem) względem stołu roboczego. 5-osiowe centra obróbkowe CNC wykorzystują jednocześnie ruch suportu z wrzecionem oraz ruch stołu roboczego.

Frezowanie stanowi obróbkę, w której praca narzędzia nie jest ciągła. Frez jest narzędziem wieloostrzowym o kształcie bryły obrotowej. W zależności od rozmieszczenia (wykonania) ostrzy wyróżnia się frezy walcowe, walcowo-czołowe, czołowe. Wykonywane są też frezy stożkowe, kuliste oraz kształtowe. Na powierzchni walcowej ostrza mogą być wykonane jako proste bądź śrubowe.

Praca nieciągła oznacza, iż jednocześnie pracuje tylko część ostrzy freza. Z jednej strony stanowi to korzystną cechę ze względu na warunki chłodzenia. Z drugiej strony grubość warstwy skrawanej (przekrój warstwy skrawanej) jest zmienna co wpływa na przebieg procesu skrawania.
W konsekwencji zmianie ulega obciążenie i obniżeniu ulega trwałość narzędzia.

Parametry technologiczne

Do parametrów technologicznych frezowania zalicza się:

  • prędkość obrotowa n [obr/min]
  • średnica freza Dc [mm]
  • prędkość skrawania vc [m/min] – równanie 1
  • prędkość posuwu vf [mm/min] – równanie 2
  • posuw na obrót ff [mm/obr]
  • posuw na ostrze/ząb fz [mm/ząb] – równanie 3
  • szerokość ae i głębokość skrawania ap [mm]

W tabeli 1 przedstawiono podstawowe zależności obliczeniowe.

Tabela 1.
Numer: Parametr
technologiczny
Równanie: Składowe:
(1) prędkość
skrawania vc
frezowanie - parametry obróbkowe Dc – średnica freza
n – prędkość obrotowa
(2) prędkość
posuwu vf
 frezowanie - parametry obróbkowe ff – posuw
n – prędkość obr.
(3) posuw
na ząb fz
frezowanie - parametry obróbkowe ff – posuw
n – prędkość obr.
vf – prędkość posuwu

 

frezowanie - parametry obróbkowe

Ilustracja 2. Frezarskie centrum obróbkowe CNC (HASS – stoisko firmy Abplanalp)

Szerokość i głębokość frezowania

W zależności od zastosowanego frezu konieczne jest właściwe interpretowanie szerokości ae i głębokości ap skrawania. Wielkości te pokazano na ilustracji 3. W poniższym przypadku frezowanie czołowego (ilustracja 3) szerokość skrawania ae jest równa średnicy frezu Dc.

frezowanie - parametry obróbkowe

Ilustracja 3. Po lewej stronie frezowanie czołowe, a po prawej obwodowe – interpretacja szerokości i głębokości frezowania.

W przypadku frezowania czołowego wyróżnia się frezowanie czołowe: – ilustracja 4: a.) pełne, b.) niepełne symetryczne c.) niepełne niesymetryczne co wynika ze stosunku średnicy frezu do szerokości warstwy skrawanej ae i szerokości przedmiotu obrabianego w przypadku obróbki określonej całej powierzchni.

frezowanie - parametry obróbkowe

Ilustracja 4. Frezowanie czołowe: a.) pełne, b.) niepełne symetryczne i c.) niepełne niesymetryczne

Przedstawione poglądowo powyższe zagadnienia nie wyczerpują w pełni tematyki frezowania. Jednym z parametrów technologicznych jest ścieżka przejścia narzędzia. W przypadku frezowania istotną rolę odgrywa wykorzystanie oprogramowania CAM.

Dobór parametrów obróbkowych

Dobór parametrów obróbkowych dla frezowania (ilustracja 5) jest zbliżony jak w przypadku toczenia.

frezowanie - parametry obróbkowe

Ilustracja 5. Schemat doboru parametrów obróbkowych dla frezowania.

Zróżnicowanie odmian frezowania uniemożliwia jasne określenie ogólnych wartości parametrów obróbkowych. Przykładem jest obróbka szybkościowa, której samo definiowanie jest wieloczynnikowe i w dodatku zmienia się w czasie.

Materiał obrabiany

W celu ułatwienia doboru parametrów wykorzystuje się grupy materiałowe ISO. Taki sam podział obowiązuje dla całej obróbki skrawaniem. Wyróżnia się 6 grup materiałowych – tabela 2.

Tabela 2.
Materiał
obrabiany
Oznaczenie
ISO
Przykładowy
materiał (forma)
stal P stal niskostopowa
stal nierdzewna M stal nierdzewna austenityczna
żeliwo K żeliwo szare, żeliwo sferoidalne
stopy aluminium N odlew
stopy żaroodporne S wysokostopowe na bazie żelaza, niklu, kobaltu i tytanu
stal hartowana H hartowana i ulepszana cieplnie

 

Katalogi czy to w wersji papierowej czy elektronicznej (np. Sandvik Coromant czy ISCAR albo SECO) stanowią istotne wsparcie użytkownika w dokonaniu pierwszego wyboru i dopasowanie narzędzi i parametrów do indywidualnego zadania technologicznego.

Ścieżka narzędzia

Choć nie jest wymieniona w parametrach stanowi w przypadku frezowania powierzchni o złożonych kształtach (ilustracja 6), a także przy frezowaniu kieszeni kluczowy element operacji technologicznej. Frezowanie cechuje się koniecznością dynamicznych zmian parametrów obróbkowych w trakcie samej obróbki. Zatem dużego znaczenia w przypadku opracowania operacji technologicznych frezowania nabiera stosowanie oprogramowania CAM.

frezowanie - parametry obróbkowe

Ilustracja 6. Przykład obróbki powierzchni o bardziej skomplikowanym kształcie – frezarskie centrum CNC firmy MAZAK

Źródła
  • Frezowanie – podstawy, podział, definicje
  • Materiały firmy SANDVIK Coromant
  • Materiały firmy ISCAR
  • Materiały firmy SECO
  • Materiały dydaktyczne Politechniki Warszawskiej i Politechniki Rzeszowskiej
  • Notatki własne autora.

About author

morek

Rocznik 1973. W 1993 skończyłem Technikum Elektryczne Nr 1. W 1998 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny i Automatyzacji (obecnie WIP) PW. 1997-2000 konstruktor narzędzi skrawających w F.W.P. VIS S.A. 2004 - doktorat z technologii kół zębatych. Technologie wytwarzania i procesy technologiczne to moja pasja.

Related Articles

2 komentarze

  1. Grzegorz 25 lutego 2018 at 16:11

    Pytanie co do mocy wrzeciona.
    W podstawowych parametrach obrabiarek moc wrzeciona często jest podawana w takiej formie: np. 7,5/11 kW
    Można prosić o informację jak to odczytać, która moc jest dla mnie istotna?

    Pozdrawiam

    • morek 27 lutego 2018 at 19:25

      Dokładnie to S1/S6 (25%), a może być i 40% w zależności od konstrukcji obrabiarki i układu sterowania CNC. S1 – to moc maks. silnika przy ciągłej pracy pod pełnym obciążeniem, S6 to moc przy pracy okresowej długotrwałej z jałowymi przerwami – moc silnika przy pracy przerywanej z przerwami jałowymi sięgającymi 40%, 25%. Przy pracy przerywanej może dojść do większego zapotrzebowania mocy i jest to uwzględnione. Praca ciągła wymaga by moc nie była większa niż to konieczne – trwałość, napędu, stabilność parametrów. Mam nadzieję, że pomogłem.

Leave a reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

YouTube

Kategorie