Technologiczne Przygotowanie Produkcji
dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process

Dźwignia #4 – operacje 30, 40 i 50 – frezowanie kształtowe

Poprzedni wpis: Dźwignia #3 – operacja 20 – obróbka otworów.

Operacje 30, 40 i 40 w omawianym procesie technologicznym dźwigni to frezowanie frezem kształtowym powierzchni jak na ilustracji 1-3. Frezowanie kształtowe należy rozpatrywać na dwa odmienne sposoby. Pierwszy sięga do przeszłości i dominacji obrabiarek konwencjonalnych. Wówczas frezowanie powierzchni kształtowych na frezarkach poziomych i pionowych było realizowane poprzez frezowanie swobodne i profilowe. Frezowanie swobodne polega na ręcznym przesuwie stołu frezarki względem frezu z możliwością użycia stołu obrotowego. Jak łatwo się domyślić, tego typu frezowanie cechowało się brakiem powtarzalności. W przypadku frezowanie profilowego stosuje się specjalnie wykonane frezy kształtowe oraz zespoły frezów. W dobie frezarskich centrów obróbkowych CNC frezowanie kształtowe rozumiane klasycznie zostało znacząco zmarginalizowane.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process- frezowanie - milling

Ilustracja 1. Szkic technologiczny do operacji 30 procesu technologicznego wybranej dźwigni.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process- frezowanie - milling

Ilustracja 2. Szkic technologiczny do operacji 40 procesu technologicznego wybranej dźwigni.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process- frezowanie - milling

Ilustracja 3. Szkic technologiczny do operacji 50 procesu technologicznego wybranej dźwigni.

Frezowanie kształtowe

Na ilustracji 4 pokazano przykłady frezów kształtowych, których zarys odpowiada zarysowi obrabianej powierzchni. Frezy te w zależności od kształtu i żądanej dokładności zarysu projektowane i wykonywane są jako zataczane lub ścinowe. W przypadku frezów kształtowych o kącie natarcia równym 0° ich praca jest na tyle ciężka, że stosuje się obróbkę zgrubną i wykańczającą.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process- frezowanie - milling

Ilustracja 4. Przykładu frezowania kształtowego z użyciem frezów kształtowych i zespołu frezów: a.) i b.) frezowanie rowków frezami kształtowymi ścinowymi; c.) frezowanie frezem kształtowym zataczanym; d.) frezowanie powierzchni zespołem trzech frezów (frez składany).

Frezy ścinowe w porównaniu do frezów zataczanych zmieniają swój zarys po każdym ostrzeniu co ogranicza ekonomiczne uzasadnienie ich regeneracji. Zaletą frezów zataczanych jest odwzorowywanie tego samego zarysu pomimo wielokrotnego ostrzenia. Tego typu frezy sprawdzają się tam gdzie mamy do czynienia ze złożonym przebiegiem zarysu oraz produkcją seryjną.

Upowszechnienie się frezarskich centrów obrókowych CNC trój i pięcio osiowych znacząco zmieniło frezowanie kształtowe. Na próżno dziś można takie pojęcie odnaleźć w materiałach renomowanych producentów narzędzi skrawających. Pomimo tego obróbka kształtowa nadal jest obecna i w niektórych przypadkach trudna do zastąpienia (np. rowki, koła zębate o zębach prostych).

Frezowanie profilowe obejmuje obróbkę w wielu osiach kształtów wklęsłych i wypukłych w dwóch oraz trzech wymiarach. Zaleca się by proces technologiczny przy frezowaniu profilowym obejmował obróbkę zgrubną (półzgrubną), półwykańczającą (kształtującą) i obróbkę wykańczającą. Operację z obróbką wykańczającą należy przeprowadzać na 4 lub 5 osiowym centrum frezarskim co w połączeniu z zaawansowanym oprogramowaniem CAM i CNC umożliwia znaczne ograniczenie lub wręcz wyeliminowanie czasochłonnych ręcznych prac wykańczających.

Złożoność zagadnień projektowania zarysów ostrzy frezów kształtowych w obrabiarkach CNC zastąpiono złożeniem kinematyki względnego ruchu narzędzia względem przedmiotu obrabianego we wszystkich osiach jednocześnie. Jako narzędzia wykorzystuje się frezy kuliste, toroidalne, w tym z zaokrąglonymi narożami.

Operacja 30

Operacja 30 w analizowanym procesie technologicznym polega na wykonanie powierzchni stanowiącej fragment cylindra. Do realizacji tej obróbki wybrano frezowanie kształtowe. Na ilustracji 1 zamieszczono szkic technologiczny dla 30 operacji. Zwróćmy uwagę, że do ustalenia przedmiotu w dalszym ciągu wykorzystujemy surowe powierzchnie z odkuwki. Wykorzystanie kołka pełnego w otworze głównym dźwigni oraz regulowanej podpory zapewnia nam tzw. ustalenie kątowe. Nie mamy innej możliwości niż ponownie wykorzystać powierzchnie nieobrobione.

Tabela 1.
Opis zabiegu technologicznego: D;B [mm] l [mm] i vc [m/min] n [obr/min] f [mm/ostrze] ap [mm]
1 Frezować kształtowo 120 44 1 42 112 0,8 3
Frezowanie profilowe frezem z czołem kulistym na obrabiarce CNC.
1 Frezować profilowo 21 1 316 4770 0,679 3

 

W przypadku frezowania profilowego przewidywany czas obróbki wynosi w przybliżeniu 6 sek. Trwałość narzędzia przewidywana jest na około 450 szt.

Operacja 40

Operacja 40 polega na frezowaniu ścięć zespołem frezów (ilustracja 2). Współcześnie tego typu obróbkę można przeprowadzić na frezarskim centrum obróbkowym CNC z wykorzystanie stołu uchylno-obrotowego. W tabeli 2 przedstawiono parametry obróbkowe.

Tabela 2.
Opis zabiegu technologicznego: D/B [mm] l [mm] i vc [m/min] n [obr/min] f [mm/ostrze] ap [mm]
1 Frezować ścięcia zespołem frezów Ø120 / 8 30 1 42 112 1,1 4
Frezowanie profilowe frezem czołowym na obrabiarce CNC.
1 Frezować czołowo Ø38,1 30 2 261 1930 0,581 4

 

W przypadku frezowania z użyciem freza czołowego na frezarskim centrum obróbkowym CNC przewidywany czas obróbki wynosi w przybliżeniu 1,5 sek. Trwałość narzędzia przewidywana jest na około 2210 szt.

Operacja 50

Operacja 50 polega na frezowaniu kształtowym w celu nadania określonego promienia przejścia R4 (ilustracja 3). Współcześnie tego typu obróbkę można przeprowadzić na frezarskim centrum obróbkowym CNC jako frezowanie walcowo-czołowe. W tabeli 3 przedstawiono parametry obróbkowe dla operacji 50.

Tabela 3.
Opis zabiegu technologicznego: D/B [mm] l [mm] i vc [m/min] n [obr/min] f [mm/ostrze] ap [mm]
1 Frezować ścięcia zespołem frezów Ø120 / 24 30 1 46 112 1,1 3
Frezowanie frezem walcowo-czołowym na obrabiarce CNC.
1 Frezować walcowo-czołowo Ø31,75 30 1 218 2200 0,124 3

 

W przypadku frezowania z użyciem freza czołowo-wacowego na frezarskim centrum obróbkowym CNC przewidywany czas obróbki wynosi w przybliżeniu 3,078 sek. Trwałość narzędzia przewidywana jest na około 944 szt.

Ustalenie i zamocowanie

W operacji 30 w ramach ustalenia kątowego wykorzystywana jest powierzchnia surowa. W przypadku procesów technologicznych z zastosowaniem obrabiarek konwencjonalnych ustalenie kątowe nierzadko wymaga użycia powierzchni surowych. W kolejnych operacjach technologicznych 40 i 50 do ustalenia przedmiotu obrabianego wykorzystano wyłącznie powierzchnie uprzednio obrobione.

Źródła
  1. Feld M.,  Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
  2. Wiedza i konsultacje – dr inż. Maciej Horczyczak – ZAiOS ITW WIP PW
  3. Paderewski K., Obrabiarki, WSiP 1993
  4. Górski E., TECHNOLOGIA. Frezerstwo, WSiP 1993
  5. Brodowicz W., Skrawanie i narzędzia, WSiP 1995
  6. Sandvik Coromant – Tool Guide
  7. Poradnik obróbki skrawaniem, SANDVIK Coromant 2010

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

Leave a reply

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

YouTube



Kategorie

Nadchodzące wydarzenia

  1. Studia podyplomowe CAD/CAM/CNC

    27 lutego 2021 @ 10:00 - 28 lutego 2021 @ 17:00

Statistics

  • 48 915
  • 5 900 179
  • 301 020
  • 173
%d bloggers like this: