Budowa frezarek.

Paweł Niezgoda ®
Kl. „II a Technikum”
Frezarki, budowa i zastosowanie
Podział frezarek:

Pod względem rozpowszechnienia frezarki zajmują drugie miejsce, po tokarkach. Ze względu na przeznaczenie frezarki dzielą się na trzy grupy:
1) ogólnego przeznaczenia, umożliwiające obróbkę, różnych powierzchni na różnych przedmiotach obrabianych,
2) specjalizowane, umożliwiające obróbkę określonych powierzchni na różnych przedmiotach obrabianych,
3) specjalne, dostosowane do wykonywania określonych operacji na wybranych przedmiotach obrabianych.
Najbardziej rozpowszechnione są frezarki ogólnego przeznaczenia, które podzielić można na następujące odmiany:
1) stołowe,
2) wspornikowe (konsolowe),
3) bezwspornikowe (bezkonsolowe),
4) wzdłużne,
5) karuzelowe,
6) bębnowe.
Frezarki stołowe (rys. 1), ustawiane są na stołach warsztatowych przeznaczone są do wykonywania precyzyjnych prac (nastawianie wymiarów odbywa się tu z dokładnością 0,01 - 0,001 mm) na małych przedmiotach obrabianych. We frezarkach stołowych napęd ruchu głównego jest mechaniczny (od silnika elektrycznego), a ruchów posuwowych - ręczny.

Frezarki wspornikowe spotykane są w prawie każdym zakładzie produkcyjnym przemysłu maszynowego. Frezarki te wyposażone są w tak zwany wspornik, (na którym usytuowany jest stół frezarki), który może być przemieszczany pionowo po prowadnicach korpusu. Napęd ruchów: głównego i posuwowych, jest w tych frezarkach mechaniczny. Frezarki wspornikowe budowane są jako: poziome i pionowe.
Frezarka wspornikowa pozioma (rys. 2) ma poziomo ułożyskowane wrzeciono. Podczas obróbki narzędzie zamocowane we wrzecionie bezpośrednio lub za pośrednictwem trzpienia frezarskiego - wykonuje ruch główny. Przedmiot obrabiany mocowany jest na stole frezarki i wykonuje ruchy posuwowe oraz nastawcze. Stół frezarski może przemieszczać się w następujących kierunkach:
- poziomo wzdłuż frezarki (posuw wzdłużny),
- poziomo w poprzek obrabiarki (posuw poprzeczny),
- pionowo (nastawianie głębokości skrawania).

Niektóre frezarki poziome, tak zwane uniwersalne, maj± stół wyposażony w obrotnicę - przedmiot obrabiany może wówczas przemieszczać się pod kątem w stosunku do osi wrzeciona.
Frezarki wspornikowe pionowe budowane są jako:
- zwykłe (mające pionowo usytuowane wrzeciono),
- uniwersalne, umożliwiające nastawianie wrzeciona pod kątem, w stosunku do płaszczyzn stołu.
Przedmiot obrabiany, zamocowany na stole frezarki pionowej, może przemieszczać się w następujących kierunkach: poziomo - poprzecznie, poziomo - wzdłużnie, pionowo.
Frezarki bezwspornikowe nazywane również produkcyjnymi lub lożowymi, przeznaczone są do obróbki dużych i ciężkich przedmiotów. Frezarki te mają stół krzyżowy usytuowany na łożu obrabiarki; sanie wzdłużne stołu mogą się przesuwać po prowadnicach łoża, a sanie poprzeczne po prowadnicach wykonanych na górnej powierzchni sani wzdłużnych. Wrzeciennik frezarki może być przemieszczany pionowo, po prowadnicach wykonanych w korpusie.
Frezarki wzdłużne przeznaczone są do obróbki korpusów maszyn. Stół frezarki może się przemieszczać wzdłużnie po prowadnicach wykonanych na łożu. Narzędzia mocowane są we wrzecionach wrzecienników górnych i bocznych. Każdy z wrzecienników ma samodzielny napęd ruchu głównego. Wrzecienniki górne mogą, być przesuwane po prowadnicach wykonanych w belce - belka może być przemieszczana pionowo po prowadnicach stojaków. Wrzecienniki boczne mogą się przesuwać pionowo, po prowadnicach wykonanych na stojakach. Każde z czterech wrzecion może być przesuwane w kierunku własnej osi. Wrzecienniki mogą być obracane w płaszczyźnie pionowej, co umożliwia frezowanie powierzchni skośnych.
Frezarki karuzelowe i bębnowe służą do obróbki płaszczyzn w produkcji wielkoseryjnej i masowej, głównie w przemyśle samochodowym.
W przypadku frezarek karuzelowych, przedmioty obrabiane mocowane są (za pomocą, specjalnych uchwytów) na okrągłym stole, obracającym się ze stałą prędkością wokół pionowej osi. Frezy - jeden do obróbki zgrubnej, a drugi do obróbki wykańczającej - mocowane są we wrzecionach wrzeciennika, który może być przemieszczany pionowo po prowadnicach wykonanych w korpusie frezarki. Zakładanie i zdejmowanie przedmiotów obrabianych odbywa się podczas obracania się stołu.
W przypadku frezarek bębnowych, przedmioty obrabiane mocowane są na bębnie obracającym się wokół poziomej osi. Frezarka wyposażona jest w cztery wrzecienniki, które mogą się przesuwać pionowo, po prowadnicach wykonanych w stojakach. Wrzecienniki mogą przemieszczać się również wzdłuż osi wrzecion. Każdy z wrzecienników ma indywidualny napęd ruchu głównego.
Jako specjalizowane traktowane są: frezarko-kopiarki, frezarki do gwintów, frezarki do rowków wpustowych.
Jako specjalne traktowane są frezarki: narzędziowe, dla hutnictwa, dla kolejnictwa, do wałów korbowych.
Wskazówki dotyczące frezowania

Wybór średnicy freza zależy od:
Wielkości przedmiotu obrabianego (szerokość frezowania),
mocy napędu obrabiarki (silnik główny),
położenie freza względem przedmiotu (przy frezowaniu walcowo-czołowym zaleca się by głębokość skrawania nie przekraczała 40% maksymalnej głębokości - wynikającej ze średnicy narzędzia),
sposobu frezowania (zaleca się frezowanie współbieżne - co zwiększa trwałość ostrza).

Przy wyborze kąta przystawienia pamiętać należy o tym, że:
grubość wióra zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem kąta przystawienia (redukcja drgań przy długich narzędziach),
kąt ten wpływa na trwałość ostrza (silnik główny),

Chropowatość powierzchni frezowanej zależy od:
bicia osiowego freza (narzędzie i zamocowanie),
rodzaju frezowania (zmiana na frezowanie przeciwbieżne dla niektórych materiałów zwiększa jakość powierzchni),
chłodzenia (zwłaszcza przy obróbce wykańczającej materiałów ciągliwych),
głębokości skrawania (promieniowej) (powinna być mała),
Przy wyborze sposobu frezowania pamiętać należy o tym, że:
Frezowanie współbieżne zapewnia kilkukrotnie większą trwałość narzędzia niż przeciwbieżne a także gładszą powierzchnię obrobioną, wymaga mniejszej mocy silnika posuwów,
Ogólne wytyczne doboru parametrów skrawania:
głębokość frezowania
przy obróbce zgrubnej przyjmować możliwie dużą tak by zdjąć naddatek w jednym przejściu,
podczas frezowania odlewów i odkuwek frezować przeciwbieżnie,
przy frezowaniu wykańczającym głębokość zależy od wymaganej chropowatości powierzchni
Posuw frezowania
przy obróbce zgrubnej przyjmować możliwie duży odpowiednio do mocy frezarki (w tabelach do doboru parametrów podaje się zwykle posuw na ostrze),
przy frezowaniu wykańczającym wraz ze zmniejszaniem polepsza się jakość powierzchni, zbyt mały posuw powoduje powstawanie poślizgu ostrzy. Posuw winien być nie mniejszy od 0,05mm na ostrze, choć zależy to od wielu czynników np. sztywności przedmiotu i maszyny, zamocowania (w tabelach podaje się posuw na obrót)
Prędkość skrawania
dobierana z tabel w zależności od materiału obrabianego i kontrolowana trwałością ostrzy,
przy tym parametrze mamy największą swobodę, (ale zwiększając v skracamy trwałość narzędzia - wydajność obróbki wzrasta, jeżeli mamy automatyczną zmianę narzędzia, bo przy ręcznej wymianie może zmaleć, a zmniejszając v zmniejszamy wydajność obróbki
Frezy:
Frezy są wyposażone w ostrza skrawające, które kształtem SA podobne do noża tokarskiego.
Ze względu na budowę rozróżniamy frezy
- walcowe, tarczowe, palcowe i kształtowe oraz frezy walcowo-czołowe, kątowe i specjalne.
Frezy walcowe są przeznaczone do obróbki powierzchni płaskich.
Frezy tarczowe są przeznaczone do obróbki różnego rodzaju rowków, wcięć itp.
Frezy palcowe służą głównie do obróbki rowków na wpusty i kliny oraz różnego rodzaju powierzchni płaskich wgłębnych.
Frezy kształtowe stanowią bardzo liczna grupę narzędzi stosowanych do obróbki powierzchni o skomplikowanych kształtach, np. do obróbki gwintów, uzębień, rowków kształtowych oraz różnych kształtów specjalnych.
Ze względu na zarys ostrzy wyróżnia się frezy jednościanowe, dwuścianowe, frezy łukowe i frezy zataczane.
Frezy o ostrzach jednościanowych najprostszych do wykonania, są stosowane do robót niewymagających obciążenia, ponieważ grubość zębów a zatem ich i ich wytrzymałość nie są znaczne.
Frezy o ostrzach dwuściennych są przeznaczone do takich samych robót jak frezy jednościenne tylko ze frezy dwuścienne są bardziej wytrzymałe na obciążenie
Frezy o ostrzach łukowych są wytrzymałe i dlatego są stosowane do prac ciężkich. Rowki wiórowe o ostrzach łukowych są w stanie pomieścić podczas skrawania więcej wiór niż we frezach dwuściennych dwuściennych, dlatego są od nich lepsze.
Frezy o ostrzach zataczanych zachowują niezmienione kształty po ostrzeniu. Z tego powodu mimo trudności wykonania stosuje je się tam gdzie wymagane jest nadanie przedmiotowi odpowiednich, nieraz skomplikowanych kształtów.
Ze względu na sposób zamocowania rozróżnia się frezy nasadzane i trzpieniowe. Frezy nasadzane są zazwyczaj walcowe lub tarczowe. Zamocowuje je się na trzpieniu frezarskim o średnicy odpowiadającym średnicy otworu we frezie.
Frezy trzpieniowe nie wymagają stosowania oddzielnych trzpieni do ich zamocowania, gdyż z własnymi trzpieniami tworzą całość. Typowym frezem trzpieniowym jest frez palcowy.
Podzielnia:
Podzielnie stosuje się do podziału obwodów koła na części. Typowymi operacjami wykonywanymi z użyciem podzielnic są: nacinanie uzębień na kołach, frezowanie rowków śrubowych na wiertłach krętych, nacinanie ostrzy na frezach itp.
Typowe Prace wykonywane na Frezarkach
Przedmioty frezowane zamocowuje się w zależności od kształtu i wielkości najczęściej bezpośrednio na stole frezarki, w imadle maszynowym, w uchwycie podzielnicy, w kołach lub przyrządach specjalnych.
Najczęściej stosowaną operacją obróbki frezowaniem jest frezowanie płaszczyzn. Do tego celu używa się frezów walcowych, frezów walcowo-czołowych oraz głowic frezowych wieloostrzowych z wymiennymi ostrzami.
Kolejną praca wykonywaną na frezarkach jest frezowanie rowków prostych. Do takich operacji używa się frezów tarczowych trzystronnych o zębach prostoliniowych, frezów tarczowych o zębach naprzemianskośnych lub frezów trzpieniowych.
Rowki teowe frezuje się za pomocą frezów trzpieniowych tarczowych.
Prowadnice trapezowe lub rowki trapezowe należy frezować za pomocą frezów trzpieniowych kątowych. Rowki kątowe wykonuje się za pomocą frezów kątowych dwustronnych.
Na frezarkach można wykonać uzębienie kół zębatych. Istnieje kilka sposobów obróbki uzębień. Jeden z nich polega na wykorzystaniu modułowych frezów krążkowych lub trzpieniowych. Jest to tak zwana metoda kształtowa, stosowana tam gdzie nie jest wymagana duża dokładność. Wynika to z trudności wykonania narzędzi kształtowych oraz niedokładności ustawienia narzędzia na obrabiarce. Ponadto wadą tej metody jest konieczność posiadania oddzielnych narzędzi do kól zębatych zębatych różnych parametrach. Frezy modułowe stosuje się zwykle do modułów mniejszych. Uzębienie o modułach przekraczających 20 mm obrabia się frezami kształtowymi. Frezowanie kształtowe stosuje się jedynie do produkcji jednostkowej.