Podczas frezowania cylindrycznego oś frezu jest równoległa do obrabianej powierzchni; praca odbywa się za pomocą zębów umieszczonych na cylindrycznej powierzchni frezu. Przy frezowaniu czołowym oś frezu jest prostopadła do obrabianej powierzchni; W pracy biorą udział zęby umieszczone zarówno na powierzchni czołowej, jak i cylindrycznej frezu. Frezowanie czołowe i cylindryczne można wykonać na dwa sposoby: frezowanie w górę, gdy kierunek posuwu s jest przeciwny do kierunku obrotu frezu (ryc. 8.10, a) i frezowanie w dół (ryc. 8.10, b), gdy kierunek posuwu s pokrywa się z kierunkiem obrotu frezu.
Podczas frezowania przeciwbieżnego obciążenie zęba frezu stopniowo wzrasta, cięcie rozpoczyna się w punkcie 1, a kończy w punkcie 2, w którym jest największa grubość ciętej warstwy (ryc. 8.10, a).
Podczas frezowania współbieżnego ząb rozpoczyna cięcie od warstwy o największej grubości, dlatego w momencie styku zęba z przedmiotem obrabianym obserwuje się zjawisko uderzenia. W przypadku frezowania przeciwbieżnego proces cięcia przebiega spokojniej, ponieważ grubość ciętej warstwy wzrasta płynnie, a zatem stopniowo zwiększa się obciążenie maszyny. Frezowanie współbieżne należy wykonywać na maszynach, które mają wystarczającą sztywność i odporność na wibracje, a przede wszystkim przy braku szczeliny na styku śruby pociągowej z nakrętką posuwu wzdłużnego stołu.
Podczas obróbki przedmiotów o czarnej powierzchni (wzdłuż skórki) nie należy stosować frezowania współbieżnego, ponieważ gdy ząb frezu wcina się w twardą skórkę, następuje przedwczesne zużycie i awaria frezu. Podczas frezowania przedmiotów o wstępnie obrobionych powierzchniach preferuje się frezowanie współbieżne niż frezowanie górne, co wyjaśniono poniżej. Podczas frezowania współbieżnego przedmiot dociskany jest do stołu, a stół do prowadnic, zwiększając w ten sposób sztywność

Jakość narzędzia i powierzchni. Podczas frezowania przeciwbieżnego frez ma tendencję do odrywania przedmiotu obrabianego od powierzchni stołu.
Zarówno w przypadku frezowania w górę, jak i w dół, można pracować ze stołem poruszającym się w obu kierunkach, co pozwala na wykonanie frezowania zgrubnego i wykańczającego w jednej operacji.

71. Frezowanie czołowe.

Frezowanie czołowe wykonywane wyłącznie przy użyciu frezów palcowych. Aby usunąć naddatek, do ruchu obrotowego frezu dodaje się również ruch translacyjny. Zatem frezowanie metali odbywa się głównie na frezarkach poziomych.

Frezy czołowe przeznaczone są do obróbki płaszczyzn na frezarkach pionowych i poziomych. Frezy trzpieniowe mają zęby umieszczone na powierzchni cylindrycznej i na końcu. Dzielimy je na nasadkowe (z małymi i dużymi zębami) oraz nasadkowe z włożonymi nożami. „+” sztywniejsze mocowanie na trzpieniu lub wrzecionie, płynniejsza praca dzięki dużej liczbie jednocześnie pracujących zębów.

Frezy czołowe

Frezy czołowe znajdują szerokie zastosowanie przy obróbce płaszczyzn na frezarkach pionowych. Ich oś jest ustawiona prostopadle do obrabianej płaszczyzny części. W odróżnieniu od frezów walcowych, gdzie wszystkie punkty krawędzi skrawających profilują i tworzą obrobioną powierzchnię, we frezach czołowych profilowaniu podlegają jedynie wierzchołki krawędzi skrawających zębów. Końcowe krawędzie tnące są pomocnicze. Główną pracę skrawania wykonują boczne krawędzie tnące umieszczone na powierzchni zewnętrznej.

Ponieważ na każdym zębie profilowane są tylko wierzchołkowe strefy krawędzi skrawających, kształty krawędzi skrawających frezu palcowego przeznaczonego do obróbki płaskiej powierzchni mogą być bardzo zróżnicowane. W praktyce stosuje się frezy trzpieniowe z krawędziami tnącymi w kształcie linii przerywanej lub okręgu. Ponadto kąty planu Ф na frezach walcowo-czołowych mogą zmieniać się w szerokich granicach. Najczęściej kąt przystawienia Ф w frezach walcowo-czołowych przyjmuje się jako 90° lub 45-60°. Z punktu widzenia trwałości frezu wskazane jest wybranie najmniejszej wartości, która zapewni wystarczającą odporność na drgania procesu cięcia i określoną dokładność obróbki detalu.

Frezy czołowe zapewniają płynną pracę nawet przy niewielkim naddatku, ponieważ kąt styku frezów palcowych z przedmiotem nie zależy od wielkości naddatku i jest określony przez szerokość frezowania i średnicę frezu. Frez palcowy może być masywniejszy i sztywniejszy w porównaniu do frezów cylindrycznych, co pozwala na wygodne umiejscowienie i pewne mocowanie elementów skrawających oraz wyposażenie ich w twarde stopy. Frezowanie czołowe zwykle zapewnia większą produktywność niż frezowanie cylindryczne. Dlatego obecnie większość prac na płaszczyznach frezarskich wykonywana jest przy użyciu frezów walcowo-czołowych.

Przy obróbce metali metodą cięcia frezami walcowymi i tarczowymi istnieje możliwość doboru kierunku posuwu narzędzia w stosunku do ruchu przedmiotu obrabianego – wzdłuż i przeciw. Każda metoda obróbki ma swoje zalety i wady, wybór kierunku ruchu zależy od charakteru obrabianej części.

Frezowanie w dół

W trybie cięcia w dół ruch części pokrywa się z kierunkiem ruchu noża. Główną cechą tej metody jest gwałtowne zanurzenie zęba w przedmiocie obrabianym, a co za tym idzie, silne obciążenie udarowe i zwiększone zużycie części tnącej. Jest to najbardziej zauważalne podczas obróbki części o zagęszczonej powierzchni, a także przy użyciu narzędzi z czołowymi walcowymi.

Ważnym efektem wcinania jest zagęszczenie powierzchni detalu. W zależności od wymagań technologicznych może to być zarówno zaletą, jak i wadą metody. Zagęszczenie następuje w wyniku lamelarnego odkształcenia ciętej warstwy. Zaletą podcinania jest docisk frezu do przedmiotu obrabianego, co zwiększa sztywność połączenia i dokładność frezowania.

Główne zalety metody:

• Łatwe usuwanie wiórów dzięki tworzeniu się wiórów za narzędziem.
• Nie ma potrzeby stosowania specjalnych mechanizmów mocujących, siła cięcia jest wystarczająca, aby zapewnić sztywność dopasowania.
• Płynne usuwanie metalu i odpowiednio wysoka jakość powierzchni.
• Powolne i równomierne zużycie zębów frezu, zwiększające trwałość narzędzia.

Jedną z wad frezowania współbieżnego jest brak przerw podczas przesuwania stołu. W przeciwnym razie obróbce będą towarzyszyć poważne obciążenia wibracyjne i obniżenie jakości obróbki. Drugą ważną wadą jest obciążenie udarowe zębów frezu.

Wszystkie te ograniczenia pozwalają na stosowanie frezowania współbieżnego tylko na sztywnych maszynach o podwyższonych wymaganiach dotyczących mocowania przedmiotu obrabianego. Jakość powierzchni również odgrywa dużą rolę, jeśli jakość obróbki jest niska, nóż może szybko ulec awarii. Dlatego ta metoda frezowania nie nadaje się do odkuwek, wytłoczek i innych detali bez wstępnej obróbki zgrubnej.

Cechy metody licznikowej

Podczas frezowania przeciwbieżnego kierunek obrotu frezu jest przeciwny do ruchu części. Dlatego jeśli przy cięciu do przodu główną siłą działającą nacięcia jest zmiażdżenie warstwy powierzchniowej, to przy cięciu przeciwstawnym większość pracy wykonywana jest poprzez rozciąganie i zginanie. Zapewnia to płynne zanurzenie zębów i zwiększoną trwałość narzędzia nawet podczas obróbki części z utwardzoną warstwą wierzchnią. Ale jednocześnie możliwe jest również poślizg zębów, co prowadzi do wzrostu wytrzymałości tłoczonej warstwy metalu.

Wadą tej metody jest trudność usuwania wiórów i zmienność ich grubości. W efekcie powstają wibracje i spada jakość obróbki. Dlatego wymagane jest najtrwalsze mocowanie części.

wnioski

Każda metoda ma swoje zalety i wady, a wybór zależy od warunków frezowania i wymagań dotyczących jakości powierzchni. Frezowanie współbieżne jest optymalne w przypadku:

• wykończeniowy;
• usunięcie cienkiej warstwy w jednym przejściu;
• frezowanie części bez utwardzania powierzchniowego.

W związku z tym licznik jest najbardziej odpowiedni do obróbki zgrubnej i pracy z częściami hartowanymi powierzchniowo. Obie metody są szeroko stosowane we współczesnej obróbce metali.

Za każdym razem, gdy krawędź skrawająca wchodzi w cięcie, jest poddawana obciążeniu udarowemu. Skuteczne frezowanie wymaga odpowiedniego kontaktu krawędzi skrawającej z ciętym materiałem na wejściu i wyjściu z cięcia. Podczas frezowania przedmiot obrabiany podawany jest w kierunku obrotu frezu lub w jego stronę, co ma wpływ na początek i koniec skrawania oraz wybór opcji frezowania – w górę lub w dół.

Złota zasada mielenia mówi od grubych wiórów do cienkich wiórów

Podczas procesu mielenia konieczne jest ciągłe monitorowanie charakteru powstających wiórów. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę położenie frezu, które ma wpływ na proces tworzenia się wióra i dążyć do zwiększenia grubości wióra na wejściu i zmniejszenia na wyjściu z skrawania, co jest gwarancją stabilnego procesu mielenia.

Pamiętaj o złotej zasadzie frezowania – grube wióry na cienkie – i staraj się uzyskać minimalną grubość wiórów na wyjściu ze skrawania.

Frezowanie w dół

Podczas frezowania współbieżnego (frezowanie z posuwem) kierunek posuwu przedmiotu obrabianego pokrywa się z wektorem prędkości skrawania. Frezowanie współbieżne jest zawsze preferowaną metodą, pod warunkiem, że maszyna, przedmiot obrabiany i uchwyt ją wspierają.

Podczas frezowania współbieżnego grubość wióra jest maksymalna na wejściu skrawania i stopniowo maleje, osiągając zero na wyjściu skrawania. Pozwala to uniknąć tarcia krawędzi tnącej i wygładzenia obrabianej powierzchni w początkowym momencie cięcia.

Duża grubość wióra zapewnia pewne korzyści. Pod wpływem sił skrawania frez dociska się do przedmiotu obrabianego, dzięki czemu krawędź tnąca pozostaje w stałym kontakcie z materiałem.

Ponieważ jednak frez ma tendencję do dociskania obrabianego przedmiotu, maszyna musi zapewniać bezluzowy napęd w mechanizmie posuwu stołu. W miarę dociskania frezu do przedmiotu obrabianego posuw zostaje przypadkowo zwiększony, co może spowodować nadmierną grubość wióra i uszkodzenie krawędzi skrawającej. W takich przypadkach należy rozważyć zastosowanie frezowania przeciwbieżnego.

Frezowanie w górę

Przy frezowaniu przeciwbieżnym (tradycyjnym) kierunek posuwu przedmiotu jest przeciwny do prędkości skrawania.

Grubość wióra na wejściu skrawania wynosi zero i stopniowo wzrasta w kierunku wyjścia skrawania. Krawędź skrawająca musi być wciśnięta w obrabiany przedmiot, powodując efekt walcowania na skutek tarcia, wysokiej temperatury i często kontaktu z powierzchnią utwardzoną uzyskaną przez poprzednią krawędź skrawającą. Wszystko to negatywnie wpływa na trwałość narzędzia.

Duże grubości wiórów i wysokie temperatury wyjściowe mogą powodować duże naprężenia rozciągające, które negatywnie wpływają na trwałość narzędzia i często prowadzą do szybkiego uszkodzenia krawędzi skrawającej. Ponadto mogą powodować przyklejanie się lub przyspawanie wiórów do krawędzi skrawającej, powodując ich pozostanie na krawędzi skrawającej aż do rozpoczęcia następnego cięcia i spowodować uszkodzenie krawędzi.

Pod wpływem sił skrawania frez i przedmiot dociskają się do siebie, natomiast siły promieniowe mają tendencję do odrywania przedmiotu od stołu.

Frezowanie przeciwbieżne może zapewnić pewne korzyści w przypadku znacznych wahań naddatków na obróbkę. Zaleca się również stosowanie frezowania górnego podczas obróbki nadstopów płytkami ceramicznymi, ponieważ ceramika jest wrażliwa na obciążenia występujące podczas osadzania.

Zabezpieczenie przedmiotu obrabianego

Kierunek posuwu narzędzia stawia różne wymagania w zakresie mocowania przedmiotu obrabianego. Podczas frezowania przeciwbieżnego uchwyt mocujący musi wytrzymać siły podnoszące przedmiot ze stołu. A podczas frezowania współbieżnego – siły dociskające przedmiot do stołu.

Podczas cięcia kół zębatych walcowych na frezarce zębatej wykonywane są następujące ruchy robocze:

• głównym ruchem podczas cięcia jest obrót noża
• obrót stołu z obrabianym przedmiotem, skoordynowany z obrotem frezu – walcowanie
• przesuwanie suportu z frezem równolegle do osi stołu - ruch posuwowy

Podczas frezowania podpora może przesuwać się z góry na dół lub z dołu do góry.

Ryż. 38 a, c, d. Frezowanie przeciwbieżne

Kiedy podpora przesuwa się z góry na dół, wykonywane jest frezowanie przeciwbieżne. W tym przypadku, gdy frez się obraca, jego zęby przemieszczają się względem przedmiotu obrabianego w kierunku od końca z wyciętą częścią zębów do końca z nieobciętą częścią, tj. w stronę wycinanej warstwy metalu (ryc. 38, A).

Kiedy podpora przesuwa się od dołu do góry, następuje frezowanie współbieżne. W tym przypadku zęby frezu przesuwają się względem przedmiotu obrabianego w kierunku od końca z nieobciętą częścią zębów do końca z wyciętą częścią, tj. wraz z przeciętą warstwą metalu (ryc. 38, b) .

Ze względu na nierówny kierunek siły podczas frezowania w górę i w dół, w różny sposób wpływa to na proces skrawania.

Zalety

• Obciążenie maszyny jest płynniejsze i niezależnie od powierzchni obrabianego przedmiotu, proces cięcia przebiega płynnie i równomiernie
• Utwardzanie obrabianej powierzchni w wyniku odkształcenia metalu

Wady frezowania górnego

• Siły skrawające mają na celu oderwanie przedmiotu obrabianego od uchwytu, co wymaga jego niezawodnego zamocowania w uchwycie podstawowym
• Znaczne i szybkie zużycie narzędzia tnącego, co w konsekwencji nie pozwala na pracę z wysokimi warunkami skrawania
• Słabe usuwanie wiórów. Wylatuje przed frez i może przedostać się do strefy cięcia, co spowoduje zarysowania obrabianej powierzchni.

Ryż. 38 b, d, f. Frezowanie współbieżne

Siłę nacisku na zęby frezu R, prostopadłą do ich powierzchni, można rozłożyć w dwóch kierunkach: na siłę poziomą R Г i siłę pionową R В.

Podczas frezowania przeciwbieżnego na frez działa pozioma siła w kierunku od jego osi (rys. 38, c) i odpycha zacisk od prowadnic stojaka, w wyniku czego zmniejsza się stabilność frezu.

Podczas frezowania współbieżnego na frez w kierunku jego osi działa siła pozioma i dociska suport do prowadnic, zwiększając stabilność frezu, co poprawia dokładność obróbki i pozwala na pracę z większymi prędkościami.

Podczas frezowania przeciwbieżnego śruba przesuwająca zacisk w dół naciska na górne strony zwojów nakrętki zacisku (ryc. 38, d), a siła pionowa jest skierowana przeciwnie do kierunku posuwu i dociska zwoje nakrętki do zwojów śruby; Eliminuje to szczeliny pomiędzy nimi, a frez pracuje z równomiernym posuwem bez wibracji.

Podczas frezowania współbieżnego śruba przesuwająca zacisk w górę naciska na dolne strony nakrętki obracającej się (ryc. 38, e), a kierunek siły pionowej pokrywa się z kierunkiem posuwu. W momencie wcięcia się zębów frezu siła pionowa wzrasta (RB > S) i odpycha zwoje nakrętki od zwojów śruby na skutek szczeliny między nimi; zacisk oscyluje, powodując nierówny przepływ, co powoduje wibracje. Aby wyeliminować docisk nakrętki w mechanizmie ruchu zacisku, stosuje się urządzenia dociskające nakrętkę do śruby (nakrętki kompensacyjne, przeciwwagi, układy hydrauliczne).

Jeżeli maszyna jest wyposażona w urządzenie kompensacyjne, wówczas frezowanie w dół ma przewagę nad frezowaniem w górę, ponieważ zapewnia większą czystość ciętych zębów i pozwala na pracę z większymi prędkościami.

Zalety frezowania współbieżnego:

• Dzięki temu, że siły skrawania powstające podczas frezowania współbieżnego skierowane są w stronę przedmiotu obrabianego, dociskany jest on do urządzenia mocującego, dzięki czemu nie ma konieczności stosowania wyrafinowanych urządzeń mocujących i pozbawiania przedmiotu obrabianego wszelkich stopni swobody .
• Trwałość frezu jest znacznie większa niż w przypadku frezowania przeciwbieżnego, gdyż zużycie zębów narzędzia na tylnych powierzchniach jest mniej znaczące i zachodzi równomiernie
• Jakość powierzchni ma dobrą chropowatość ze względu na płynne odkształcenie usuniętego naddatku metalu
• Wygodny kierunek przepływu wiórów. Pozostaje za narzędziem tnącym i można go łatwo usunąć

Wady frezowania w dół:

• Prawdopodobnie najbardziej podstawową wadą jest niemożność zastosowania tej metody przy obróbce detali o chropowatej, nieobrobionej powierzchni (odkuwki, odlewy, wytłoczki). Wynika to z faktu, że różne wtrącenia stałe zawarte w skorupie mogą znacznie zużyć instrument, a nawet doprowadzić do jego złamania.
• Ponieważ zęby tnące pracują pod obciążeniami udarowymi, konieczne jest sztywne i pewne zamocowanie urządzenia do maszyny. A sama maszyna musi być dość sztywna.
• W mechanizmach ruchu stołu nie powinno być żadnych przerw, aby zapobiec wibracjom.

• a - cykl jednoprzebiegowy z podawaniem przelotowym
• b - cykl jednoprzebiegowy z posuwem przeciwstawnym
• c - cykl jednoprzebiegowy z promieniowym wgłębieniem i posuwem przelotowym
• d - cykl dwuprzebiegowy z posuwem przechodzącym
• d - cykl dwuprzebiegowy z posuwem przeciwstawnym
• e - cykl dwuprzebiegowy z posuwem towarzyszącym i przeciwstawnym

Malakhov Y.A. Obrabiarki do obróbki kół zębatych i frezarki do gwintów oraz ich regulacja. VSh, Moskwa, 1972. Andrey Belazor.

Za każdym razem, gdy krawędź skrawająca wchodzi w cięcie, jest poddawana obciążeniu udarowemu. Skuteczne frezowanie wymaga odpowiedniego kontaktu krawędzi skrawającej z ciętym materiałem na wejściu i wyjściu z cięcia. Podczas frezowania przedmiot obrabiany podawany jest w kierunku obrotu frezu lub w jego stronę, co ma wpływ na początek i koniec skrawania oraz wybór opcji frezowania – w górę lub w dół.

Złota zasada mielenia mówi od grubych wiórów do cienkich wiórów

Podczas procesu mielenia konieczne jest ciągłe monitorowanie charakteru powstających wiórów. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę położenie frezu, które ma wpływ na proces tworzenia się wióra i dążyć do zwiększenia grubości wióra na wejściu i zmniejszenia na wyjściu z skrawania, co jest gwarancją stabilnego procesu mielenia.

Pamiętaj o złotej zasadzie frezowania – grube wióry na cienkie – i staraj się uzyskać minimalną grubość wiórów na wyjściu ze skrawania.

Frezowanie w dół

Podczas frezowania współbieżnego (frezowanie z posuwem) kierunek posuwu przedmiotu obrabianego pokrywa się z wektorem prędkości skrawania. Frezowanie współbieżne jest zawsze preferowaną metodą, pod warunkiem, że maszyna, przedmiot obrabiany i uchwyt ją wspierają.

Podczas frezowania współbieżnego grubość wióra jest maksymalna na wejściu skrawania i stopniowo maleje, osiągając zero na wyjściu skrawania. Pozwala to uniknąć tarcia krawędzi tnącej i wygładzenia obrabianej powierzchni w początkowym momencie cięcia.

Duża grubość wióra zapewnia pewne korzyści. Pod wpływem sił skrawania frez dociska się do przedmiotu obrabianego, dzięki czemu krawędź tnąca pozostaje w stałym kontakcie z materiałem.

Ponieważ jednak frez ma tendencję do dociskania obrabianego przedmiotu, maszyna musi zapewniać bezluzowy napęd w mechanizmie posuwu stołu. W miarę dociskania frezu do przedmiotu obrabianego posuw zostaje przypadkowo zwiększony, co może spowodować nadmierną grubość wióra i uszkodzenie krawędzi skrawającej. W takich przypadkach należy rozważyć zastosowanie frezowania przeciwbieżnego.

Frezowanie w górę

Przy frezowaniu przeciwbieżnym (tradycyjnym) kierunek posuwu przedmiotu jest przeciwny do prędkości skrawania.

Grubość wióra na wejściu skrawania wynosi zero i stopniowo wzrasta w kierunku wyjścia skrawania. Krawędź skrawająca musi być wciśnięta w obrabiany przedmiot, powodując efekt walcowania na skutek tarcia, wysokiej temperatury i często kontaktu z powierzchnią utwardzoną uzyskaną przez poprzednią krawędź skrawającą. Wszystko to negatywnie wpływa na trwałość narzędzia.

Duże grubości wiórów i wysokie temperatury wyjściowe mogą powodować duże naprężenia rozciągające, które negatywnie wpływają na trwałość narzędzia i często prowadzą do szybkiego uszkodzenia krawędzi skrawającej. Ponadto mogą powodować przyklejanie się lub przyspawanie wiórów do krawędzi skrawającej, powodując ich pozostanie na krawędzi skrawającej aż do rozpoczęcia następnego cięcia i spowodować uszkodzenie krawędzi.

Pod wpływem sił skrawania frez i przedmiot dociskają się do siebie, natomiast siły promieniowe mają tendencję do odrywania przedmiotu od stołu.

Frezowanie przeciwbieżne może zapewnić pewne korzyści w przypadku znacznych wahań naddatków na obróbkę. Zaleca się również stosowanie frezowania górnego podczas obróbki nadstopów płytkami ceramicznymi, ponieważ ceramika jest wrażliwa na obciążenia występujące podczas osadzania.

Zabezpieczenie przedmiotu obrabianego

Kierunek posuwu narzędzia stawia różne wymagania w zakresie mocowania przedmiotu obrabianego. Podczas frezowania przeciwbieżnego uchwyt mocujący musi wytrzymać siły podnoszące przedmiot ze stołu. A podczas frezowania współbieżnego – siły dociskające przedmiot do stołu.