5 faktów o frezowaniu, o których warto wiedzieć

Frezowanie to metoda obróbki skrawaniem z wykorzystaniem ruchu obrotowego i posuwowego narzędzia względem przedmiotu obrabianego i lub ruchu obrotowego narzędzia i ruchu posuwowego przedmiotu, który jest obrabiany. Metoda ta pozwala na nadawanie skomplikowanych kształtów wyrobom z metalu, drewna, skóry oraz tworzyw sztucznych. Dzięki temu produkt końcowy może mieć bardzo zróżnicowane kształty przy jednoczesnym zachowaniu dużej różnorodności materiałów, z których jest wykonany.

Historia frezowania

Dość zaskakujący może być fakt, że pierwsze maszyny służące do frezowania są obecne na świecie od kilkuset lat. Już w 1760 roku francuski wynalazca Jacques de Vaucanson stworzył pilnik obrotowy, który umożliwia obróbkę skrawaniem przypominającą nowoczesne metody frezowania. Z kolei zaledwie 23 lata póżniej – w 1783 roku Samuel Rehe wynalazł maszynę, którą można w pełni sklasyfikować jako frezarkę. Początkowo maszyny te używane były do obróbki drewna – w produkcji podłogowych zegarów stojących o dużych wymiarach.

Rodzaje frezarek

Frezarki można podzielić ze względu na budowę na frezarki jedno oraz wielowrzecionowe. Wyróżniamy także frezarki górnowrzecionowe, których budowa i obsługa jest prostsza a możliwości ograniczone w stosunku do dolnowrzecionowych, których bardziej skomplikowana budowa umożliwia obróbkę wymagających elementów. Z kolei ze względu na przeznaczenie frezarki dzielą się na poziome, pionowe, uniwersalne, do drewna, do gwintów oraz do kół zębatych.

Techniki frezowania

• Frezowanie współbieżne – ostrze porusza się zgodnie z ruchem obrabianego materiału, jest bardziej precyzyjne niż frezowanie przeciwbieżne, lecz wymaga stosowania frezów o dużej sztywności i wytrzymałości.
• Frezowanie przeciwbieżne – ostrze porusza się przeciwnie do ruchu obrabianego materiału, cechuje się mniejszymi wibracjami w stosunku do frezowania współbieżnego.
• Frezowanie walcowe – oś frezu ustawiona jest równolegle do powierzchni obrabianego materiału.
• Frezowanie czołowe – oś frezu ustawiona jest prostopadle do powierzchni obrabianego materiału.
• Frezowanie skośne – oś frezu ustawiona jest pod kątem ostrym (od 0 do 90°) w stosunku do powierzchni obrabianego materiału.

Frezowanie produkuje wióry

Podczas frezowania nieuniknione jest wytwarzanie wiórów, co wynika z podstawowych zasad tego procesu, w którym materiał jest usuwany (skrawany) z elementu obrabianego. Najczęściej odpady powstające w wyniku procesu frezowania są poddawane recyklingowi, dzięki czemu można je powtórnie wykorzystać.

Prędkość skrawania

Prędkość z jaką maszyna skrawa materiał to prędkość liniowa ostrza narzędzia w stosunku do materiału. Jest to kluczowy parametr, który należy wyznaczyć przed rozpoczęciem procesu frezowania. Zalecana prędkość skrawania podczas frezowania zależy od materiału, z jakiego wykonany jest obrabiany przedmiot i najczęściej podawana jest przez producenta narzędzi. W przypadku zbyt niskiej prędkości skrawania frezarka może nie poradzić sobie z usunięciem odpowiedniej ilości materiału lub obróbka zajmie zbyt dużo czasu, co przełoży się na zwiększenie kosztów produkcji. Z kolei zbyt duża prędkość może spowodować przegrzanie materiału i w konsekwencji jego spalenie lub stopienie.

Zależność prędkości obrotowej ostrza od prędkości skrawania

W celu poprawnego ustawienia frezarki należy ustalić prędkość skrawania dla danego materiału, a następnie obliczyć prędkość obrotową korzystając ze wzoru:

n = 1000Vcπd

Frezowanie CNC

W celu zwiększenia dokładności oraz ułatwienia powtarzalności procesu skrawania powstały frezarki sterowane numerycznie, w których ruch ostrza sterowany jest za pomocą komputera. Frezowanie CNC umożliwia uzyskanie bardzo dużej dokładności dochodzącej nawet do 0,04 mm. Tak duża dokładność umożliwia wykorzystanie frezarek CNC w produkcji elementów, które muszą cechować się powtarzalnością oraz jak najwyższą dokładnością.