Wzory i definicje dotyczące frezowania

Proces frezowania – definicje

Prędkość skrawania,v_c

Wskazuje prędkość powierzchniową, z jaką krawędź skrawająca obrabia przedmiot.

Efektywna lub rzeczywista prędkość skrawania, v_e

Wskazuje prędkość powierzchniową przy efektywnej średnicy (DC_ap). Wartość ta jest niezbędna do określenia rzeczywistych parametrów skrawania dla rzeczywistej głębokości skrawania (a_p). Jest to szczególnie ważna wartość w przypadku stosowania frezów na płytki okrągłe, frezów palcowych z zakończeniem kulistym oraz wszystkich frezów o dużych promieniach naroża, jak również frezów o kącie przystawienia mniejszym niż 90º.

Prędkość obrotowa wrzeciona, n

Liczba obrotów wrzeciona wykonywanych w ciągu minuty. Jest to wartość zorientowana na obrabiarkę i obliczana na podstawie prędkości skrawania zalecanej dla danej operacji.

Posuw na ostrze, f_z

Wartość służąca do obliczania posuwu stołu. Wartość posuwu na ostrze jest obliczana na podstawie zalecanej maksymalnej grubości wiórów.

Posuw na obrót, f_n

Wartość pomocnicza wskazująca, jak daleko przesunęło się narzędzie podczas jednego pełnego obrotu. Używany jest specjalnie do obliczania posuwu i często do określania zdolności frezu do obróbki wykończeniowej.

Posuw na minutę, v_f

Nazywana również posuwem stołu, posuwem obrabiarki lub prędkością posuwu. Jest to posuw narzędzia w stosunku do przedmiotu obrabianego, wyrażony w jednostce czasu, w stosunku do posuwu na ostrze i liczby ostrzy we frezie. Liczba dostępnych ostrzy frezu w narzędziu (z_n) jest bardzo zróżnicowana i służy do określenia posuwu stołu, natomiast efektywna liczba ostrzy (z_c) to liczba efektywnych ostrzy w skrawaniu. Posuw na obrót (f_n) w mm/obr (cale/obr) jest wartością używaną specjalnie do obliczania posuwu i często do określania zdolności frezu do obróbki wykończeniowej.

Maksymalna grubość wiórów, h_ex

Wartość ta wynika z zagłębienia frezu w stosunku do (f_z), (a_e) i (k_r). Grubość wióra jest ważnym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji o posuwie na ostrze, aby zapewnić najbardziej produktywny posuw stołu.

Średnia grubość wiórów, h_m

Wartość przydatna do określania oporu właściwego skrawania, używana do obliczania mocy netto.

Wydajność skrawania, Q  (cm³/min)

Objętość usuwanego metalu w mm sześciennych na minutę (cale³/minutę). Jest ona obliczana na podstawie wartości głębokości skrawania, szerokości i posuwu.

Opór właściwy skrawania, k_ct

Stała materiałowa, która jest współczynnikiem używanym do obliczeń mocy, wyrażona w N/mm2

Czas obróbki, T_c (min)

Długość obróbki (l_m) podzielona przez posuw stołu (v_f).

Moc użyteczna, P_c i wydajność, η_mt

Wartości zorientowane na obrabiarkę, które pomagają w obliczeniu mocy użytecznej w celu zapewnienia, że obrabiarka poradzi sobie z frezem i operacjami.

Techniki frezowania – definicje

Frezowanie liniowe ze skośnym zagłębianiem

Jednoczesny ruch prosty w kierunku posuwu osiowego i promieniowego.

Frezowanie kołowe

Kołowa droga narzędzia na stałym poziomie z (interpolacja kołowa).

Frezowanie kołowe ze skośnym zagłębianiem

Kołowa ścieżka narzędzia do zagłębiania skośnego (interpolacja śrubowa).

Frezowanie krawędzi

Frezowanie na stałym poziomie z.

Frezowanie punktowe

Płytkie skrawanie promieniowe frezami na płytki okrągłe lub frezami kulistymi, podczas którego strefa skrawania jest odsunięta od środka narzędzia.

Muszelki

Konfiguracja z guzkami, która występuje podczas tworzenia powierzchni rzeźbionych.

Wzory dla poszczególnych frezów

Wzory dla frezów z prostą krawędzią skrawającą

Max. średnica cięcia na określonej głębokości (mm).

 

Frezowanie czołowe (detal centrowany), frezowanie krawędzi prostych i frezowanie walcowe (a_e > D_cap/2) mm

 

Frezowanie walcowe (a_e < D_cap/2) prosta krawędź mm.

Wzory dla frezów z płytkami okrągłymi

Max. średnica cięcia na określonej głębokości (mm).

 

Płytka okrągła do frezów czołowych (a_e > D_cap/2) (mm)

 

Frezowanie walcowe (a_e < D_cap/2) i płytka okrągła (a_p < iC/2) mm.

Frezy trzpieniowe z czołem kulistym

Max. średnica cięcia na określonej głębokości (mm).

 

Posuw na ostrze (mm/ostrze), frez prowadzony na osi.

 

Posuw na ostrze (mm/ostrze), frezowanie walcowe

Wewnętrzne frezowanie kołowe ze skośnym zagłębianiem skośnym (3-osiowe) lub kołowe (2-osiowe)

Wersja obliczeniowa

Posuw obwodowy (mm/min)

Posuw środka narzędzia (mm/min)

Promieniowa głębokość skrawania (mm)

W jednolitym przedmiocie obrabianym, gdzie D_w = 0 oraz a_{e eff} = D_m/2

Posuw na ostrze (mm)

Podczas poszerzania otworu

Posuw na ostrze (mm)

Frezowanie kołowe ze skośnym zagłębianiem w monolitycznym przedmiocie

Frezowanie kołowe ze skośnym zagłębianiem skośnym lub frezowanie kołowe w celu poszerzenia otworu.

Frezowanie kołowe z przejściem spiralnym po drodze narzędzia, D_vf1

Wzory na zewnętrzne frezowanie kołowe ze skośnym zagłębianiem skośnym (3-osiowe) lub kołowe (2-osiowe)

Wersja obliczeniowa

Posuw obwodowy (mm/min)

Posuw środka narzędzia (mm/min)

Posuw na ostrze (mm)

     

Definicje płytek frezarskich

Geometria płytki

Bliższe przyjrzenie się geometrii krawędzi skrawającej ujawnia dwa istotne kąty działania płytki:

• Kąt natarcia (γ)

• kąt ostrza (β)

Makrogeometria została opracowana do pracy w lekkich, średnich lub ciężkich warunkach.

• Geometria L (lekka) ma bardziej dodatnią, ale słabszą krawędź (duże γ, małe β)

• Geometria H (Heavy) ma mocniejszą, ale mniej dodatnią krawędź (mała γ, duża β)

Makrogeometria wpływa na wiele parametrów procesu skrawania. Płytka z mocną krawędzią skrawającą może pracować z większymi obciążeniami, ale także generuje większe siły skrawania, pobiera więcej energii i wytwarza więcej ciepła. Geometrie zoptymalizowane pod kątem materiałów są oznaczone literą klasyfikacyjną ISO. Na przykład geometrie do żeliwa: -KL, -KM i -KH.

Konstrukcja naroża płytki

Najważniejszym elementem krawędzi skrawającej używanym do obróbki powierzchni jest krawędź dogładzająca b_s1 lub, w stosownych przypadkach, z wypukłą krawędzią dogładzającą b_s2 lub promień naroża, r_ε.

Promień naroża, r Krawędź równoległa (b_s1)Krawędź dogładzająca (b_s2)

Definicje frezów

Kąt przystawienia, (k_r) (stopnie)

 

Główny kąt krawędzi skrawającej frezu (k_r) jest czynnikiem dominującym, ponieważ wpływa na kierunek sił skrawania i grubość wióra.

Średnica frezu – D_c (mm)

 

Średnica frezu (D_c) jest mierzona powyżej punktu (PK), w którym główna krawędź skrawająca styka się z równoległą krawędzią skrawającą.

Najważniejszą średnicą, którą należy uwzględnić, jest (D_cap) – efektywna średnica skrawania przy rzeczywistej głębokości skrawania (a_p) – używana do obliczenia rzeczywistej prędkości skrawania. D₃ to największa średnica płytki, dla niektórych frezów jest równa D_c.

Głębokość skrawania – a_p (mm)

Głębokość skrawania (a_p) jest różnicą między powierzchnią skrawaną i nieskrawaną w kierunku osiowym. Maksimum a_p zależy przede wszystkim od wielkości płytki i mocy obrabiarki.

Innym krytycznym czynnikiem w operacjach obróbki zgrubnej jest moment obrotowy, a w obróbce wykończeniowej - drgania.

Szerokość skrawania, a_e (mm)

Szerokość promieniowa frezu (a_e) zaangażowanego w skrawanie. Jest to szczególnie ważne przy frezowaniu wgłębnym, a także przy występowaniu drgań podczas frezowania narożników, gdzie maksimum a_e jest szczególnie ważne.

Zagłębienie promieniowe, a_e/D_c

Zagłębienie promieniowe (a_e / D_c) jest szerokością skrawania w stosunku do średnicy frezu.

Liczba efektywnych ostrzy skrawających na narzędziu, z_c

Do określania posuwu stołu (v_f) i wydajności. Ma to często decydujący wpływ na odprowadzanie wiórów i stabilność pracy.

Całkowita liczba krawędzi skrawających na narzędziu, z_n

Odległość pomiędzy efektywnymi krawędziami skrawającymi, u

Dla określonej średnicy frezu można wybierać spośród różnych podziałek: rzadka (-L), gęsta (-M), gęsta (- H). Znak X dodany do oznaczenia oznacza wersję frezu, którego podziałka jest nieco bliższa niż w konstrukcji podstawowej.

Podziałka różnicowa

Wskazuje nierówny odstęp między ostrzami frezu. Jest to bardzo skuteczny sposób na zminimalizowanie skłonności do drgań.