Frezowanie CNC
Co to jest frezowanie CNC?
Frezowanie to najbardziej uniwersalna metoda obróbki skrawaniem. Umożliwia ono uzyskanie praktycznie dowolnego kształtu. Polega ono na oddzielaniu warstwy materiału z przedmiotu obrabianego za pomocą narzędzia, najczęściej frezu. W przypadku tej technologii przedmiot obrabiany jest nieruchomy natomiast narzędzie wykonuje ruch obrotowy umożliwiający skrawanie materiału.
W porównaniu z toczeniem zasadniczą różnicą jest konstrukcja narzędzia skrawającego. Narzędzia do frezowania mają zazwyczaj wiele ostrzy. Powoduje to, że frezowanie jest obróbką przerywaną, podczas której ostrze cyklicznie wchodzi i wychodzi z materiału obrabianego. Z tego powodu wióry, które się tworzą w tym procesie są z reguły krótkie i sypkie.
Ogólnie rzecz biorąc frezowanie metalu na maszynach CNC jest procesem wymagającym odpowiedniej wiedzy, doświadczenia oraz nowoczesnego sprzętu. Aby sprostać stale rosnącym wymaganiom w produkcji precyzyjnych części na frezarkach CNC, konieczna jest znajomość technologii obróbki skrawaniem, właściwości materiałów, a także możliwości, jakie dają nowoczesne narzędzia skrawające.
Frezowanie precyzyjne jest tutaj szczególnym przypadkiem, gdzie te wszystkie czynniki odgrywają kluczową rolę. Często zdarza się, że do konkretnego projektu trzeba podejść indywidualnie, aby ostateczny efekt był zadowalający dla klienta. Z tego też powodu frezowanie CNC elementów metalowych warto powierzyć specjalistom z odpowiednim doświadczeniem.
Frezowanie CNC aluminium
Aluminium jest bardzo rozpowszechnionym materiałem w obróbce skrawaniem. Ze względu na bardzo dobrą relację pomiędzy masą własną, a wytrzymałością, jest chętnie stosowany przez projektantów. Szczególne cechy aluminium znajdują zastosowanie zwłaszcza w przemyśle lotniczym oraz samochodowym, gdzie waga części ma kluczowe znaczenie. Frezowanie aluminium może przebiegać bardzo szybko i wydajnie pod warunkiem właściwego podejścia. Kluczowa jest kontrola przywierania materiału do narzędzia oraz tendencja do rysowania powierzchni obrobionej przez powstające wióry. Zastosowanie odpowiednich narzędzi oraz chłodzenia strefy obróbki pozwala na osiągnięcie efektywnego procesu.
Frezowanie CNC stali nierdzewnej
Ta szczególna grupa materiałów należy do kategorii stali stopowych. Wyróżnia się zastosowaniem określonych pierwiastków stopowych takich jak chrom oraz nikiel, które przyczyniają się do odporności takiej stali na korozję. Stale nierdzewne występują w wielu różnorodnych gatunkach w zależności od oczekiwanych właściwości. Z punktu widzenia obróbki skrawaniem znaczenie ma podział stali nierdzewnych ze względu na wewnętrzną strukturę krystaliczną. I tak mamy stale ferrytyczne i martenzytyczne, które są dobrze obrabialne, oraz stale austenityczne, które zazwyczaj sprawiają problemy podczas frezowania.
Frezowanie CNC stali
Stale ze względu na swoją popularność w zastosowaniach przemysłowych są podstawowym materiałem stosowanym we frezowaniu na maszynach CNC. Z uwagi na powszechność zastosowań stali są one dostępne w bardzo wielu gatunkach różniących się między sobą właściwościami. Podstawowy podział przyjmuje się z uwzględnieniem zawartości węgla oraz innych dodatków stopowych. Wyróżniamy zatem:
Stale węglowe
Grupa stali o zawartości węgla do 0,55% bardzo często stwarza problemy we frezowaniu ze względu na utrudnione formowanie wióra.
Stale niskostopowe
To najpopularniejsza grupa materiałów przeznaczonych do frezowania charakteryzująca się stosunkowo dobrą skrawalnością.
Stale wysokostopowe
Obszerna grupa stali o znacznej różnorodności cech i parametrów uzależnionych od zastosowanych dodatków stopowych.
Podstawowe operacje frezowania CNC
Frezowanie czołowe
Jest to podstawowa operacja frezowania, często nazywana frezowaniem płaszczyzn. Odbywa się zazwyczaj z wykorzystaniem narzędzi o kącie przystawienia równym 45 stopni celem lepszego formowania wióra. Do frezowania płaszczyzn często stosuje się również narzędzia na płytki wielokątne lub okrągłe. Pozwala to poprawić ekonomię procesu ze względu na dużą ilość krawędzi skrawających do dyspozycji.
Warto jeszcze wspomnieć o możliwości zastosowania płytek dogładzających w operacjach wykańczających frezowania czołowego. Jest to specjalny rodzaj płytek skrawających o ponadstandardowej szerokości krawędzi skrawającej stosowany w celu poprawienia jakości powierzchni. Stosuje się je w połączeniu z płytkami standardowymi w taki sposób, że jedna bądź kilka płytek dogładzających jest osadzona w głowicy obok płytek frezujących w taki sposób, że wystaje poniżej nich o ok. 0,05 mm. Dzięki temu możliwe jest zebranie powstałych nierówności powierzchni pozostawionych przez pozostałe ostrza.
Frezowanie walcowo-czołowe
Jest to typ frezowania, w którym obróbka następuje z wykorzystaniem czołowych oraz bocznych krawędzi ostrzy narzędzia, tak, aby uzyskać jednocześnie dwie płaszczyzny po przejściu frezu. W tym przypadku istnieje bardzo duża różnorodność narzędzi do wyboru, począwszy od głowic frezarskich poprzez frezy tarczowe aż po frezy palcowe. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie optymalnego efektu obróbki, przy czym jednym z podstawowych wymogów jest uzyskanie rzeczywistego kąta 90 stopni pomiędzy płaszczyznami obrabianymi.
Frezowanie profilowe
Jest to grupa operacji typowa dla obróbki skrawaniem CNC i niemożliwa do wykonania na obrabiarkach konwencjonalnych. W tej kategorii mieści się obróbka części w wielu osiach jednocześnie, kształtowanie wklęsłych i wypukłych form w dwóch i trzech wymiarach. Konieczne jest tutaj zaawansowane programowanie ścieżek narzędzia w celu uzyskania optymalnych rezultatów obróbki. Zasadniczo proces powinien być podzielony na co najmniej trzy typy operacji: obróbka zgrubna, obróbka półwykańczająca i obróbka wykańczająca. W przypadku części wymagających bardzo wysokiej jakości powierzchni wykorzystuje się techniki obróbki szybkościowej tzw. HSM.
Frezowanie rowków
Większość aplikacji frezowania wymaga wykonania różnego rodzaju rowków, kanałków czy podebrań. Mogą być to rowki płytkie lub głębokie, zamknięte lub otwarte, krótkie lub długie, szerokie lub wąskie wreszcie proste bądź też zakrzywione. W zależności od konkretnego zadania należy dobierać odpowiednią technikę oraz narzędzie. Frezy tarczowe są narzędziami dedykowanymi do operacji rowkowania bądź też odcinania materiału.
Mogą skutecznie wykonywać długie, głębokie otwarte rowki z gwarancją stabilności oraz produktywności takiej operacji. Można je także łączyć w zespoły zwielokrotniając objętość usuwanego materiału w jednym przejściu. Zdecydowanymi zaletami tego typu frezów jest możliwość stabilnego wybierania wąskich i głębokich rowków, dlatego powinny stanowić pierwszy wybór w tego typu aplikacjach.
Frezowanie gwintów
Obróbka gwintów na frezarkach jest możliwa w pełnym zakresie zastosowań zarówno dla gwintów wewnętrznych jak i zewnętrznych, prawych oraz lewych o dowolnych skokach. Do podstawowych narzędzi stosowanych w nacinaniu gwintów wciąż należą gwintowniki oraz narzynki. Bardziej zaawansowaną formą kształtowania gwintów wewnętrznych jest ich wygniatanie. Służą do tego celu tzw. wygniataki, które swoją konstrukcją bardzo przypominają gwintowniki z tą różnicą, że nie posiadają ostrzy, a jedynie wierzchołki oraz kanaliki smarne.
Ich praca polega na plastycznym formowaniu gwintu, przez co unika się tworzenia wiórów. Kolejnym sposobem kształtowania gwintów jest ich frezowanie. Mamy tutaj do dyspozycji szereg narzędzi mniej lub bardziej uniwersalnych pozwalających naciąć niemal każdy gwint. Frezowanie nie jest tak wydajną metodą jak wygniatanie, jednak pozwala na największą kontrolę nad procesem i stanowi jego uzupełnienie w przypadkach, gdzie nie możemy zastosować wygniataka.
Specyfika procesu frezowania CNC
Frezowanie CNC to bardzo obszerna dziedzina wiedzy technicznej. Ze względu na swoją elastyczność posiada ogromny potencjał w wytwarzaniu wszelkiego rodzaju komponentów. Oprócz tradycyjnych zastosowań, frezowanie jest często alternatywą dla innych metod jak choćby toczenie CNC. Podstawą do projektowania skutecznych i wydajnych procesów na frezarki jest znajomość technologii oraz zasad programowania.
Często te same zadania możemy wykonać na kilka lub nawet kilkanaście różnych sposobów. Nie znaczy to jednak, że każdy sposób jest dobry. Konfiguracja frezowania musi być starannie przemyślana. Mogą się pojawić głębokie kieszenie, cienkie ściany, obróbka przerywana czy wtrącenia w materiale, które trzeba uwzględnić. Wybór metody frezowania zależy też w dużej mierze od dostępnej obrabiarki, jej typu, wielkości i mocy. Inne możliwości dają ciężkie poziome centra obróbcze a inne obrabiarki pięcioosiowe oferujące płynne sterowanie we wszystkich osiach.
Specjaliści w naszej firmie doskonale poruszają się w arkanach wiedzy z zakresu frezowania CNC z użyciem nowoczesnych, wysokowydajnych centrów obróbczych. Dzięki temu potrafią odpowiednio zaplanować proces w taki sposób, żeby obróbka CNC Państwa części odbywała się w sposób jak najbardziej produktywny przy zachowaniu stabilnie wysokiej jakości produktów.
