Frezowanie to sposób wytwarzania przedmiotów poprzez usuwanie materiału z płaskiej powierzchni przy pomocy obracającego się narzędzia. Istnieją dwa główne sposoby frezowania: współbieżne i przeciwbieżne (konwencjonalne). Oba mają swoje zalety i wady, co może utrudnić wybór odpowiedniej metody. W tym artykule porównujemy różnice między frezowaniem kinematycznym i konwencjonalnym oraz przedstawiamy czynniki, które warto rozważyć podczas wyboru właściwej metody obróbki.
Co to jest frezowanie współbieżne?
Proces frezowania współbieżnego, zwany także frezowaniem w dół, polega na obrabianiu materiału przez obracające się narzędzie skrawające i przedmiot obrabiany, poruszające się w tym samym kierunku. Jedną z korzyści frezowania wznoszącego jest to, że nie ma ryzyka ponownego cięcia. Dzieje się tak, ponieważ zęby narzędzia skrawającego podczas frezowania uniosą się na obrabiany przedmiot, uwalniając skrawane wióry za narzędziem. Ważne jest, aby zauważyć, że proces ten zaczyna się od pełnej grubości materiału, ale grubość zmniejsza się wraz z postępem obróbki.
Co to jest frezowanie przeciwbieżne?
Frezowanie konwencjonalne CNC to tradycyjny sposób obróbki, w którym narzędzie skrawające obraca się w kierunku przeciwnym do obrabianego przedmiotu. Nazywa się to również frezowaniem górnym, ponieważ w przypadku frezowania przeciwbieżnego skrawanie odbywa się w górę. W przeciwieństwie do frezowania czołowego, przy konwencjonalnym frezowaniu końcowym tworzenie się wiórów zaczyna się od zera i stopniowo wzrasta. Ponadto, skrawki pozostają na drodze frezu, ponieważ obracają się do góry.
Główne różnice między frezowaniem współbieżnym, a przeciwbieżnym
Istnieją pewne różnice między frezowaniem konwencjonalnym a wznoszącym, które wpływają na proces i wyniki. Jednak główną różnicą między nimi jest sposób, w jaki narzędzie ugięte jest podczas skrawania. W przypadku frezowania konwencjonalnego, odchylenie narzędzia jest równoległe do kierunku cięcia, co daje większą kontrolę nad procesem i mniejsze ryzyko błędów. Natomiast podczas frezowania wznoszącego, narzędzie jest ugięte prostopadle do cięcia, co może wpłynąć na szerokość skrawania i dokładność. W przypadku obróbki zgrubnej, zaleca się stosowanie frezowania wznoszącego, ponieważ jest ono szybsze. Ponadto, wpływ odchylenia narzędzia na dokładność nie jest aż tak istotny, ponieważ obróbka wykańczająca poprawia precyzję przedmiotu.
Frezowanie metalu poprzez współbieżne i frezowanie przeciwbieżne- zalety
Oba procesy frezowania metalu i innej powierzchni obrabianej mają swoje zalety, w zależności od zastosowania. Ocenimy ich mechanizmy, ponieważ mogą one wpłynąć na wybór metody, która najlepiej pasuje do obrabianego obiektu. Analiza tych zalet jest istotna, ponieważ może pomóc w wyborze najlepszej metody obróbki dla danego przedmiotu. Na przykład, jedna metoda może być szybsza i bardziej efektywna w przypadku obróbki dużej liczby przedmiotów, podczas gdy druga metoda może zapewnić lepszą jakość obróbki, ale będzie wymagać więcej czasu i kosztów. Rozważenie zalet i wad obu metod jest kluczowe w celu wyboru najlepszej opcji.
Zalety frezowania współbieżnego
- Lepsza żywotność narzędzia
Narzędzia używane w tym procesie frezowania mają na ogół lepszą trwałość niż narzędzia stosowane w tradycyjnym frezowaniu. Dzieje się tak dlatego, że narzędzie nie jest poddawane dużym naprężeniom podczas skrawania. Narzędzia skrawające używane do frezowania wspornikowego zazwyczaj generują mniej ciepła i deformacji niż frezowanie konwencjonalne. Zmniejsza to zużycie narzędzia i wydłuża jego żywotność nawet o 50% w porównaniu z konwencjonalnym frezowaniem.
- Lepsze wykończenie powierzchni
W miarę postępu procesu frezowania wspornikowego grubość wiórów maleje, co powoduje mniejsze ugięcie podczas skrawania. Ponadto skrawanie podczas tego procesu powoduje osadzanie się wiórów za narzędziem, eliminując potrzebę ponownego skrawania i zapewniając doskonałe wykończenie obrabianej części.
- Niskie obciążenie skrawania i wytwarzanie ciepła
Mniej ciepła jest generowane podczas frezowania wspornikowego, ponieważ szerokość wióra zmniejsza się wraz z postępem skrawania. Dodatkowo, przy skierowanych w dół siłach skrawania, ogólne obciążenia skrawania i wymagania dotyczące mocowania są zmniejszone, zwłaszcza podczas frezowania poziomego. Siła skierowana w dół przez narzędzie może również pomóc w usuwaniu zanieczyszczeń podczas obróbki, ponieważ mocno trzyma przedmiot obrabiany na powierzchni pod nim.
- Łatwiejszy do zamocowania
Frezowanie wspornikowe działa z siłą skierowaną w dół, więc podczas frezowania czołowego pomaga wzmocnić obrabiany przedmiot do powierzchni pod nim, zmniejszając odpryski na cienkich podłożach.
Zalety frezowania przeciwbieżnego
- Wyższa stabilność
Konwencjonalne frezowanie ma tendencję do przyciągania przedmiotu obrabianego w kierunku operatora podczas skrawania, podczas gdy konwencjonalne frezowanie działa odwrotnie. Dzięki temu zapewnia operatorowi większą kontrolę, co przekłada się na większą stabilność. Konwencjonalne frezowanie nie powoduje nadmiernych wibracji w porównaniu z frezowaniem współbieżnym. Dlatego jest lepsze od konwencjonalnego frezowania pod względem stabilności.
- Gra zerowa
Brak luzu to jeden z czynników wyróżniających frezowanie konwencjonalne. Ta zaleta wynika z faktu, że konwencjonalne frezowanie nie pociąga stołu, zapewniając w ten sposób optymalną stabilność.
- Najlepsza kontrola
Podczas frezowania konwencjonalnego istnieje większa tendencja do odchylania się narzędzia od przedmiotu obrabianego. To przesunięcie zapewnia najmniejszą szansę przypadkowego cięcia. Co więcej, nawet jeśli takie nacięcia występują, mają one znikomą głębokość.
Wady frezowania przeciwbieżnego
Zarówno frezowanie współbieżne, jak i konwencjonalne mają swoje zalety, ale warto również zwrócić uwagę na ich wady. Oto kilka z nich.
Wady frezowania walcowo-czołowego:
- Odbicia
Jest to jedna z głównych wad frezowania tradycyjnego w porównaniu z frezowaniem konwencjonalnym.W górnym wrzecionie, zwłaszcza tam, gdzie siły działające na narzędzie są wystarczająco duże. Wyjaśnijmy to lepiej. Frezowanie w górę odbywa się z siłą skierowaną w dół. Siła ta zwykle działa nie tylko na przedmiot obrabiany, ale także na stół, wciągając go do narzędzia skrawającego. Przy wystarczającym prześwicie stół może pęknąć, powodując obrażenia operatora. Jest to szczególnie istotne, gdy narzędzie tnące pracuje z dużą wydajnością. Jednak dzisiejsze frezarki są wyposażone w eliminatory luzu. Pomaga go zmniejszyć, umożliwiając operatorowi maszyny czerpanie korzyści z szybkiego frezowania bez przeszkód.
- Nadmierne wibracje
Podczas frezowania wspornikowego praca z dużymi prędkościami lub obróbka grubych części może powodować silne wibracje. Przyczyną tych drgań jest działanie narzędzia na przedmiot obrabiany. Drgania te są szkodliwe, ponieważ często powodują odkształcenie narzędzia, co wpływa na dokładność. Mogą również uszkodzić obrabiane przedmioty.
- Nie nadaje się do twardszych materiałów
Ponieważ grubość wiórów jest największa na początku skrawania we frezowaniu wspornikowym, obróbka twardszych materiałów w tym procesie może spowodować uszkodzenie narzędzia skrawającego. Może się to zdarzyć w przypadku narzędzi skrawających wykonanych ze stali, żeliwa, tytanu i innych twardych materiałów. Więc jeśli chodzi o frezowanie twardszych narzędzi, lepszym wyborem będzie frezowanie konwencjonalne.
Wady frezowania konwencjonalnego
- Obróbka zgrubna
Podcięcie stosowane w tym procesie utrudnia uzyskanie gładkiego wykończenia. Wynika to z chropowatości powierzchni spowodowanej liczbą ugięć przedmiotu obrabianego i narzędzia. Jednak ta wielkość odkształcenia sprawia, że konwencjonalne frezowanie jest idealne do obróbki twardszych materiałów, takich jak stal i żeliwo.
- Generowanie za dużo ciepła
Inną wadą frezowania konwencjonalnego jest ciepło wytwarzane podczas obróbki. Ciepło to jest wytwarzane, ponieważ gromadzą się tutaj wióry, co często powoduje przegrzanie narzędzia skrawającego. Konsekwencją przegrzania narzędzia skrawającego jest skrócenie jego żywotności.
- Uszkodzenie narzędzia
Tarcie i siła skierowana ku górze, powstające podczas konwencjonalnego frezowania, często wytwarzają nadmierne ciepło. Nadmierne ciepło może również uszkodzić narzędzie, zmniejszając jego żywotność, precyzję i dokładność obrabianego przedmiotu.
Frezowanie współbieżne a przeciwbieżne- co wybrać?
Właściwy moment na wybór pomiędzy frezowaniem w górę i w dół zależy od zastosowania, wymagań, materiału i kilku innych czynników. Ogólnie rzecz biorąc, kiedy mówi się o porównaniu frezowania konwencjonalnego z frezowaniem górnym, ludzie często zakładają, że frezowanie górne jest lepsze, ponieważ ma minimalne obciążenie, oferuje lepsze wykończenie powierzchni i zapewnia trwałość narzędzia przez długi czas. Jednak nie jest to odpowiednie podejście w każdym przypadku, ponieważ posiada również istotne wady. Podobnie, jak konwencjonalne frezowanie ma pewne oczywiste zalety. Jednak jego ograniczenia są równie ważne. Dlatego kluczowym jest dogłębne zrozumienie obu procesów skrawania, aby mieć pewność, że dokonujemy właściwego wyboru i uzyskujemy spójne wyniki.
Oto kilka wskazówek, które pomogą Ci wybrać pomiędzy frezowaniem konwencjonalnym a wznoszącym.
- Preferuj frezowanie z podnoszeniem dla mniejszych części, które wymagają nieskazitelnego wykończenia.
- Nie używaj frezowania z podnoszeniem w przypadku frezarek ręcznych.
- Upewnij się, że używana maszyna tradycyjna posiada eliminator luzów podczas frezowania wznoszącego
- Stosuj konwencjonalne frezowanie do twardych i sztywnych materiałów lub utwardzonych elementów.
- Nie stosuj frezowania wznoszącego w pierwszym przejściu, jeśli materiał jest utleniony lub ma szorstką powierzchnię
- Aby uzyskać najlepszą dokładność, użyj frezowania wznoszącego w ostatnim przejściu.
- Rozważ o użyciu płytek ceramicznych, które usprawnią technikę frezowania.