Metal jest jednym z częściej wykorzystywanych materiałów w różnych gałęziach przemysłu. Do najczęściej stosowanych metod obróbki skrawaniem należy frezowanie metalu. Polega ono na skrawaniu metalu w określony sposób, aby uzyskać konkretny kształt i efekt. Frezowanie zaliczane jest do obróbki skrawaniem podobnie jak toczenie – różnica polega przede wszystkim na technice, w zależności od stosowanej metody nieruchome jest narzędzie lub obrabiany element. Dobór właściwej metody pozwala uzyskać odpowiednie efekty i wyprodukować część o określonych parametrach. Frezowanie można stosować w przypadku różnego rodzaju materiałów – zarówno stali (również nierdzewnej), jak i aluminium, mosiądzu, a także materiałów niemetalowych: drewna i tworzywa sztucznego.
Do frezowania metalu niezbędne są specjalistyczne narzędzia, które pozwolą na wykonanie takiego działania. Ten rodzaj obróbki wykonywany jest przy użyciu frezów piłkowych do metalu. To specjalne narzędzie do skrawania, które wyposażone jest w liczne ostrza na powierzchni walcowej lub czołowej. Podczas procesu obróbki narzędzie zostaje wprawione w ruch obrotowy, a zaostrzone elementy skrawają z obrabianego elementu wióry o określonej grubości. Wiele lat temu wykorzystywano do tego celu urządzeń wymagających niezwykłej precyzji od operatora zajmującego się obróbką – maszyny takie wciąż używane są w mniejszych warsztatach. Jednak współczesny przemysł stawia coraz to nowe wymagania przed wykonawcami zajmującymi się obróbką metalu. Kluczowymi kwestiami są precyzja wykonania, wydajność, w przypadku produkcji seryjnej – powtarzalność, a także niski koszt produkcji i czas realizacji. Żeby zapewnić klientom jakość świadczonych usług na właściwym poziomie, ważne jest odpowiednie wsparcie w postaci parku maszynowego. Nowoczesne maszyny pozwalają w znacznym stopniu zautomatyzować pracę i poprawić precyzję obróbki. Dlatego w zakładach produkcyjnych, specjalizujących się w obróbce metalu powszechnie korzysta się z technologii CNC.
Spis treści
Jakie wyróżniamy rodzaje frezowania metalu?
Możemy wyróżnić kilka rodzajów frezowania metalu – niezależnie od wybranej metody wykonania. Klasyfikacji rodzajów obróbki możemy dokonać, biorąc pod uwagę kryteria kinetyczne i konstrukcyjne. Kryteria kinetyczne dotyczą ruchu głowicy narzędzia i zgodnie z nimi dzielimy obróbkę na frezowanie przeciwbieżne oraz współbieżne. Z frezowaniem przeciwbieżnym mamy do czynienia w momencie, gdy kierunek obrotu frezu jest przeciwny do kierunku, w którym porusza się wrzeciono po obrabianej powierzchni materiału. Najczęściej ten sposób obróbki stosuje się na początkowym etapie produkcji do obróbki zgrubnej. Podczas stosowania tej metody wibracje są zredukowane, a sam proces frezowania jest znacznie szybszy niż w innych metodach. Należy jednak zauważyć, że efekt ten uzyskujemy kosztem jakości obróbki. Drugim rodzajem frezowania kinetycznego, jest frezowanie współbieżne, podczas którego kierunek ruchu frezu i ruch wrzeciona po obrabianym bloku są takie same. Podczas tego typu obróbki mamy do czynienia z wysokimi wibracjami wywieranymi na frezarkę, co jest wadą tej metody. Zaletami frezowania współbieżnego jest wysoka precyzja i znacznie wyższa jakość obrabianej powierzchni.
Pod względem klasyfikacji technologicznej możemy wymienić następujące rodzaje frezowania: frezowanie czołowe, walcowe i skośne. W przypadku frezowania czołowego obróbka realizowana jest za pomocą frezu, którego elementy skrawające umieszczone są przede wszystkim na części czołowej i walcowatej. Podczas obróbki ze skrawanym materiałem styka się część czołowa frezu. W przypadku frezowania walcowego ostrza frezu umiejscowione są na powierzchni walcowej frezu i to właśnie ta część styka się z materiałem poddanym obróbce. Wyróżniamy jeszcze frezowanie skośne, do którego stosuje się specjalistyczne ostrza skośne. Frezy umiejscowione są na całej powierzchni skrawającej. Podczas obróbki ostrza tworzą wraz z obrabianym materiałem kąt o rozwarciu 0-90 stopni, w zależności od efektu, jaki chcemy uzyskać.
Jakie parametry frezowania są ważne? Na co należy zwrócić uwagę?
Żeby uzyskać określony efekt i wyprodukować element o określonych właściwościach i wyglądzie, należy zwrócić uwagę na parametry frezowania. Na jakość produktu końcowego składa się kilka czynników, a jednym z nich jest właściwy dobór narzędzia, zapewnienie odpowiednich warunków podczas pracy frezarki, a co najważniejsze – kontrolowanie konkretnych parametrów maszyny. Do najistotniejszych parametrów w procesie obróbki skrawaniem zaliczamy:
- Prędkość skrawania – szybkość pracy ostrza maszyny przekłada się na czas obróbki materiału. Im szybciej ostrze maszyny porusza się po powierzchni obramianego elementu, tym czas obróbki będzie krótszy.
- Głębokość skrawania – parametr ten wskazuje grubość warstwy skrawanego materiału w czasie jednego przejścia maszyny przez element poddany obróbce.
- Szerokość frezowania – tym parametrem określa się maksymalną ilość skrawanego materiału, jaki może być usunięty w czasie jednego przejścia narzędzia, węglem jego średnicy.
- Prędkość posuwu – parametr ten powinien być dostosowany do możliwości technicznych frezarki. Prędkością posuwu określamy tempo przemieszczania się obrabianego elementu względem maszyny. Prędkość zależna jest od liczby ostrzy, a także odległości, jaką pokonuje frez w ramach jednego obrotu.
Zapewnienie właściwych parametrów podczas obróbki metalu jest kluczowe dla uzyskania zadowalających efektów frezowania. W dużej mierze uzależnione jest to od doboru odpowiedniej technologii i maszyny, przy pomocy której wykonujemy obróbkę skrawaniem. Właśnie z tego względu nasz park maszynowy wyposażyliśmy wyłącznie w najlepsze frezarki i centra frezarskie, przy pomocy których możemy wykonać prace frezarskie w metalu na najwyższym poziomie, z dbałością o niezbędne detale.
Czym jest frezowanie CNC? Dlaczego jest lepsze od konwencjonalnych metod?
Frezowanie metalu technologią CNC, to nic innego, jak połączenie znanego wszystkim procesu obróbki skrawaniem z nowoczesną technologią sterowania numerycznego (Computerized Numerical Control). Takie rozwiązanie pozwala na zaprogramowanie pracy maszyny, dzięki czemu jest w stanie samodzielnie, przy nadzorze operatora, wykonać określone zadanie. Metoda frezowania CNC umożliwia wykonanie niezwykle precyzyjnych i skomplikowanych elementów, z dużą dokładnością. Frezowanie CNC jest najczęściej realizowane przy wykorzystaniu pionowych centr frezarskich. Przy ich pomocy można poddawać obróbce zarówno powierzchnie płaskie, jak i kształtowe. Centra frezarskie to urządzenia wielofunkcyjne, które pozwalają na obróbkę metalu skrawaniem w szerokim zakresie.
Zaletą frezowania CNC jest możliwość wykonania złożonych i bardzo skomplikowanych kształtów. Jednocześnie obróbka metalu zajmuje znacznie mniej czasu niż w przypadku maszyn niezautomatyzowanych. Frezowanie CNC umożliwia wykonywanie produktów z metalu zarówno w ramach produkcji jednostkowej, seryjnej, jak i masowej. Niezależnie od wykonywanej ilości sztuk, produkty są wykonane z równą precyzją i dokładności detali. Podczas obróbki zachowywana jest dokładność wymiarowa i powierzchniowa, dzięki czemu możemy mieć pewność, że produkowany element spełnia wymagania klienta. Kolejną zaletą frezowania CNC jest możliwość zminimalizowania strat materiałowych i optymalne wykorzystanie materiału. To pozwala na zmniejszenie kosztów produkcji, przy zachowaniu najwyższej jakości elementu. Na obniżenie kosztów produkcji ma wpływ także zmniejszenie czasu frezowania metalu – korzystając z technologii CNC, można zrealizować dane zadanie jeszcze szybciej i sprawniej. Automatyzacja pracy sprawia, że produkcja zajmuje mniejszą ilość czasu, a brak konieczności zaangażowania pracowników w proces obróbki skrawaniem, to także zwiększenie bezpieczeństwa oraz zminimalizowanie ryzyka przestoi czy opóźnień. Dzięki możliwości zaprogramowania kształtu, jaki chcemy zyskać w wyniku obróbki skrawaniem CNC, zwiększamy szansę na dokładne odwzorowanie założeń projektowych. To także zmniejsza ryzyko popełnienia błędu podczas obróbki, który oznaczałby straty materiałowe i opóźnienie w produkcji (konieczność wprowadzenia poprawek lub wyprodukowania elementów o prawidłowych parametrach). Metoda frezowania CNC ceniona jest ze względu na swoją uniwersalność zastosowania. Nowoczesne urządzenia umożliwiają obróbkę różnych rodzajów stali, metali, a także drewna i materiałów drewnopochodnych oraz tworzyw sztucznych.
Podsumowując wszystkie zalety frezowania CNC, można także stwierdzić, że wybór tej metody to zwiększenie satysfakcji klienta – jest precyzyjnie, szybko, z zachowaniem najwyższej jakości, a przy tym z oszczędnością dla firmy.
Jak przebiega frezowanie CNC?
Frezowanie CNC różni się od konwencjonalnej obróbki przede wszystkim wykorzystaniem maszyny programowanej i sterowanej komputerowo. Urządzenie może rozpocząć pracę po zaprogramowaniu go przez specjalistę. Podczas pracy frezarki CNC nie jest konieczna kontrola czy zaangażowanie pracownika. Obsługa i programowanie maszyn frezujących CNC wymaga specjalistycznej wiedzy i doświadczenia. W praktyce oznacza to przyspieszenie pracy, ponieważ takie czynności jak ustawienie pozycji narzędzi i posuwów, zamocowanie narzędzia we wrzecionie, dobór odpowiednich obrotów wrzeciona i pozostałych ustawień realizowane jest bez konieczności zaangażowania pracownika. Każda z frezarek CNC obsługiwana jest przez konkretny język programowania. Właśnie w tym języku wprowadza się odpowiedni algorytm zawierający wytyczne dotyczące zadania, jakie ma wykonać maszyna. Do zadań operatora maszyny należy również ustawienie punktu zerowego, uzbrojenie maszyny i zamocowanie materiału.
Kiedy stosuje się frezowanie CNC?
Frezowanie wykorzystujące technologię CNC stosowane jest w różnych branżach. Specyfika tej metody i jej liczne zalety sprawiają, że można przy jej pomocy obrabiać różne rodzaje metali, o różnym przeznaczeniu. Przy użyciu frezarki CNC można wykonać elementy o skomplikowanych kształtach, w których istotne są najdrobniejsze detale. Najczęściej frezowanie CNC stosowane jest w produkcji seryjnej i masowej, ponieważ ze względu na automatyzację procesu umożliwia optymalizację czasu realizacji produkcji. Obróbka metali skrawaniem CNC sprawdzi się również w przypadku produkcji niewielkiej ilości elementów na specjalne zamówienie. Docenią ją szczególnie bardzo wymagający klienci, którym zależy na uzyskaniu części o niestandardowych wymiarach i bardzo wysokiej jakości wykonania. Z usługi frezowania CNC korzysta bardzo wiele branż związanych z przemysłem. Najczęściej zalety tej technologii doceniane są przez branżę elektroniczną, motoryzacyjną, robotykę, budownictwo maszyn, a także działy utrzymania ruchu. Przy pomocy frezarki CNC można wykonać elementy maszyn ulegające eksploatacji, które nie są już dostępne w sprzedaży.