Frezowanie metalu to forma kształtowania różnego rodzaju stopów przy pomocy narzędzi do obróbki skrawaniem. Można je wykonywać zarówno przy pomocy narzędzi ręcznych, elektronarzędzi, jak i specjalistycznych maszyn (frezarek, tokarek, również sterowanych numerycznie, czyli CNC).
Celem tej obróbki metalu jest uzyskanie obiektu lub części o określonych wymiarach, kształcie i właściwościach. Oczywiście – frezowanie metalu, zwłaszcza stopów wykorzystywanych przemysłowo, jest trudniejsze i wymaga wyspecjalizowanych narzędzi i obrabiarek. Jest to jednak proces znany od wieków, a obiekty produkowane przy jego użyciu są istotnym elementem wielu maszyn i przyłożyły się do przyspieszenia rozwoju wielu obszarów przemysłu i technologii.
Frezowanie metalu - na czym polega ten proces?
Frezowanie metalu polega na skrawaniu bloku wykonanego ze stopu w taki sposób, żeby uzyskać oczekiwany kształt elementu. Jest to jeden z procesów obróbki skrawaniem, w ramach którego frez, umieszczony na obracającym się z wysoką prędkością wrzecionie, usuwa drobne elementy bloku (zamieniając je w wióry) i nadając finalny kształt obiektowi.
Warto dodać, że frezowanie zaliczane jest do obróbki wiórowej, czyli takiej, w ramach której powstają wióry, a głowica skrawająca ma określoną geometrię i liczbę ostrzy.
Sam proces frezowania metalu może być realizowany w wielu płaszczyznach, dzięki czemu możliwe jest wykonanie obiektów o skomplikowanych kształtach i dużych wymiarach.
Sprawia to, że przy użyciu urządzeń frezarskich możliwe jest produkowanie wielu rodzajów części, często możliwych do wytworzenia w innych urządzeniach do skrawania (np. tokarkach).
Frezowanie daje jednak większą swobodę niż inne metody obróbki metalu, a dodatkowo – zwłaszcza w połączeniu ze sterowaniem numerycznym maszyny – pozwala na osiągnięcie wysokiej powtarzalności i niskich tolerancji wytworzonych obiektów. Dzięki temu frezowanie metalu CNC pozwala na zwiększenie szybkości i precyzji produkcji, co przekłada się na obniżenie kosztów wykonania większej ilości elementów.
Jednak klasyczne frezowanie stopów, bez elementu sterowania numerycznego, nadal ma zastosowanie przy produkcji pojedynczych obiektów.
Obróbka metalu przy pomocy skrawania zawsze wymaga:
- doboru odpowiednich frezów do obrabianego metalu,
- doboru odpowiedniej prędkości skrawania, w zależności od rodzaju metalu oraz etapu obróbki,
- podzielenia procesu frezowania metalu na etapy (wstępne/zgrubne, średniodokładne, dokładne i wykończeniowe) i dostosowania do każdego z nich odpowiednich prędkości skrawania, kinematyki i techniki obróbki.
W przypadku zamówienia usług frezowania metalu CNC niezbędne jest tylko podanie informacji o oczekiwanym produkcie oraz jego właściwościach fizycznych. Profesjonalny zespół operatorów zajmie się wyborem najlepszej techniki skrawania elementów z metalu, żeby osiągnąć najwyższej jakości części, zgodne z oczekiwaniami zleceniodawcy.
Rodzaje frezowania i obróbki metalu skrawaniem
Proces obróbki metalu skrawaniem może być podzielony ze względu na kryteria kinematyczne (ruchu głowicy) oraz konstrukcyjne (obrabiane płaszczyzny).
Frezowanie metalu, jak i innych materiałów, przy pomocy urządzeń frezarskich, można podzielić ze względów kinetycznych na:
- frezowanie przeciwbieżne – kierunek obrotu frezu jest przeciwny do ruchu wrzeciona po obrabianym bloku tworzywa. Jest to forma obróbki, która sprawdza się w obróbce zgrubnej, ponieważ redukuje wibracje i przyspiesza pracę, jednak kosztem jakości obrabianej powierzchni,
- frezowanie współbieżne – kierunek obrotu frezu jest zgodny z kierunkiem ruchu wrzeciona po obrabianym bloku. Jest on stosowany przy obróbce wykończeniowej, w dużej mierze dzięki wyższej precyzji i lepszej jakości powierzchni. Wadą tego rodzaju obróbki są znacznie wyższe drgania oddziałujące na frezarkę (CNC jak i zwykłą).
Samo frezowanie metalu można podzielić również ze względu na aspekty technologiczne, związane ze skrawaniem stopów i innych materiałów. Technologiczna klasyfikacja frezowania, ze względu na sposób usuwania niepotrzebnego materiału z bryły, to:
- frezowanie czołowe – powierzchnie skrawające frezu leżą na jego czole oraz części walcowatej, jednak główna część obróbki realizowana jest częścią czołową i to ona styka się z obrabianym materiałem;
- frezowanie walcowe – powierzchnie skrawające frezu (ostrza) leżą na powierzchni walcowej frezu i to ona styka się z obrabianym materiałem,
- frezowanie skośne – wykorzystywane są do niego specjalne frezy kątowe (ostrza są rozłożone na całej powierzchni skrawającej), które podczas obróbki tworzą z powierzchnią kąt o rozwarciu od 0 do 90 stopni.
Kluczowe parametry różnych metod obróbki metalu skrawaniem
Skrawanie metalu, zarówno tradycyjne, jak i przy pomocy frezarek CNC, wymaga zastosowania różnych parametrów pracy. Uzależnione jest to zarówno od etapu obróbki (wstępna, średniodokładna, wykończeniowa), jak i obrabianego materiału.
Różne stopy metali, w zależności od swoich właściwości fizycznych, wpływających na skrawalność, mogą być obrabiane przy pomocy różnych rodzajów frezów jak i przy użyciu różnych technik.
Kluczowe parametry frezowania metalu i innych materiałów, regulowane w procesie obróbki, to:
- głębokość skrawania – określa ona głębokość, na jaką zagłębia się frez podczas jednorazowego przejścia,
- szerokość skrawania – to odległość między powierzchnią obrobioną i obrabianą w kolejnych przejściach, czyli „nakładanie się” na siebie kolejnych obszarów usuwanego materiału,
- prędkość skrawania – bardzo istotny parametr, który przekłada się na to, jak szybko wykonywane jest frezowanie. Istotnym elementem jest prędkość obrotowa frezu, która uzależniona jest od rodzaju skrawanego metalu, zastosowanego frezu czy akceptowanych w danym procesie drgań,
- prędkość posuwu – czyli szybkość, z jaką element obrabiający (frez) przesuwa się po powierzchni obiektu obrabianego. Co ważne, elementem ruchomym frezarki może być zarówno wrzeciono napędzające frez (obiekt obrabiany pozostaje nieruchomy na stole frezarki), jak i obiekt obrabiany (wrzeciono i frez stacjonarne).
Każdy z tych parametrów powinien być dobrany pod kątem optymalnego wykorzystania możliwości obrabiarki CNC, jak również zastosowanych frezów.
Odpowiednio dobrane parametry frezowania metalu, drewna czy innych materiałów, przekładają się zarówno na wyższą trwałość frezarki i frezów, jak i wyższą jakość obrabianego przedmiotu.
Skrawanie tradycyjne i numeryczne - na czym polega frezowanie CNC
Frezowanie metalu tradycyjne, czyli takie, w którym wykorzystuje się frezarki ręczne lub wspomagane maszynowo, towarzyszy przemysłowi od wielu dekad. Przez lata służyło do produkcji zarówno prostych, jak i skomplikowanych elementów z metalu, drewna, tworzyw sztucznych i wielu innych materiałów.
Zapewnia ono wysoką efektywność i precyzję (zwłaszcza zrealizowane zgodnie ze sztuką), jednak dużą wadą tego rodzaju obróbki jest czaso- i pracochłonność. Sprawia to, że jest ono idealne do produkcji niewielkiej ilości identycznych elementów (najczęściej: pojedynczych), umożliwia zachowanie wysokiej precyzji wykonania, jednak kosztem znacznie niższej produktywności oraz konieczności ręcznego sterowania każdym ruchem wrzeciona skrawającego.
Prawdziwą zmianę we frezowaniu wprowadziło pojawienie się sterowania numerycznego (CNC: computer numerical control) w latach 50. XX wieku – umożliwiało ono znaczne przyspieszenie produkcji skomplikowanych elementów przy pomocy skrawania. Ta szybkość przekłada się zarówno na zmniejszenie czasu niezbędnego do obrobienia obiektu, jak i zmniejsza konieczność ręcznej obsługi urządzenia.
Wadą skrawania numerycznego jest czas niezbędny do zaprogramowanie wszystkich ruchów głowicy frezującej w formie przestrzennej w specjalistycznym oprogramowaniu CNC.
Dlatego technologia numerycznego frezowania sprawdza się przy produkcji większej ilości elementów – zazwyczaj od 100 w górę. W przypadku mniejszych ilości elementów często wybiera się klasyczne frezowanie – metalu i innych materiałów.
Kilka słów o nas
W RADMOT wykonujemy szeroką gamę usług związanych z obróbką metali. Nasz park maszynowy pozwala na realizację usług związanych z obróbką numeryczną: frezowanie CNC, toczenie CNC jak i wiele usług dodatkowych w tym mycie, anodowanie aluminium, znakowanie laserowe oraz montaż.
Skontaktuj się z nami i powiedz, czego potrzebujesz. Usługi CNC świadczymy od niemal 40 lat. Nasza wycena jest zupełnie darmowa. A jeśli będziesz mieć wątpliwości, jaka technologia sprawdzi się najlepiej u Ciebie, jesteśmy w stanie doradzić klientom z wielu branż w zakresie skrawania i szybko określić cenę obróbki zamawianych elementów – nasza fachowa wiedza jest do Twojej dyspozycji.
