Mașină de frezat

Mașină de frezat universală

Mașina de frezat este o mașină-unealtă utilizată pentru prelucrarea pieselor metalice sau a altor materiale în forme complexe.

Adesea este denumit în mod necorespunzător și tăietor , un termen care ar indica doar instrumentele care trebuie utilizate pe acest tip de mașină (din franceza fraise , fragoletta, datorită formei particulare a acestor vârfuri). În unele cazuri, poate fi numită și freză de alezat : acestea sunt tipuri speciale de freze, foarte frecvente astăzi, capabile să efectueze operațiuni de alezare datorită preciziei mari în controlul mișcării și stabilității capului motorizat.

Descriere și caracteristici

În forma sa cea mai simplă, o mașină de frezat nu este altceva decât un motor , de obicei destul de mic, pe care un instrument cu muchii de tăiere ( freză ) care se rotește pe axa tăietorului în sine este fixat cu ajutorul unui fus . Principiul este același cu burghiul , dar frezele sunt proiectate pentru a efectua acțiunea de tăiere pe partea sculei în locul vârfului, erodând astfel materialul în loc să-l găurească.

Mașinile de frezat trebuie să se poată deplasa pe suprafața piesei, acest lucru se poate face în două moduri:

Mutarea bancului de lucru pe două axe A și B și, eventual, ridicarea capului motorizat de-a lungul axei C.
Lăsând banca fixă și mișcând capul motorizat de-a lungul celor trei axe.

Primul sistem este cel mai utilizat pentru mașinile mici, în timp ce pentru cele mai mari cu mai mult de trei axe, denumite în mod obișnuit centre de prelucrare , se utilizează a doua metodă.

Mașinile de frezat pot fi controlate manual sau cu sisteme computerizate: în acest caz, mașina este definită ca "control numeric" sau "CNC" (" control numeric al computerului ").

Cele mai moderne mașini de alezat CNC sunt echipate cu sisteme automate de înlocuire a sculelor, capabile să facă procesul de producție complet automatizat: acest lucru permite pornirea de la materia primă pentru a ajunge la o piesă finită chiar și fără intervenția umană, făcând prelucrarea mai rapidă și mai ieftină. .

Principalul avantaj al mașinilor de frezat este de a avea foarte puține limite de forme care pot fi produse în prelucrare și de a putea efectua diverse operațiuni complexe cu un singur program de lucru, inclusiv găurirea , șlefuirea, alezarea, tăierea, rotunjirea ...

Mașinile de frezat sunt mașini din punct de vedere structural foarte solide, deoarece trebuie să absoarbă vibrațiile considerabile generate de capul motorizat fără a-i permite să oscileze sau să se agite. Când se lucrează pe materiale dure sau la viteze foarte mari (atingând zeci de mii de rotații pe minut), lichidele lubrifiante sunt utilizate pentru a optimiza răcirea vârfului și pentru a reduce stresul. Lubrifiantul are, de asemenea, funcția de a reține praful și așchii pentru a le face să curgă într-un mod controlat, împiedicându-le să crească uzura tăietoarelor sau să afecteze muchia de tăiere.

Tipuri de mașini de frezat

Control numeric computerizat .

Există două tipuri principale de mașini de frezat:

Vertical , Mașina de frezat vertical are un plan XY orizontal și un motor montat pe o axă Z verticală, combinația mișcării pe cele trei axe produce căi tridimensionale și permite mașinii, efectuând mișcări numai pe axa Z, să efectueze găuri și plictisitoare.
Orizontală Mașina de frezat orizontală are întotdeauna o platformă XY, dar unitatea de tăiere este montată pe un ghidaj lateral: structura lor seamănă vag cu ferăstraie circulare mari. Acestea sunt utilizate în principal pentru a aplatiza blocuri de material sau pentru a realiza fante, caneluri și buzunare continue. Ele pot fi instalate într-un lanț pentru a crea sisteme de producție complexe.

La acestea se adaugă „ centrele de prelucrare ”, mașini cu 4 sau mai multe axe.

Limitele actuale de precizie ale centrelor moderne de prelucrare CNC scad la ordinea unui micron (0,001 milimetri), chiar dacă sunt necesare condiții speciale de lucru pentru a obține o astfel de precizie, cum ar fi un mediu cu aer condiționat, o bază solidă a podelei, sonde termice pe axele, cântarele optice etc ....

Centrele de prelucrare cu 4 sau mai multe axe sunt potrivite pentru prelucrarea de înaltă precizie, deoarece permit un număr mai mic de prindere a pieselor decât mașinile de frezat cu 3 axe tradiționale. De fapt, trebuie considerat că de fiecare dată când este necesară modificarea poziției piesei care urmează a fi prelucrată, există o inevitabilă pierdere a preciziei poziționării relative între procesele efectuate înainte și după schimbarea poziționării piesei.

Centrele de prelucrare cu 4 sau mai multe axe, pe de altă parte, permit, tocmai datorită numărului mai mare de axe controlate simultan, să finalizeze operațiile de prelucrare necesare pentru 3 sau mai multe fețe în același timp. În cazul unui centru de prelucrare cu 5 axe este posibil să se lucreze până la 5 fețe cu o singură prindere a piesei de prelucrat, rămânând în mod natural exclus de la prelucrarea feței utilizate pentru prindere .

Instrumente

Instrumentele (pentru diverse materiale, în special metal, lemn și plastic) utilizate la centrele de prelucrare sunt standardizate; la fel și cele pentru mașinile de frezat tradiționale, deși într-o măsură mai mică.

Mașinile de frezat pot monta freze și burghie care includ tija pentru atașarea la ax și muchiile de tăiere pe un tip monobloc (integral) sau "insert", care necesită introducerea blocurilor de tăiere în material tehnoceramic sau widia (carbură) sau HSS . Acest al doilea tip este utilizat pentru prelucrarea pieselor mari și a materialelor foarte dure, în timp ce primul este răspândit mai ales în lumea prototipurilor rapide . sau la viteză mare.

sfaturi
Bărbați
Alezori
Freze

Cele mai frecvente tipuri de freze sunt:

tăietor cilindric
- prin nivelare: muchiile tăietoare sunt pe partea din față, este folosit pentru a crea fețe plane.
- pentru tăiere: sunt de obicei destul de lungi, cu lamele care se desfășoară pe toată lungimea tijei până la atașarea la ax. Acestea poartă lame în spirală sau elemente de tăiere cu forme speciale, eventual montate și în spirală, dar ușor depășite. Sunt folosite pentru netezirea uniformă a pereților verticali, fără a lăsa urme de pasaje multiple.

Suport pentru scule CAT-40

tăietor de con trunchiat: sunt potrivite pentru diferite tipuri de utilizare, în special pentru finisaje, și sunt disponibile într-o mare varietate de versiuni.
freză sferică: folosită pentru finisarea lucrărilor, frezele cu bile sunt utilizate pentru a elimina „pașii” de trecere a frezelor mari folosite la degroșare. Dacă faceți treceri foarte apropiate, suprafața rezultată este uniformă, altfel pot fi vizibile „valuri” mici. utilizate pe scară largă în programarea 3D, pot fi utilizate și pentru realizarea de fileuri și șanfrene chiar și cu raze foarte mici și în cavități adânci
freze de forme particulare: există freze cu forme diferite, utilizate pentru procese specifice. Pot fi conice (pentru realizarea crestăturilor conice), eliptice (pentru armături speciale), disc sau teșit.

Suport de scule

Suporturile pentru scule la rândul lor pot monta blocuri de diferite forme: cele mai frecvente sunt cele pătrate, triunghiulare, romboide, octogonale.

Suport scule cu blocare R8

În SUA, cel mai comun standard de fixare pentru suporturile de scule este CAT. Instrumentele CAT, numite și instrumente cu „flanșă în V” sunt cele mai vechi și mai frecvente; au fost inventate de Caterpillar Inc. din Peoria (Illinois) pentru a standardiza tipurile de scule utilizate pe mașinile lor. Sunt disponibile într-o gamă de dimensiuni, denumite CAT-30, CAT-40, CAT-50 etc. Numărul se referă la dimensiunea conului ; cu toate acestea, adaptoarele sunt disponibile pentru a avea diferite măsuri pe o singură conexiune.

Mai recent este sistemul BT ToolinG, foarte asemănător cu cel anterior, diferă prin a fi simetric în raport cu axa de rotație . Sunt mai stabile și mai echilibrate și pot funcționa la turații mai rapide.

În Europa , sistemul principal este HSK. Considerat cel mai bun pentru viteze mari, este caracterizat prin faptul că are sistemul de blocare a muchiei de tăiere într-o cavitate internă a suportului sculei . Pe măsură ce viteza de rotație crește, aderența pe blocurile de tăiere crește, făcând aderența mai puternică și mai sigură.