Zastosowanie frezów

Freza (od franc. fraise), wielozębne (wielokrawędziowe) narzędzie skrawające w postaci bryły obrotowej do obróbki metali i innych materiałów konstrukcyjnych skrawaniem (frezowaniem). Według typu (przeznaczenia) rozróżnia się frezy walcowe, czołowe, tarczowe rowkowe (jedno-, dwu- i trójstronne), do przecinania (rowkowe), trzpieniowe, do rowków wpustowych, teowe rowkowe, kątowe, kształtowe (w tym modułowo-tarczowe i palcowe), ślimakowe; według przekroju zęba — ostrokrawędziowe, zataczane; według kształtu zębów — z zębami prostymi, śrubowymi, o różnych kierunkach; według kierunku rowków śrubowych — z rowkami prawymi i lewymi; według konstrukcji — monolityczne, składane, zespolone, z zębami wstawianymi (nożami), komplety: według sposobu mocowania — nasadzane, z chwytem (stożkowym lub walcowym); według materiału części tnącej — ze stali szybkotnącej, węglika spiekanego, materiału kompozytowego.

Zastosowanie frezów ogranicza się jedynie fizycznymi i mechanicznymi właściwościami obrabianego materiału, a także wyobraźnią i pomysłowością technologa.

• Freza spiralna jednozwojowa z odprowadzaniem wiórów do góry
• Freza spiralna jednozwojowa z odprowadzaniem wiórów w dół
• Freza spiralna z dwoma i więcej zwojami
• Freza spiralna dwuzwojowa okrągła
• Freza kształtowa
• Grawer w kształcie V
• Grawer stożkowy
• Teoretyczne podstawy doboru warunków skrawania

1. Freza spiralna jednozwojowa z odprowadzaniem wiórów do góry

Stosowana do cięcia wszelkiego rodzaju miękkich materiałów z powstawaniem dużych wiórów. Frezy zaprojektowane są specjalnie dla wysokich prędkości obrotowych, co zapewnia wysoką prędkość obróbki materiału. Geometria rowka spiralnego pozwala swobodnie odprowadzać wióry, co sprzyja dobremu chłodzeniu frezu i wydłużeniu okresu jego użytkowania.

2. Freza spiralna jednozwojowa z odprowadzaniem wiórów w dół

Stosowana głównie do cięcia drewna, aby uniknąć odpryskiwania krawędzi cięcia. Frezy z odprowadzaniem wiórów w dół z powodzeniem stosowane są również do cięcia plastiku, PVC i akrylu na maszynach bez próżniowego dociskania materiału, ponieważ wycięty element się nie przesuwa i odpowiednio nie wymaga dodatkowego mocowania za pomocą taśmy dwustronnej.

3. Freza spiralna z dwoma i więcej zwojami

Stosowana do obróbki z powstawaniem drobniejszych wiórów i mniejszym ubytkiem materiału za jedno przejście. Liczba zębów i głębokość rowków zapewnia rozdrobnienie. Przy użyciu frezów o większej liczbie zwojów można uzyskać większą czystość obrobionej powierzchni.

4. Freza spiralna dwuzwojowa okrągła

Pozwala uzyskać powierzchnię o mniejszej chropowatości dzięki mniejszym wibracjom w procesie skrawania. Ten frez stosowany jest do wykonywania grawerunku w kształcie U (np. tekstu) na powierzchni materiału, a także jest wykorzystywany przy ostatecznej lub wstępnej obróbce obiektów trójwymiarowych (w zależności od wielkości najdrobniejszych elementów reliefu). Przy ostatecznej obróbce takim frezem twardych gatunków drewna, powierzchnia uzyskuje się wypolerowana i nie wymaga dodatkowej obróbki.
Spiralne frezy stosuje się też do wstępnej i ostatecznej (zależnie od geometrii obrabianej powierzchni) obróbki obiektów 3D i różnych kształtów.

5. Freza kształtowa

Stosowana do wykonywania różnych ramek i obramowań, których przekrój odpowiada profilowi frezu.

6. Grawer w kształcie V

Stosowany do wykonywania grawerunku v, zdejmowania fazy z ostrych krawędzi materiału lub przygotowania miejsca zgięcia na materiałach kompozytowych (ale lepiej z tą funkcją poradzi sobie frez do zginania).

7. Grawer stożkowy

Stosowany do obróbki drobnych elementów reliefu 3D lub wykonywania drobnego grawerunku v.

8. Teoretyczne podstawy doboru warunków skrawania

Prędkość obrotowa wrzeciona, prędkość posuwu to wszystko podstawy skrawania. Uzyskanie informacji na ten temat jest stosunkowo łatwe. W każdej książce o frezowaniu można znaleźć te informacje. Poniżej przedstawiono krótki konspekt jednej z takich książek. Wybór średnicy frezu do pracy określa się według dwóch parametrów - szerokości i głębokości frezowania.
Szerokość frezowania - szerokość obrabianej powierzchni zadawana jest z reguły na rysunku i określana rozmiarem detalu lub półfabrykatu. W przypadku obróbki kilku półfabrykatów zamocowanych obok siebie, szerokość frezowania zwielokrotnia się.
Głębokość frezowania - grubość warstwy materiału zdejmowanego frezem za jedno przejście. Jeśli trzeba zdjąć dużo, frez wykonuje dwa i więcej przejść. Przy czym ostatnie przejście wykonuje się z niewielką głębokością skrawania w celu uzyskania czystszej powierzchni obróbki. Takie przejście nazywa się frezowaniem wykańczającym w odróżnieniu od wstępnego lub zgrubnego frezowania, które wykonuje się z większą głębokością skrawania. Jednak przy niewielkim naddatku na obróbkę, frezowanie wykonuje się za jedno przejście.
Prędkość skrawania to droga (zwykle wyrażana w metrach), jaką przebywają krawędzie tnące zębów frezu w ciągu jednej minuty. Prędkość skrawania oblicza się według następującego wzoru: obwód frezu mnożymy przez liczbę zębów frezu i przez liczbę obrotów na minutę i wszystko dzielimy przez 1000 (zamieniamy milimetry na metry).

Odpowiednio: 

Prędkość skrawania zwykle określa się według tabel referencyjnych warunków skrawania. Ponieważ prędkość skrawania przy frezowaniu zależy od trwałości konkretnego frezu, zalecana w tabelach prędkość skrawania odpowiada temu, przy jakiej maksymalnej prędkości może zachodzić skrawanie bez uszkodzenia frezu.

Posuw to wielkość (zwykle wyrażana w milimetrach) przemieszczenia wrzeciona maszyny w kierunku wzdłużnym - Y, poprzecznym - X lub pionowym - Z.

Posuw na minutę - wielkość przemieszczenia wrzeciona w milimetrach w czasie równym jednej minucie. Obliczana według wzoru: posuw na minutę jest równy posuwowi na jeden ząb frezu pomnożonemu przez liczbę zębów frezu i pomnożonemu przez liczbę obrotów frezu na minutę.
to doskonała wartość początkowa dla obróbki trudno obrabialnych materiałów.

Ten posuw powinien być zwiększony lub zmniejszony w zależności od uzyskanego w praktyce wyniku, ale jego wartość powinna pozostać w granicach następującego zakresu:

• Według średnicy frezu, szerokości frezowania, głębokości skrawania i posuwu na jeden ząb, określa się prędkość skrawania i posuw minutowy. Należy uwzględniać szczególne warunki konkretnego frezowania: obecność lub brak chłodzenia, cechy konstrukcyjne frezu itd.
• Wykonać ustawienie prędkości obrotowej wrzeciona.
• Wykonać ustawienie posuwu wrzeciona.

• Nowy, ostry frez - zdatny do użytku.
  Oznaki: obecność fabrycznego smaru, normalny kolor powierzchni (bez przebarwień), równe, jednorazowe ostrzenie.
• Frez z normalnym zużyciem - dalsze użytkowanie frezu jest nieracjonalne, lepiej go naostrzyć.
  Oznaki: wystąpienie wibracji, pojawienie się nierównej (poszarpanej) powierzchni obróbki i nadmierne nagrzewanie wskutek wzrostu tarcia.
• Frez z katastrofalnym zużyciem - regeneracja frezu jest praktycznie niemożliwa.
  Oznaki: wizualnie widać, że krawędź robocza frezu jest zniszczona.