Przezwyciężanie trudności podczas frezowania

Drgania

• Słabe mocowanie

• Ocenić kierunek oddziaływania całkowitej siły skrawania i zapewnić odpowiednie podparcie lub ulepszyć mocowanie
• Zredukować wartość siły skrawania poprzez zmniejszenie głębokości skrawania, a_p
• Wybrać frez z rzadką, nierównomierną podziałką, o bardziej dodatniej geometrii
• Wybrać geometrię z mniejszym promieniem naroża i o krótszej pomocniczej krawędzi skrawającej
• Wybrać drobnoziarnisty gatunek płytki niepokrywanej lub płytkę o cienkim pokryciu
• Unikać obróbki w sytuacji, gdy przedmiot obrabiany jest słabo podparty w kierunku oddziaływania całkowitej siły skrawania

• Przedmiot obrabiany wrażliwy na frez wywierający nacisk w kierunku osiowym

• Rozważyć zastosowanie frezu walcowo-czołowego (z kątem przystawienia 90 stopni) o geometrii dodatniej
• Wybrać płytkę o geometrii L
• Zmniejszyć wartość osiowej składowej siły skrawania – np. przez zmniejszenie głębokości skrawania, promienia naroża i długości pomocniczej krawędzi skrawającej
• Wybrać frez o rzadkiej, nierównomiernej podziałce
• Upewnić się, że ostrza nie zostały stępione
• Minimalizować odchyłkę bicia promieniowego oprawki
• Poprawić mocowanie narzędzia

• Zbyt długi wysięg narzędzia

• Zastosować jak najkrótszy wysięg
• Wybrać frez o rzadkiej, nierównomiernej podziałce
• Zrównoważyć promieniowe i osiowe składowe siły skrawania – kąt przystawienia 45, duży promień naroża lub frez na płytki okrągłe
• Zwiększyć posuw na ostrze
• Zastosować geometrię do obróbki z niskimi oporami skrawania
• Zmniejszyć osiową głębokość skrawania, a_f
• Podczas wykończania zastosować frezowanie przeciwbieżne
• Zastosować frezy o nadwymiarowej średnicy skrawania i adaptery ze złączem Coromant Capto®
• W przypadku pełnowęglikowych frezów trzpieniowych i frezów z wymiennymi częściami roboczymi należy użyć narzędzia z mniejszą liczbą ostrzy i/lub większym kątem pochylenia linii śrubowej

• Frezowanie walcowo-czołowe przy użyciu niestabilnego wrzeciona

• Wybrać frez o jak najmniejszej średnicy
• Wybrać frez i płytkę o dodatniej geometrii do skrawania z niskimi oporami
• Wypróbować frezowanie przeciwbieżne
• Sprawdzić, czy odchylenie wrzeciona jest dopuszczalne dla tej obrabiarki

• Nieregularna prędkość posuwu

• Wypróbować frezowanie przeciwbieżne
• Skorygować mechanizm sterowania posuwem obrabiarki: dokręcić śrubę pociągową na obrabiarce CNC
• Wyregulować śrubę blokującą lub wymienić śrubę kulową w tradycyjnych obrabiarkach

• Parametry skrawania

• Zmniejszyć prędkość skrawania, v_c
• Zwiększyć wartość posuwu na ostrze, f_z
• Zmienić głębokość skrawania, a_p

• Mała stabilność

• Zmniejszyć wysięg
• Poprawić stabilność układu

• Wibracje podczas obróbki w narożnikach

• Zaprogramować obniżenie prędkości posuwu podczas frezowania narożników o dużym promieniu zaokrąglenia

Zakleszczanie się wiórów
Częsta przeszkoda podczas obróbki całą szerokością narzędzia –
zwłaszcza materiałów generujących długie wióry

• Uszkodzenie naroża ostrza
• Wykruszanie i pękanie krawędzi skrawających
• Ponowne przecinanie wiórów

• Poprawić odprowadzanie wiórów, stosując dużą ilość właściwie kierowanej cieczy obróbkowej lub sprężonego powietrza
• Zmniejszyć wartość posuwu na ostrze, f_z
• Rozłożyć głębokie skrawanie na kilka przejść
• Wypróbować frezowanie przeciwbieżne podczas frezowania głębokich rowków
• Zastosować frezy o rzadkiej podziałce
• Zastosować pełnowęglikowe frezy trzpieniowe lub frezy z wymiennymi częściami roboczymi, z dwiema lub maksymalnie trzema ostrzami i/lub większym kątem pochylenia linii śrubowej

Ponowne skrawanie wiórów
Występuje podczas obróbki całą szerokością frezu i obróbki kieszeni –
zwłaszcza w tytanie. Często zdarza się także podczas frezowania głębokich wybrać i kieszeni na obrabiarkach pionowych.

• Pęknięcia krawędzi skrawającej
• Szkodliwe dla trwałości narzędzia i bezpieczeństwa
• Zakleszczanie się wiórów

• Usunąć skutecznie wióry, wykorzystując sprężone powietrze lub obfity przepływ cieczy obróbkowej – najlepiej chłodziwa doprowadzanego wewnętrznie
• Zmienić położenie frezu i strategię drogi narzędzia
• Zmniejszyć wartość posuwu na ostrze, f_z
• Rozłożyć głębokie skrawanie na kilka przejść

Niezadowalająca jakość powierzchni obrobionej

• Zbyt duża wartość posuwu na obrót

• Ustawić osiową wysokość krawędzi skrawających frezu lub wybrać płytki o zbliżonej wielkości rzeczywistej. Sprawdzić wyrównanie położenia ostrzy za pomocą wskaźnika
• Sprawdzić odchyłkę bicia na wrzecionie i stan powierzchni mocowania frezu
• Zmniejszyć posuw na obrót do maks. 70% długości pomocniczej krawędzi skrawającej
• W miarę możliwości użyć płytek wiper (do obróbki wykończeniowej)

• Drgania

• Tworzenie się narostu

• Zwiększyć prędkość skrawania, v_c, aby podnieść temperaturę w strefie skrawania
• Odciąć dopływ cieczy obróbkowej
• Użyć płytek z ostrymi krawędziami skrawającymi, o gładkiej powierzchni natarcia
• Użyć płytki o geometrii dodatniej
• Wypróbować gatunek cermetalowy o wyższym zakresie parametrów skrawania

• Skrawanie "tylną częścią" głowicy

• Sprawdzić nachylenie wrzeciona (ok. 0,10 mm/1000 mm (0.004 cala/39.370 cala))
• W przypadku obróbki wykończeniowej odchyłka bicia wrzeciona w kierunku osiowym nie powinna przekraczać 7 mikrometrów
• Zmniejszyć promieniową składową siły skrawania (zmniejszyć głębokość skrawania, a_p)
• Wybrać frez o mniejszej średnicy
• Sprawdzić odchyłkę równoległości wydłużonej pomocniczej krawędzi skrawającej płytki wiper do pomocniczych krawędzi skrawających pozostałych płytek na głowicy (nie może być ona pochylona do wewnątrz ani na zewnątrz)
• Upewnić się, że nie występuje ruch oscylacyjno-obrotowy frezu - dopasować powierzchnie mocowania

• Zatarcie na przedmiocie obrabianym

• Zmniejszyć wartość posuwu na ostrze, f_z
• Wybrać frez z podziałką normalną lub gęstą
• Ustawić frez w taki sposób, aby uzyskać cieńsze wióry na wyjściu ostrza z materiału
• Wybrać bardziej odpowiedni kąt przystawienia (45 stopni) i geometrię do skrawania z mniejszymi oporami
• Wybrać ostrą płytkę
• Monitorować starcie na powierzchni przyłożenia, aby uniknąć nadmiernego zużywania się

Tworzenie zadziorów

• Dotyczy konkretnego materiału – superstopy żaroodporne (HRSA)/ stal nierdzewna
• Główny mechanizm zużycia – wrąb (karb)

• Zastosować duży promień naroża ostrza, dający w efekcie mały kąt przystawienia
• Utrzymywać głębokość skrawania poniżej długości promienia zaokrąglenia naroża
• a_p = 0,5 x promień naroża

Zapotrzebowanie na moc

Należy pamiętać o charaketrystyce mocy napędu wrzeciona obrabiarki, gdyż maszyna może nie dysponować wystarczającą mocą dla zbyt niskiej wartości prędkości obrotowej.

Zapotrzebowanie na moc podczas frezowania zależy od następujących czynników:

• Ilość metalu do skrawania
• Średnia grubość wiórów
• Geometria frezu
• Prędkość skrawania

• Przejść z podziałki normalnej na rzadką, tj. zmniejszenie liczby ostrzy na danej średnicy skrawania
• Frez o dodatniej geometrii charakteryzuje się mniejszym zapotrzebowaniem na moc, niż frez o geometrii ujemnej
• Zmniejszyć prędkość skrawania przed redukcją prędkości posuwu
• Zastosować frez o mniejszej średnicy i wykonać kilka przejść
• Zmniejszyć głębokość skrawania, a_p

Starcie na powierzchni przyłożenia
Szybkie ścieranie powodujące złą jakość wykończenia powierzchni lub niedokładność wymiarową przedmiotu.

• Zbyt duża prędkość skrawania
• Zbyt mała odporność na zużycie ścierne
• Zbyt niski posuw, f_z

• Zmniejszyć prędkość skrawania, v_c
• Zastosować gatunek o większej odporności na ścieranie
• Zwiększyć posuw, f_z

Starcie na powierzchni przyłożenia
Bardzo duże zużycie ostrza, powodujące krótką trwałość.

• Drgania
• Ponowne przecinanie wiórów
• Formowanie zadziorów
• Duża chropowatość powierzchni
• Wydzielanie ciepła
• Duży hałas

• Zwiększyć posuw, f_z
• Stosować frezowanie współbieżne
• Zadbać o efektywne odprowadzanie wiórów za pomocą sprężonego powietrza
• Zapoznać się z zalecanymi parametrami skrawania

Starcie na powierzchni przyłożenia
Nierównomierne zużycie powodujące uszkodzenie naroża.

• Wysoka odchyłka bicia na narzędziu
• Drgania
• Mała trwałość
• Duża chropowatość powierzchni
• Duży hałas
• Zbyt duża wartość promieniowej składowej siły skrawania

• Zmniejszyć odchyłkę bicia do wartości poniżej 0,02 mm (0.0008 cala)
• Sprawdzić stan oprawki i tulei zaciskowej
• Zmniejszyć do minimum wysunięcie narzędzia z oprawki zaciskowej
• Zmniejszyć liczbę ostrzy zagłębionych jednocześnie w materiale
• Wybrać narzędzie o większej średnicy
• W przypadku pełnowęglikowych frezów trzpieniowych i frezów z wymiennymi częściami roboczymi należy wybrać większy kąt pochylenia linii śrubowej (a_p ≥45°)
• Podzielić osiową głębokość skrawania, a_p, na kilka przejść
• Zmniejszyć wartość posuwu na ostrze, f_z
• Zmniejszyć prędkość skrawania, v_c
• Obróbka z wysokimi prędkościami wymaga płytkich przejść
• Poprawić mocowanie narzędzia i przedmiotu obrabianego

Zużycie kraterowe (żłobek na powierzchni natarcia)
Nadmierne starcie, powodujące osłabienie krawędzi. Gdy linia krawędzi skrawającej ulegnie przerwaniu, skutkiem będzie zła jakość powierzchni obrobionej.

• Dyfuzja na powierzchni natarcia spowodowana zbyt wysoką temperaturą wytworzoną w trakcie skrawania

• Wybrać gatunek z pokryciem zawierającym tlenek glinu Al203
• Zastosować płytkę o dodatniej geometrii
• Zmniejszyć prędkość skrawania, aby obniżyć temperaturę. W drugiej kolejności zmniejszyć prędkość posuwu

Odkształcenie plastyczne
Odkształcenie krawędzi, obniżenie lub wgłębienie krawędzi przyłożenia
skutkujące złą kontrolą spływu wiórów, dużą chropowatością
powierzchni i wyłamaniem ostrza.

• Zbyt wysoka temperatura i nacisk

• Zastosować gatunek o większej odporności (twardszy)
• Zmniejszyć prędkość skrawania, v_c
• Zmniejszyć wartość posuwu na ostrze, f_z

Wykruszanie krawędzi
Część krawędzi skrawającej, która nie jest zagłębiona w materiał, zostaje uszkodzona przez uderzenia wiórów. Uszkodzona może zostać zarówno górna część płytki, jak i jej podparcie, co powoduje niską jakość faktury powierzchni i nadmierne starcie na powierzchni przyłożenia.

• Wióry są odginane na krawędź skrawającą

• Zastosować bardziej udarny gatunek
• Wybrać płytkę z wytrzymalszą krawędzią skrawającą
• Zwiększyć prędkość skrawania, v_c
• Zastosować dodatnią geometrię
• Zmniejszyć posuw na początku przejścia
• Poprawić stabilność układu

Wykruszanie krawędzi
Małe wykruszenia na linii krawędzi skrawającej powodujące
dużą chropowatość powierzchni i nadmierne starcie na powierzchni przyłożenia.

• Zbyt kruchy gatunek
• Zbyt słaba geometria płytki
• Narost

• Zastosować bardziej udarny gatunek
• Wybrać płytkę o bardziej wytrzymałej geometrii
• Zwiększyć prędkość skrawania, v_c, lub wybrać płytkę o bardziej dodatniej geometrii
• Zmniejszyć posuw na początku przejścia

Wręby (karby)
Powodują dużą chropowatość powierzchni i ryzyko pęknięcia krawędzi.

• Skrawane materiały utwardzające się wskutek obróbki
• Naskórek odlewniczy lub zgorzelina

• Zmniejszyć prędkość skrawania, v_c
• Zastosować bardziej udarny gatunek
• Zastosować płytkę o bardziej wytrzymałej geometrii
• Zastosować kąt przystawienia bliższy kątowi 45 stopni
• Zastosować płytki okrągłe, aby osiągnąć jak najlepsze rezultaty
• Zastosować zmienną wartość a_p, aby opóźnić zużycie

Pęknięcia cieplne
Małe pęknięcia prostopadłe do krawędzi skrawającej powstające z powodu wahań temperatury
powodujące zatarcie i dużą chropowatość powierzchni.

• Skrawanie przerywane
• Wahania zasilania cieczą obróbkową

• Zastosować bardziej udarny gatunek o lepszej odporności na pęknięcia cieplne
• Ciecz obróbkową należy stosować w dużej ilości lub nie stosować jej wcale

Narost
Narost na krawędzi skrawającej powodujący złą jakość wykończenia powierzchni i ścięcie krawędzi w momencie odrywania narostu.

• Zbyt niska temperatura w strefie skrawania
• Bardzo przywierający materiał, np. stal niskowęglowa, stal nierdzewna czy aluminium

• Zwiększyć prędkość skrawania, v_c
• Zmienić geometrię płytki na bardziej odpowiednią

Narost na krawędzi
Materiał przedmiotu obrabianego jest zgrzany z krawędzią skrawającą.

• Nazbyt mała prędkość skrawania, v_c
• Zbyt mała wartość posuwu na ostrze, f_z
• Ujemna geometria płytki
• Zła jakość powierzchni obrabianej

• Zwiększyć prędkość skrawania, v_c
• Zwiększyć posuw, f_z
• Zastosować dodatnią geometrię
• Zastosować rozpylony olej lub ciecz obróbkową