OBRÓBKA PŁASZCZYZN
Zgrubną obróbkę płaszczyzn wykonuje się w fabrykach samochodów i ciągników głównie przez frezowanie. Struganie i dłutowanie powierzchni znajduje zastosowanie tylko w oddziałach pomocniczych (narzędziowych i remontowych) tych zakładów. Wynika to stąd, że przy stosunku długości do szerokości obrabianych płaszczyzn spotykanym w częściach samochodów i ciągników, struganie jest przy znacznej skali produkcji znacznie mniej wydajne i mniej ekonomiczne niż frezowanie.
Struganie jest dostatecznie wydajne tylko przy obróbce wąskich i długich powierzchni, ponieważ w mniejszym stopniu występują wówczas wady charakterystyczne dla tego sposobu obróbki, a mianowicie:
znaczne straty na powrotne ruchy jałowe przy pracy na strugarkach;
ograniczone szybkości skrawania wskutek działania znacznych sił bezwładności przy ruchu stołu strugarki.
Ze względu na omówione wady struganie stosuje się tylko w określonych przypadkach, zależnych od skali produkcji i stosunku długości do szerokości obrabianej płaszczyzny.
W fabrykach samochodów i ciągników płaszczyzny frezuje się głównie frezami czołowymi. Ten sposób frezowania zapewnia większą wydajność w porównaniu z innymi sposobami frezowania, co wynika z następujących zalet:
bardzo sztywne uchwycenie narzędzia;
jednoczesne skrawanie kilkoma ostrzami freza, co wpływa na większą wydajność i spokojniejszą pracę narzędzia;
możliwość obróbki części od razu kilkoma frezami, rozmieszczonymi z różnych stron części;
możliwość stosowania frezów o znacznych średnicach i wielkiej liczbie ostrzy.
W niektórych przypadkach, w szczególności przy frezowaniu powierzchni kształtowych, stosuje się frezy walcowe, palcowe i inne.
Frezami walcowymi można frezować dwoma sposobami: „naprzeciw posuwu" (frezowanie przeciwbieżne) i „zgodnie z posuwem" (frezowanie współbieżne).
W pierwszym przypadku (rys. 9la) wiór przy końcu skrawania metalu przez każde ostrze staje się grubszy, w drugim (rys. 91b) — na odwrót staje się cieńszy.
Drugi sposób pozwala osiągnąć wyższą wydajność i otrzymywać gładszą powierzchnię. Wynika to stąd, że w pierwszym przypadku ostrze freza wykazuje przy rozpoczynaniu pracy niewielki poślizg względem obrabianej powierzchni, wskutek czego tępi się, a na obrabianej powierzchni występują karby.
Jednakże pierwszy sposób jest do tej pory bardziej rozpowszechniony, ponieważ przy stosowaniu drugiego sposobu (przy
którym ostrze freza pracuje z uderzeniami
wrzynając się w metal od razu na pełną Rys. 9L Frezowanie: a) przeciw-grubość wióra) należy stosować specjalne bieżne i b) współbieżne urządzenia do wyrównywania luzów w mechanizmach posuwu stołu, aby uniknąć szarpań stołu oraz połamania ostrza freza.
Istnieją frezarki przeznaczone wyłącznie do frezowania współbieżnego. Ponadto wiele frezarek radzieckich jest zaopatrzonych w urządzenia do wyrównywania luzów w mechanizmach posuwu stołu.
Szybkościowo frezuje się głównie za pomocą frezów czołowych z ostrzami wstawianymi, zaopatrzonymi w węgliki spiekane.
Możliwość zwiększenia wydajności przez zastosowanie frezów, których ostrza mają mały kąt przystawienia, wynika ze zmniejszonych nacisków jednostkowych. Przekrój wióra przy określonej głębokości skrawania i posuwu nie zależy od kąta przystawienia ostrza freza. Jednakże grubość wióra maleje wraz ze zmniejszeniem tego kąta, długość ostrza stykającego się z obrabianą powierzchnią rośnie, a siła przypadająca na jednostkę długości tego ostrza zmniejsza się. Wpływa to na zwiększenie trwałości narzędzia.
Jednakże przy posługiwaniu się takimi narzędziami wskutek zwiększenia składowej siły skrawania, skierowanej wzdłuż osi freza, należy stosować sztywne frezarki.
Zmniejszenie kąta przystawienia ostrzy frezów czołowych wpływa na poprawienie gładkości obróbki, jeśli inne warunki frezowania pozostają takie same.
Prof. M. J. Łarin i G. E. Rywkin zaprojektowali konstrukcję freza czołowo--stożkowego (rys. 92), którego kąt przystawienia jest bardzo mały (8—20°). Według danych M. J. Łarina przy obróbce takimi frezami wydajność może wzrosnąć kilkakrotnie w porównaniu z obróbką frezami o kącie przystawienia równym90°.
W wydziałach produkcyjnych fabryk samochodów i ciągników stosuje się następujące typy frezarek do frezowania płaszczyzn:
Frezarki pionowe jednowrzecionowe ze stołem prostokątnym i okrągłym.
Frezarki poziome ze stołem prostokątnym.
Frezarki podłużne: dwu-, trzy- i wiełowrzecionowe.
Frezarki karuzelowe: dwu- i wiełowrzecionowe.
Frezarki bębnowe: jednowrzecionowe jednostronne, dwuwrzecio-nowe dwustronne, czterowrzecionowe dwustronne.
Półautomaty frezarskie do obróbki drobnych części.
Frezarki specjalizowane (również zespołowe).
Frezarki specjalne.
Stosuje się następujące sposoby frezowania:
z umocowaniem na stole obrabiarki jednej części (obrabiarki wszelkich typów oprócz frezarek karuzelowych i bębnowych);
z umocowaniem na stole obrabiarki większej ilości części (frezarki pionowe, poziome i wzdłużne) i frezowaniem ich jednocześnie lub kolejno w rzędach;
frezowanie pozycyjne (frezarki pionowe, poziome i wzdłużne oraz półautomaty frezarskie);
frezowanie ciągłe (frezarki pionowe ze stołem okrągłym, frezarki karuzelowe i bębnowe oraz półautomaty frezarskie).
Na frezarkach wzdłużnych i bębnowych oraz na półautomatach i frezarkach specjalizowanych frezuje się części od razu z kilku stron.
Drobne części frezuje się często po jednej sztuce lub grupami metodą frezowania pozycyjnego z zastosowaniem przyrządów obrotowych (rys. 93a). W takich przyrządach jedną część (lub ich grupę) mocuje się
w czasie obróbki drugiej części (lub ich grupy). Po zakończeniu frezowania stół obraca się, zdejmuje obrobioną część (lub części) i mocuje nowe nieobrobione. W ten sposób czas na zdjęcie i mocowanie części pokrywa się z czasem maszynowym.
Jednoczesne (równoległe) frezowanie kilku części można wykonywać frezami czołowymi, jeśli średnice frezów odpowiadają ogólnej szerokości powierzchni ustawionych na stole części (rys. 93b).
Równoległą obróbkę kilku części można wykonywać również zespołami frezów tarczowych lub walcowych (rys. 93c).
Frezowaniem kolejnym nazywa się obróbkę szeregu części ustawionych jedna za drugą w kierunku posuwu stołu (rys. 93d). Stosuje się również frezowanie równolegle kolejne (rys. 93e). Można przy tym, podobnie jak w przypadku frezowania równoległego, stosować przyrządy obrotowe, ustawiając i mocując jedną grupę części w czasie frezowania drugiej grupy.
Jedną część lub grupę części można frezować na frezarkach poziomych lub pionowych, wykorzystując powrotny ruch stołu. W tym przypadku podczas obróbki części (lub grupy części) z jednej strony stołu, na jego przeciwległej stronie, zdejmuje się obrobione części i mocuje części surowe. Po zakończeniu frezowania części zamocowanych na jednym końcu stołu, zmienia się kierunek posuwu i stół ruchem przyspieszonym przesuwa się w kierunku przeciwnym. Nową partię półfabrykatów szybko doprowadza się do freza (lub zespołu frezów), po czym zaczyna się roboczy ruch stołu w tym samym kierunku.
W omawianym przypadku czas na umocowanie i zdejmowanie części pokrywa się z czasem maszynowym. Jednakże przy frezowaniu tym sposobem z użyciem frezów walcowych otrzymuje się przy ruchu stołu w jedną stronę frezowanie przeciwbieżne, a przy ruchu stołu w kierunku przeciwnym — frezowanie współbieżne. Oba te procesy trudno jest wykonywać na jednej i tej samej obrabiarce, co wynika z omówionych poprzednio właściwości różnych rodzajów frezowania.
Wiele płaszczyzn średnich i dużych części w rodzaju kadłubów (kadłuby silników, obudowy skrzyń biegów itp.), a niekiedy i małych części w produkcji masowej, obrabia się w sposób ciągły na frezarkach karuzelowych, bębnowych lub (przy obróbce drobnych części) na frezarkach pionowych z obrotowym stołem okrągłym. Frezowanie takie należy zaliczyć do najbardziej wydajnych sposobów obróbki.
Przy frezowaniu części umocowanych w rzędach można je mocować i zdejmować w czasie biegu obrabiarki. Jednakże przy frezowaniu części w rzędach traci się czas dodatkowy. Natomiast na frezarkach karuzelowych i bębnowych proces obróbki odbywa się bez strat na ruchy jałowe, skrawanie odbywa się prawie bez przerwy i części zdejmuje się również w czasie pracy obrabiarki ze strony przeciwległej do tej, na której znajdują się frezy. Przy tym można ustawić kolejno jedną za drugą dwie różne części lub jedne i te same części w różnych położeniach. W tym ostatnim przypadku na obrabiarkach umieszcza się odpowiednie różne przyrządy ustawcze kolejno jeden za drugim.
W fabrykach samochodów i ciągników stosuje się w szerokim zakresie do frezowania drobnych, masowo produkowanych części półautomaty frezarskie, które mają wszystkie ruchy zautomatyzowane. Obróbkę na takich obrabiarkach wykonuje się zwykle przez frezowanie pozycyjne kilkoma frezami; obrabiane części mocuje się w przyrządach wielomiejscowych.
Do nacinania rowków w łbach śrub i wkrętów oraz do przecinania nakrętek koronkowych stosuje się, oprócz wspomnianych półautomatów do frezowania pozycyjnego, również półautomaty frezarskie z ciągłym ruchem łańcucha obiegowego, w którym mocuje się obrabiane części.
Frezarki specjalizowane stosuje się w fabrykach samochodów i ciągników głównie przy obróbce dużych części (np. kadłubów silników). Specjalizacja polega najczęściej na ustawieniu na frezarkach poziomych lub wzdłużnych wielowrzecionowych głowic frezarskich.
Do wykańczającej obróbki płaszczyzn części ze stopów aluminium stosuje się tzw. frezowanie bardzo dokładne. Ten sposób obróbki w zasadzie jest podobny do bardzo dokładnego toczenia lub roztaczania. Podobnie jak przy tamtych rodzajach obróbki również przy frezowaniu bardzo dokładnym obróbkę wykonuje się przy dużych prędkościach, małych głębokościach skrawania i małych posuwach przypadających na jedno ostrze freza. Dla zapewnienia wysokiej gładkości obróbki stosuje się przy frezowaniu bardzo dokładnym frezy jedno-lub dwuostrzowe. W fabrykach samochodów i ciągników sposób ten jest mało rozpowszechniony.
Przy wykańczaniu płaszczyzn wielkich części (np. kadłubów silników) w fabrykach samochodów i ciągników stosuje się niekiedy wiórkowanie (shaving) metalu płaskim nożem.
Do tego celu można stosować frezarki wzdłużne. Na przykład w jednym z zakładów samochodowych do frezowania płaszczyzn kadłuba zastosowano trzywrzscio-nową frezarkę wzdłużną (rys. 94). Na obrabiarce z góry, skośnie ustawiono nóż. Przy ruchu stołu obrabiarki do przodu frezuje się płaszczyzny kadłuba z trzech stron. Przy powrotnym ruchu stołu odbywa się zdejmowanie cienkiej warstwy metalu przez wiórkowanie skośnym nożem górnej płaszczyzny kadłuba, co zastępuje szlifowania tej płaszczyzny.