M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

1

Maini de frezat

Mainile de frezat sunt destinate pentru prelucrarea urmtoarelor tipuri de suprafee:

- Plane

- Canale deschise

- Suprafee complexe cu diferite forme ale generatoarei i directoarei

Procesul de achiere se obine prin compunerea micrii principale (rotaia sculei) cu una sau

dou miscri de avans executate de semifabricat.

Traiectoria micarii de avans este rectilinie sau circular. Schemele de lucru cu dou micari de

avans coordonate (interpolate) se utilizeaz pentru generarea suprafeelor elicoidale sau pentru

conturarea suprafeelor complexe, prin comanda dup ablon sau prin comanda numerica (CNC).

Mainile de frezat cu destinaie general sunt:

- Maini de frezat plan i longitudinal

- Maini de frezat cu avans circular

- Maini de frezat cu consol

Maini de frezat universale

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

2

Aceste maini au un grad mare de universalitate prin faptul ca au posibilitatea de a efectua

operaia de frezare atat pe plan orizontal ct i pe plan vertical. Acest fapt este posibil datorit

faptului ca prezint doi arbori principali antrenai de la cutia de viteze amplasata n montantul

minii de frezat.

Maina de frezat universal pentru scule

Lanul cinematic principal are dou ramificaii, pentru micrile A1 i A2 (micarea A2 se

transmite la arborele principal VIII prin nchiderea cuplajului C1).

Cutie de viteze are trei grupe cinematice i asigur 12 = 3 x 2 x 2 trepte de turaie, cu

urmtoarele valori limit:

- Pentru arborele principal VI, n = 60....1200 rot/min;

- Pentru arborele principal VIII, n = 90....1800 rot/min

Cutia de avansuri asigura o gam de reglare cu 8 = 2 x 2 x 2 viteze, n intervalul 10....160

mm/min. Micrile de avans B,C i D se obin prin comutarea cuplajului C2 i a unuia din

cuplajele C5 i C6. Toate micrile de avans se pot obine i manual prin acionarea unor manete

cuplabile. Micrile de deplasare rapid se obin prin comutarea cuplajelor C2 i C3, prevsute

pentru cuplarea-decuplarea roii melcate 28 i a roii conice 62 fa de arborele XIV. Pentru

transmiterea micarii de la arborele XIV (elementul de ieire al cutiei de avansuri) la consola

mainii, s-a prevzut transmisia cardanic AC.

Maini de frezat cu consol

Aceste maini sunt destinate pentru prelucrarea pieselor de dimensiuni mici i mijlocii. Dup

poziia arborelui principal, aceste maini pot fi orizontale (fig.) i verticale.

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

3

La majoritatea mainilor de frezat cu consol, reglarea turaiei sculei i a vitezei de avans se

obine prin cutia de viteze respectiv cutia de avansuri.

a b

Maini de frezat plan

Prin simplificarea sistemului de elemente suprapuse pentru fixarea piesei de prelucrat, se obine

creterea rigiditii fa de cazul mainilor du consol. n aceste condiii, se pot aplica regimuri

intense de lucru i se mbuntete calitatea suprafeelor prelucrate. Aceste maini se utilizeaz

pentru prelucrarea

suprafeelor plane sau

profilate n producia de

serie.

Schema de principiu a unei

maini de frezat orizontale,

cu deplasarea mesei pe dou

direcii perpendiculare, este

prezentat n figura de mai

jos.

Mecanismele lanului

cinematic principal sunt

amplasate n carcasa capului

de frezat. Turaia arborelui

principal se regleaz n

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

4

trepte, prin cutia de viteze i prin roi

de schimb. Sistemul cinematic al

micrilor de avans i poziionare este

amplasat n interiorul batiului, avnd

n structur mecanismul de reglare al

vitezei de avans, cuplajele C1 i Cr

pentru selctarea regimului de

deplasare (avansul de lucru sau

deplasarea rapid) i angrenajele

comutabile din cutia de distribuie CD,

pentru selectarea direciei de micare.

Transformarea micrii de rotaie n

micare de translaie a organelor de

lucru se obine prin mecanismele cu

surub conductor SC1, SC2 i SC3.

n figura de mai jos se prezint

schema de principiu a unei maini

verticale de frezat plan, avnd masa

deplasabil pe dou direcii perpendiculare. Aceste maini sunt destinate pentru prelucrarea

suprafeelor plane, n condiiile unei producii de serie.

Principalele pri componente i micrile de avans-poziionare sunt identice cu cele prezentate

la maina orizontala de frezat plan. Prin utilizarea frezelor cilindro-frontale, se prelucreaz

suprafea superioar a pieselor montate pe masa de lucru 5. Arborele principal este prevzut cu

pinol ceea ce permite micarea de poziionare E, pentru stabilirea adncimii de achiere.

Sistemul cinematic al micrii de avans-poziionare este prevzut cu mecanism diferenial:

transmisia M2-CA-Dif-CD-SC asigur micarea de avans, iar prin M3-Dif-CD-SC se obine

deplasarea rapid pe direcia selectat.

1. Batiu,

2. Montant (carcas i contragreutate),

3. Unitate de lucru,

4. Mas longitudinal,

5. Unitate de acionare

6. Indicatoare electronice pe 3 axe

Maini de frezat longitudinal

Aceste maini sunt destinate prelucrrii suprafeelor plane, orizontale, verticale sau nclinate, la

piese de dimensiuni mari. Masa de lucru execut o singur micare de avans, fiind total rezemat

n ghidajele batiului, pe toat lungimea cursei. Rigiditatea mare a sistemului tehnologic permite

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

5

aplicarea unor regimuri intense de lucru, obinndu-se i o calitate superioar a suprafeelor

prelucrate.

Mainile de frezat longitudinal tip portal, cu doi montani, travers de rigidizare i travers de

poziionare sunt achipate cu 2, 3, sau 4 capete de frezat (orizontale i verticale)

Main de frezat tip portal cu mas deplasabil i travers fix

Centru de prelucrare prin frezare longitudinal cu ax vertical

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

6

Mainile cu dou capete de frezat orizontale fixe

Aceste tipuri de maini sunt utilizate n producia de serie i mas. Prin simplificarea construciei

i suprimarea micrilor de poziionare ale capetelor de frezat, se mrete rigiditatea ntregului

sistem.

Fiecare cap de frezat este prevzut cu doi arbori

principali, ceea ce permite degroarea i finisarea unei

suprafee la o singur trecere. Avnd n vedere

stabilitatea procesului tehnologic executat, turaia

arborilor principali se regleaz prin roile de schimb

Ap/Bp. Distana dintre suprafeele prelucrate cu cele dou

capete de frezat i adncimile de achiere se regleaz

prin micrile de poziionare C ale pinolelor arborilor

principali.

Lanul cinematic pentru micarea de avans longitudinal al mesei conine motorul M3, cutia de

avansuri CA, cuplajul C i un mecanism cu urub conductor pentru transformarea micrii de

rotaie n micarea de translaie. Pentru poziionarea mesei se cupleaz motorul M4 a crei

micare se transmite la a doua intrare n mecanismul diferenial.

Mainile de frezat longitudinale cu patru capete de prelucrare

Fiecare cap de frezat prezint o unitate cinematic independent, cu reglarea turaiei arborilor

principali prin cutii de viteze. La unele variante, reglarea se face prin roi de schimb i cutii de

viteze sau prin motoare cu dou turaii i cutii de viteze. Sensul de rotaie al micrii principale

se schimb prin comanda motorului de acionare respectiv.

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

7

Sistemul cinematic al micrilor de avans este prevzut cu mai multe ramificaii, pentru mas i

fiecare cap de frezat. Mecanismele respective sunt amplasate n batiul mainii i n carcasele

solidare cu traversa mobil.

Lanul cinematic al micrii de avans longitudinal conine motorul de acionare M5, cutia de

avansuri CA, cutia de distribuie CD1 i mecanismul melc-cremalier melcat pentru

transformarea micrii de roatie n micare de tyranslaie.

Pentru poziionarea mesei se comut cuplajul C din poziia 1 n poziia 2.

Lanurile cinematice pentru avansul capatelor de frezat orizontale sunt derivate din cutia de

distribuie CD1, avnd la ieire uruburile conductoare SC1 i SC2. Cutia de distribuie cuprinde

mecanismul de inversare i cuplaje pentru nchiderea lanurilor cinematice considerate.

Prelucrarea prin frezare i sculele utilizate pe mainile de frezat

Mainile de frezat universale sunt utilizate, n general, la executarea operaiilor de degroare i

finisare cu o precizie dimensional corespunztoare claselor 4...6 i o rugozitate a suprafeelor

cuprins ntre 6.3 i 1.6 m, la finisare.

n funcie de sensul micrii de avans fa de micarea principal de contact, se disting

urmtoarele dou procedee de frezare:

Frezarea contra avansului (fig.a)

Frezarea n sensul avansului (fig.b)

n cazul frezrii contra avansului, grosimea achiei crete de la o valoare apropiat de zero la o

valoare maxim, mrindu-se astfel efortul pe dinte, cretere favorabil din punct de vedere al

solicitrii sculei i a organelor mainilor unelte. Componenta vertical a forei de frezare, tinde s

smulg piesa de pe masa mainii i s o ridice. Se impune introducerea unui sistem digid de

prindere i susinere a piesei, n caz contrar, apar vibraii care influeneaz negativ rugozitatea

suprafeei obinute.

La frezarea n sensul avansului, grosimea achiei scade de la valoarea maxim spre 0, deci o

solicitare defavorabil pentru dinte i organele de lucru ale mainii. Avantajul const n faptul c

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

8

fora de frezare (componenta vertical a acesteia) apas semifabricatul pe masa mainii,

permind obinerea unei rugoziti mici i asigurnd o productivitate mai mare prelucrrii.

Sculele utilizate pentru operaia de frezare sunt numite freze i sunt selectate n funcie de fiecare

tip de prelucrare necesar. Astfel, frezele sunt prevzute cu un alezaj pentru montarea pe arborele

principal (fig.2.a), n cazul mainilor de frezat orizontale sau prezint o coad cilindric sau

conic (fig.2.b) pentru montarea pe mainile verticale. Prinderea acestor scule pe arborele

masinilor de frezat este prezentata in fig.3.a pentru sculele cu coada conica si in fig.3.b pentru

sculele cu coada cilindrica.

(a) (b)

Cele mai des utilizate freze sunt prezentate n cele ce urmeaz:

1. Frezele cilindrice sunt fie cu dinti drepti, fie cu dinti inclinati. Frezele cilindrice cu dinti

inclinati sunt utilizate in general in cazul operatiilor de frezare a suprafetelor largi pentru

a diminua vibratiile din timpul prelucrarii si pentru o calitate superioara a suprafetelor

rezultate (fig.4.a). Aceste tipuri de freze sunt in general utilizate pe masini de frezat

orizontale.

2. Frezele frontale sunt utilizate pentru realizarea suprafetelor plane orizontale (fig.4.b),

verticale (fig.4.c), sau inclinate (fig.4.d). Aceste freze sunt utilizate pe masini de frezat

verticale, masinile de alezat si frezat sau pe masinile cu unitatea de lucru inclinabila la un

unghi corespunzator.

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

9

3. Frezele disc sunt prinse pe arborele masinilor de frezat orizontale si sunt utilizate pentru

prelucrari verticale (fig.4.e) sau realizarea canalelor de pana (fig.4.f).

4. Frezele disc combinate (cu dinti alternativi) sunt montate pe arborele masinilor de frezat

orizontale si sunt utilizate pentru realizarea canalelor cu latini mari (fig.4.g).

5. Frezele disc pentru debitare (fig.4.h) sunt de asemenea utilizate pe masinile de frezat

orizontale.

6. Frezele inclinate (fig.4.i) sunt utilizate pe masinile de frezat orizontale pentru obtinerea

canelurilor longitudinale sau pentru tesirea muchiilor.

7. Frezele cilindro-frontale sunt scule utilizate pe masinile de frezat verticale (sau pot fi

prinse direct pe arborele principal al masinilor orizintale). Aceste scule sunt utilizate fie

pentru realizarea canalelor de pana (fig.4.j), fie pentru obtinrea a doua suprafete la 90

una fata de cealalta (fig.4.k).

8. Frezele deget sunt de obicei de forma cilindrica si sunt utilizate pe masini de frezat

verticale. Sunt utilizate pentru operatii de frezare diverse cu precizie medie, de obicei

degrosare (fig.4.l-m).

9. Frezele profilate sunt de obicei utilizate pe masini de frezat orizontale. Aceste scule pot fi

atat concave (fig.4.n) cat si convexe (fig.4.o).

10. Frezele T sunt utilizate pentru a realiza ghidajele de prindere de tip T, aceste freze fiind

de mai multe marimi. Canalele T sunt realizate prin doua etape consecutive:

a. Realizarea canalului principal cu o freza cilindro-frontala (fig.4.j),

b. Prelucrarea cu freza T (fig.4.p).

11. Frezele compuse sunt utilizate mai ales pentru realizarea suprafetelor complexe. Aceste

tipuri de freze pot obtine o productivitate ridicata si precizei (fig.4.q). Aceste freze, au

corpul sculei realizat din oteluri dure si mai putin costisitoare. Dintii acestor freze sunt

obtinuti din oteluri de inalta duritate, carburi metalice, ceramica sau nitruri boronice

cubice (CBN) si atasate mecanic pe suportul de baza al sculei cu ajutorul suruburilor de

fixare.

12. Frezele modul sunt utilizate pentru obtinerea rotilor dintate cu dinti drepti sau inclinati.

Aceste scule sunt destinate fie pentru masinile de frezat verticale (fig.4.r) sau orizontale

(fig.4.s). Masinile de frezat cu freze melc sau masinile de danturat (frezare prin rulare)

sunt utilizate pe scara larga pentru obtinerea productiei de masa a rotilor dintate.

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

10

M.U. suport laborator nr.9 2014/2015 semestrul 1

11

Prinderea semifabricatelor pentru operatia de frezare

Semifabricatele de dimensiuni mari sau care nu pot fi prinse intr-o menghina, sunt prinse direct

pe masa masinii de frezat utilizand pride standardizate, inaltatoare si suruburi T (fig.5).

Semifabricatele de dimensiuni mai reduse sunt prise, in mod frecvent, in menghine plane

(fig.6.a), rotative (fig.6.b) sau universale, ce se pot inclina si la anumite unghiuri (fig.6.c).

De asemenea, sunt utilizate si falci profilate in cazul semifabricatelor de forma neregulata.

Pentru o productivitae ridicata sunt utilizate insa, dispozitivele speciale de fixare orientare.