imadło,

strona w trakcie budowy

Spis treści

1. Wstęp - opis operacji
2. Informacje techniczne dotyczące frezów składanych
3. Informacje techniczne dotyczące frezów pełnowęglikowych

1. Wstęp - opis operacji

Istnieje wiele metod frezowania gwintów do których stosowane są rozmaite narzędzia. W ofercie naszej firmy przedstawiamy takie narzędzia firmy FANAR.

Cechą charakterystyczną frezowania gwintu jest dość skomplikowany - złożony a jednocześnie dokładny ruch posuwowy. Maszyny tradycyjne - manualne nie potrafią takiego zrealizować. Dlatego też taki sposób wykonania gwintów jest realizowany wyłącznie na obrabiarkach CNC z interpolacją w trzech osiach.

Istnieją 2 zasadnicze grupy frezów do tego typu obróbki:
- Frezy składane z płytkami wymiennymi: płaskimi lub spiralnymi
- Frezy pełnowęglikowe

Opis operacji  [Link do artykułu:  Frezy składane- wstęp}
Przedmiot gwintowany może (ale nie musi) wykonywać ruch obrotowy (podobnie jak przy toczeniu gwintu). Ruchy  narzędzia są natomiast bardziej skomplikowane.
Frez wykonuje ruch obrotowy z dużą prędkością obrotową według własnej osi. Prędkość ta wywołuje odpowiednie siły krawania i wynika bezpośrednio z założonej prędkości skrawania i obliczamy ją ze znanego wzoru:
n = 1000 • V_s / ∏ • d  [obr/min]  
(co wynika z przekształcenia wzoru na prędkość skrawania: Vs = ∏ •d •n / 1000)

Vs - prędkość skrawania [m/min]
d - średnica robocza frezu [mm]

Dodatkowo z reguły (przy nieruchomym przedmiocie) frez porusza się po pewnym okręgu wewnątrz otworu (przy gwintowaniu wewnętrznym),  lub na zewnątrz względem gwintowanego trzpienia (przy gwintowaniu zewnętrznym) z jednoczesnym posuwem wzdłużnym równym skoku gwintu. Tak więc w rzeczywistości ruch posuwowy odbywa się po spirali zbliżonej kształtem do spirali wykonywanego gwintu. Wartości takiego posuwu mieszczą się w zakresie 0,005 - 0,3 [mm/obrót-ostrze. Małe (w stosunku do przedmiotu) narzędzie - frez realizuje prędkość skrawania, a często również ruch posuwowy przy nieruchomym przedmiocie. W takim układzie warstwa skrawana na jeden obrót narzędzia (lub na jedno ostrze przy oprawkach wieloostrzowych) ma o wiele mniejszą objętość.
Taka sytuacja wymaga więc o wiele mniejszych sił, a więc i mocy i wywołuje o wiele mniejsze konsekwencje wirującej masy (drgania). Można w uproszczeniu stwierdzić, że zbieramy małe warstewki z dużą częstotliwością, zgodną z obrotami samego frezu. Powstające wióry są drobinkami i mogą być usunięte znacznie łatwiej niż wstęgowy, skręcony wiór powstający przy gwintowaniu za pomocą toczenia lub gwintowania za pomocą gwintowników i narzynek.
W ten sposób pojawia się jeszcze jedna zaleta takiej metody: możemy wykonać gwinty o dużych rozmiarach na obrabiarkach o małych mocach.
Wszystko to pozwala zwiększyć parametry skrawania (prędkość skrawania, posuw) do naprawdę dużych wartości np. prędkość skrawania dla płytek z węglików do ok. 200m/min i więcej (do zastosowania w stali węglowej).
Dla przypomnienia prędkość skrawania dla gwintowników ze stali szybkotnącej w podobnej operacji to 10-50 m/min. Wykonanie podobnego gwintu za pomocą frezowania jest znacznie szybsze i bardziej precyzyjne. Tak więc koszt jednostkowy jest znacznie niższy. Narzedzia z kolei są znacznie bardziej kosztowne (nie wspominając już kosztów samej obrabiarki)  i to powoduje, że taki sposób zaczyna być opłacalny w zasadzie dopiero przy obróbce seryjnej, masowej.

Dla lepszego zrozumienia tych ruchów wyobraźmy sobie jak porusza się np. Księżyc dookoła Ziemi. Wykonuje ruch obrotowy wokół własnej osi i jednocześnie porusza się po okręgu wokół Ziemi.

Przeanalizujmy to na przykładzie:

Frez składany:  np SR0012F14 i płytka 14 I 2.0 ISO  [linki?]
- średnica robocza d = 12 [mm]
- jedna płytka A = 14 [mm]
- prędkość skrawania Vs = np. 150 [m/min]
- posuw P = 0,10 mm/ostrze
- gwint M16 na głębokość ok 14mm

wyliczona prędkośc obrotową n = ok. 4780 obr/min.
Tak wysoka prędkośc obrotowa przy nacinaniu gwintu !!!

W takim razie prędkość posuwu liniowego wynosi ok. 478 mm/min (ok 8mm/s). Z taką prędkością liniową narzędzie - ostrze wędruje po tej spiralnej drodze (scieżce narzędzia z rysunku). Taka ścieżka to w przybliżeniu długość okręgu dla średnicy A =4 [mm]  czyli ok. 12,56 [mm] (∏ • d ). Na takiej średnicy porusza się frez o średnicy D = 12 [mm] w otworze gwintowanym Do = M16
[Oznaczenia z poniższego schematu].
Zaznaczono na nim również drogę dojazdu i odjazdu narzędzia do punktu bazowego o współrzędnych [A/2, A/2].
Tak więc czas roboczy nacięcia gwintu o długości nie większej niż A (rozmiar płytki - 14 mm) wynosi ok. 1,5 [s].
Dla większych średnic można zastosować frezy wielopłytkowe co jeszcze obniży ten czas: dwukrotnie dla dwóch płytek  itd,  gdyż podany posuw zdefiniowany jest na jedno ostrze.
Oczywiście nacięcie dłuższego gwintu potrwa nieco dłużej, bo wydłuży się droga narzedzia. Dla lepszego zrozumienia nie liczymy oczywiście czasów dojścia i odejścia narzędzia na punkty bazowe. Ale to są ułamki sekund w porównaniu z ruchem roboczym.
Nawet najlepszy gwintownik maszynowy będzie potrzebował ok 3 - 4 [s] dla takiej operacji (przy założeniu obrotów ok. n = 200). Jeżeli jeszcze weźmiemy pod uwagę, że niektóre typy frezów (DMT-H) również wykonują otwór i fazują gwint, to przewaga czasowa frezów staje się miażdżąca (modne słowo często słyszane w telewizji przy innych porównaniach).
Gdy rośnie średnica gwintu zaczynamy obserwować wzrost tej różnicy w czasie operacji, oczywiście na korzyść frezowania. Zmniejsza się także zasadniczo różnica w koszcie samych narzędzi i koszt frezów zaczyna być w pewnym momencie mniejszy niż koszt np odpowiednich gwintowników (na przykład dla gwintu wewnętrznego  ok. M30).

Dobór średnicy narzędzia dla frezów składanych i pełnowęglikowych do gwintowania wewnętrznego

Przy gwintowaniu zewnętrznym nie ma w zasadzie żadnych wytycznych w zakresie średnicy zewnętrznej frezu pełnowęglikowego lub składanego (oprawki do płytek). Możemy dobrać dowolną średnicę z warunkiem dobrania skoku lub zamocowania płytki o odpowiednim skoku (dla frezów składanych). Przy gwintowaniu wewnętrznym sprawa się komplikuje, bo frez musi zmieścić się w otworze z odpowiednim luzem. Nie może on zaczepiać przy obrocie o przeciwległą powierzchnię w otworze.

W katalogu FANAR znajdujemy bardzo przydatny wykres doboru takiego narzędzia.
Na osi pionowej mamy skok gwintu P [mm] lub TPI [ilość zwojów/cal]  a
na osi poziomejśrednicę zewnętrzną gwintu d [mm].
D to średnica narzędzia - freza

Na czerwono zaznaczony jest przykład doboru średnicy freza dla gwintu M25x1,5.
Wybrana jest maksymalna możliwa średnica freza D=21

2. Informacje techniczne dotyczące frezów składanych do gwintów

FREZY i PŁYTKI PŁASKIE

Oznaczenie płytek (płaskich) do frezów do gwintow

Oznaczenie oprawek do powyższych płytek

Na zdjęciu oprawka na jedną płytką - istnieją oprawki wielopłytkowe i z długimi chwytami. Szczegóły w artykule: Frezy składane do gwintów

Prędkość skrawania dla frezów składanych z płytkami (płaskimi) - węglik MT7

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]
P	Stale o niskiej i średniej zawartości węgla	115 - 280
	Stale o dużej zawartości węgla	130 - 200
	Stale stopowe ulepszone	105 - 180
M	Stale nierdzewne	130 - 190
	Stale odlewne	150 - 190
K	Żeliwo	80 - 70
N	Metale nieżelazne i aluminium	180 - 340
	Tworzywa sztuczne, termoplasty, duroplasty	115 - 460
S	Stopy niklu, tytanu	25 - 90

MT7 - bardzo drobnoziarnisty gatunek węglika z powłoką PVD - TiAIN. Do pracy z dużymi prędkościami skrawania do szerokiej gamy materiałów

zalecany posuw: 0,05 - 0,15 mm / obrót (ostrze)

Frezy i płytki spiralne

Oznaczenie płytek spiralnych

 

Oznaczenie oprawek do powyższych płytek spiralnych

Na zdjęciu jedna z oprawek . więcej w artykule: Frezy składane do gwintów

 

 

Prędkość skrawania dla frezów składanych z płytkami spiralnymi - węglik MT7

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]
P	Stale o niskiej i średniej zawartości węgla	145 - 360
	Stale o dużej zawartości węgla	165 - 255
	Stale stopowe ulepszone	135 - 230
M	Stale nierdzewne	165 - 245
	Stale odlewne	190 - 245
K	Żeliwo	100 - 220
N	Metale nieżelazne	230 - 440
	Tworzywa sztuczne, termoplasty, duroplasty	145 - 590
S	Stopy niklu, tytanu	30 - 115

posuw 0,05 - 0,15 mm / obrót (ostrze)

3. Informacje techniczne dotyczące frezów pełnowęglikowych

Szczegółowe typy frezów węglikowych z ich wymiarami i oznaczeniami zostały opisane w artykule: Frezy monolityczne do gwintów.

Frezy pełnowęglikowe MT

Oznaczenia

 Tabela prędkości skrawania dla pełnowęglikowych frezów MT, MTB, MTZ, EMT

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw [mm/ostrze] dla D [mm]
			Ø2	Ø3	Ø4	Ø6	Ø8	Ø10	Ø12	Ø14	Ø16	Ø20	Ø25
P	Stale o niskiej i średniej zawartości węgla do 0,55% C	100 - 250	0,03	0,04	0,04	0,06	0,07	0,08	0,09	0,11	0,12	0,15	0,18
	Stale o dużej zawartości węgla ≥ 0,55% C	110 - 180	0,02	0,03	0,03	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,15
	Stale stopowe ulepszane	90 - 60	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,10
M	Stale nierdzewne - łatwo obrabialne	60 - 160	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,09	0,11
	Stale nierdzewne - austenityczne	60 - 120	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,10
	Stale odlewne	130 - 170	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,10
K	Żeliwo	70 - 150	0,03	0,04	0,04	0,06	0,07	0,08	0,09	0,11	0,12	0,15	0,18
N	Aluminium ≤ 12% Si, Cu	150 - 350	0,03	0,04	0,04	0,06	0,07	0,08	0,09	0,11	0,12	0,15	0,18
	Aluminium > 12% Si	100 - 250	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,10
	Tworzywa sztuczne, termoplasty, duroplasty	100 - 400	0,05	0,06	0,07	0,08	0,10	0,11	0,12	0,13	0,15	0,18	0,22
S	Stopy niklu, tytanu	20 - 80	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,05

Dla narzędzi z długą częścią roboczą zredukować posuw o ok 40%

Tabela prędkości skrawania dla pełnowęglikowych frezów MTQ

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw [mm/ostrze] dla średnicy D [mm]
			Ø10	Ø12	Ø14	Ø16	Ø20	Ø25
P	Stale o niskiej i średniej zaartości węgla	100 - 250	0,06	0,07	0,07	0,08	0,10	0,12
	Stale o dużej zawartości węgla	110 - 180	0,05	0,05	0,06	0,07	0,09	0,10
	Stale stopowe ulepszane	90 - 160	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07
M	Stale nierdzewne - łatwo obrabialne	60 - 160	0,04	0,04	0,05	0,06	0,06	0,08
	Stale nierdzewne austenityczne	60 - 120	0,04	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07
	Stale odlewane	130 - 170	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07
K	Żeliwa	70 - 150	0,06	0,07	0,07	0,07	0,10	0,12
N	Aluminium do 12% Si, Cu	150 - 350	0,06	0,07	0,07	0,08	0,10	0,12
	Aluminium ponad 12% Si	100 - 250	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07
	Tworzywa sztuczne, duroplasty, termoplasty	100 - 400	0,08	0,09	0,10	0,11	0,13	0,15
S	Stopy niklu i stopy tytanu	20 - 80	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03

 

Oznaczenie frezów do małych gwintów

 

Tabela doboru prędkości obrotowej i posuwu dla frezów MTS, MTI

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw {mm/ostrze] dla D [mm]
			Ø1	Ø1,5	Ø2	Ø3	Ø4	Ø5	Ø6	Ø7	Ø8	Ø9	Ø10	Ø12	Ø14	Ø16
P	Stale o niskiej i średniej zawartości węgla do 0,55% C	60 - 120	0,04	0,05	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13	0,14	0,15	0,16	0,16	0,17	0,18	0,18
	Stale o dużej zawartości węgla ponad 0,55% C	60 - 90	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,09	0,10	0,12	0,13	0,14	0,14	0,16	0,17	0,18
	Stale stopowe ulepszane	50 - 80	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,13	0,14
M	Stale nierdzewne łatwo obrabiane	70 - 100	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13
	Stale nierdzewne austenityczne	60 - 90	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13
	Stale odlewane	70 - 90	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,13	0,14
K	Żeliwa	40 - 80	0,04	0,05	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13	0,14	0,15	0,16	0,16	0,17	0,18	0,18
N	Aluminium do 12% Si, Cu	100 - 200	0,04	0,05	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13	0,14	0,15	0,16	0,16	0,17	0,18	0,18
	Aluminium ponad 12% Si	60 - 140	0,03	0,03	0,03	0,04	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,13	0,14
	Tworzywa sztuczne, termoplasty, duroplasty	50 - 200	0,09	0,10	0,11	0,12	0,14	0,16	0,18	0,19	0,19	0,19	0,19	0,19	0,20	0,20
S	Stopy niklu, tytanu	20 - 40	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,06	0,06	0,07	0,07	0,07	0,08	0,08

Frezy DMT(H) 3 w 1 Wiercenie, frezowanie , fazowanie

Oznaczenie

Tabela doboru prędkości obrotowej i posuwu dla frezów DMT

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw {mm/ostrze] dla D [mm]
			Ø3	Ø4	Ø5	Ø6	Ø8	Ø9	Ø10	Ø12
P	Stale o niskiej i średniej zawartości węgla do 0,55% C	60 - 120	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,05	0,05
	Stale o dużej zawartości węgla ponad 0,55% C	60 - 90	0,015	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,05
	Stale stopowe ulepszane	50 - 80	0,015	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04
M	Stale nierdzewne łatwo obrabiane	70 - 100	0,015	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03
	Stale nierdzewne austenityczne	60 -90	0,015	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03
	Stale odlewane	70 - 90	0,015	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04
K	Żeliwo	40 - 80	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,05	0,05
N	Aluminium do 12% Si , Cu	100 - 200	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,05	0,05
	Aluminium ponad 12% Si	60 - 140	0,015	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03
	Tworzywa sztuczne, duroplasty, termoplasty	50 - 200	0,03	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,06	0,06

 

Tabela doboru prędkości obrotoqwej i posuwu dla frezów DMTH

ISO	Materiał	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw {mm/ostrze] dla D {mm]
			Ø2	Ø3	Ø4	Ø5	Ø6	Ø8	Ø9	Ø10	Ø12
P	Stale o niskiej i średniej zawartości węgla do 0,55% C	60 - 120	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,05	0,05
	Stale o dużej zawartości węgla ponad 0,55% C	60 - 90	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,05
	Stale stopowe ulepszane	50 - 80	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04
M	Stale nierdzewne łatwo obrabiane	70 - 100	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03
	Stale nierdzewne austenityczne	60 - 90	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03
	Stale odlewane	70 - 90	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04
K	Żeliwo	40 - 80	0,03	0,03	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,05	0,05
N	Aluminium do 12% Si, Cu	100 - 200	0,03	0,03	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,05	0,05
	Aluminium ponad 10% Si	60 - 140	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03
	Tworzywa sztuczne, termoplasty, duroplasty	50 - 200	0,04	0,04	0,05	0,05	0,05	0,06	0,06	0,06	0,06
S	Stopy niklu, tytanu, i żarowytrzymałe	20 - 40	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,06
H	Stale 45 - 50 HRC	60 - 70	0,02	0,02	0,02	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,05
	Stale 50 - 55 HRC	50 - 60	0,01	0,01	0,01	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04

 Frezy MTSH, MTH  HARDCUT

Oznaczenie

 

Tabela doboru prędkości obrotowej i posuwu dla frezów MTSH HARDCUT

Gwint lewy - użyć kodu M04

ISO	Materiał	Twardość [HRC]	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw {mm/ostrze dla D[mm]
				Ø1	Ø1,5	Ø2	Ø3	Ø4	Ø5	Ø6	Ø7	Ø8	Ø9	Ø10	Ø12	Ø14	Ø16
S	Stpy niklu, tytanu i zarowytrzymałe		20 - 40	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,06	0,06	0,07	0,07	0,07	0,08	0,08
H	stale utwardzone	41 - 50	60 - 70	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,07	0,08	0,08	0,09	0,10	0,11
		51 - 55	50 - 60	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,07	0,08	0,09	0,10
		56 - 62	40 - 50	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,09

 

 

Tabela doboru prędkości obrotowej i posuwu dla frezów MTH HARDCUT

ISO	Materiał	Twardość [HRC]	Prędkość skrawania Vs [m/min]	Posuw [mm/ostrze] dla D[mm]
				Ø2,5	Ø3	Ø4	Ø5	Ø6	Ø7	Ø8	Ø9	Ø10
S	Stpu niklu, tytanu i żarowytrzymałe		20 - 50	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,04
H	Stale utwardzone, żeliwa	45 - 50	70 - 80	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07
		51 - 55	60 - 70	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06
		56 - 62	40 - 50	0,005	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05