ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΤΟ ΦΡΕΖΑΡΙΣΜΑ 5.1 Γενικά. Τ ο φρεζάρισμα είναι μέθοδος κατεργασίας κο Στοιχεία για σύγκριση Τόρνευση Φρεζόρισμα πής με ένα περιστρεφόμενο εργαλείο που έχει πολλές κύριες κόψεις για τη μόρφωση διαφόρων επιπέδων και μη επιπέδων επιφανειών. 1. Η κύρια κίνηση μεταδίδεται από... το κομμότι το κοmικό εργαλείο Τα κύρια χαρακτηριστικά του φρεζαρίσματος είναι τα εξής: 2. Η κίνηση προώσεως μεταδίδεται από... το κοmικό εργαλείο γενικό από το κομμότι και σε ειδική περίmωση α) Η μη συνεχής επαφή του κοmικού εργαλείου (φρεζοδρόπανα)από το εργαλε(ο με το προς κατεργασία υλικό. Στη φρεζομηχανή δηλαδή, αντίθετα προς τον τόρνο κάθε 3. Είδος κοπής συνεχής διακεκομμένη δόντι του κοmικού εργαλείου κάνει μια τουλάχιστον διακοπή σε μια στροφή. Συνέπεια αυ 4. Αριθμός κόψεων που ενεργούν κατό κανόνα μόνο μία πολλές και σπόνια μία τού είναι ότι τα απόβλητα είναι διακεκομμένα. β) Το πάχός σε κάθε απόβλητο, όπως θα αναmυχθεί στη συνέχεια, είναι μεταβαλλόμενο. Αρχίζει από μηδέν και φθάνει σε μια μέγιστη τιμή. γ) Από τις πολλές κόψεις του κοmικού εργαλείου είναι δυνατόν, κατά περίmωση, να κόβουν συγ συγχρόνως 5. Κατεύθυνση προώσεως παρόλληλη προς τον όξονα περιστροφής (μόνο σε μετωπική τόρνευση κόθετη) κατό περίmωση, παρόλληλη ή και κόθετη προς τον όξονα περιστροφής οριζόντια ή κατακόρυφη χρόνως δύο ή και πολύ περισσότερες. δ) Η αναγκαία για την κοπή κίνηση προώσεως στις συνήθεις φρεζομηχανές (οριζόντιες και κάθετες) μεταδίδεται από το κομμάτι, ενώ στα φρεζοδράπανα (Boring) και στις φρεζομηχα 6. Μορφή αποβλήτου συνεχές ή διακεκομμένο, ανόλογα με το είδος του υλικού (σχετικό ή ψαθυρό) πόvτοτε διακεκομμένο, όσχετα από το είδος του υλικού νές αντιγραφής γίνεται κατά κανόνα από το εργαλείο. 7. Πάχος αποβλήτου σταθερό μεταβαλλόμενο Συγκεντρωτικά οι κυριότερες διαφορές μεταξύ τορνεύσεως και φρεζαρίσματος δίδονται στον παραπλεύρως πίνακα: Φρ~~α 5.2 Είδη φρεζαρίσματος. Ανάλογα με τη θέση του άξονα του κοπτήρα προς την αποδιδόμενη από την κατεργασία επιφάνειαέχομε: α) Περιφερειακό φρεζάρισμα (σχ. 5.1): Ο άξονας περιστροφής του κοπτήρα είναι παράλληλος προς την κατεργαζόμενη επιφάνεια. Αποδίδονται επίπεδες και κάμπύλες ευθειογενείς επιφάνειες. Με ειδικούς κοπτήρες μορφής μπορούν να αποδοθούν και άλλα είδη επιφανειών. Σχήμα 5. 1 Περιφερειακό φρεζάρισμα. 113
β) Μετωπικό φρεζάρισμα (οχ. 5.2). Ο άξονας περιστροφής του κοπτήρα είναι κάθετος προς την κατεργαζόμενη επιφάνεια. Αποδίδονται ε πίπεδες επιφάνειες. Και στις δύο περιmώσεις η κοπή γίνεται κυρίως απο τις παράπλευρες κόψεις, δηλαδή από τις κόψεις που είναι διατεταγμένες στην κυλινδρική επιφάνεια του εργαλείου, ενώ κατά το μετωπικό φρεζάρισμα οι μετωπικές κόψεις εξομαλύνουν την αποδιδόμενη επίπεδη επιφάνεια. Η πρόωση, δηλαδή η μετατόπιση του κομματιού σχετικά με τον κοπτήρα, είναι μια συνεχής ισοταχής κίνηση, για την οποία γίνεται λόγος λεmομερέστερα στη συνέχεια. Στο σχήμα 5.3 φαίνεται ένας κοπτήρας σε περιφερειακό φρεζάρισμα. Οι κοπτήρες για περιφερειακό φρεζάρισμα στις περισσότερες περιmώσεις έχουν ελικοειδή δόντια. Αυτό έχει ως συνέπεια να μη διακόmεται η κοπή, γιατί, πριν τελειώσει το ένα δόντι, αρχίζουν να κόβουν ένα ή και περισσότερα δόντια. Για το λόγο αυτό η κοπή είναι περισσότερο ομαλή και αθόρυβη. Κ u ρια κ Lνη ση Σχήμα 5.2 Μετωπικό φρεζάρισμα. 5.3 Ομόρροπο και αντίρροπο φρεζάρισμα. Ανάλογα με την κατεύθυνση της προώσεως, σχετικά με την κίνηση της κόψεως στο σημείο επαφής της με την κατεργαζόμενη επιφάνεια, έ χομε αντίστοιχα δύο μεθόδους φρεζαρίσματος: Αντίρροπο φρεζάρισμα.~ίε ε την κατεύθυνση κινήσεως της κόψεως του δοντιού που κόβει [οχ. 5.4 (α)]. Q ' οπο φρεζάρισμα. Η πρόωση έχει την.(δια κατεύθυνσrt \;;ls.:tην κινηm:ι του ο ού που Σχήμα 5.3 Κλασική περίmωση περιφερειακού φρεζαρίσματος. κό ει οχ. 5.4 (β)]. Το απόβλητο και στις δύο περιmώσεις έχει μεταβαλλόμενο πάχος. Στο αντίρροπο φρεζάρισμα το πόχος του α ποβλήτου αρχίζει από μικρό (πρακτικά μηδενικό) και καταλήγει σε μεγάλο. Αντίθετα στο ομόρρο πο αρχίζει από μεγάλο και τελειώνει σε μηδενικό. Το σχήμα 5.5 δείχνει, σε απλοποιημένη μορφή, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα βασικά είδη φρεζαρίσματος με τα αντίστοιχα είδη κοπτήρων. 5.4 Οι προώσεις κατά το φρεζάρισμα. Η πρόωση είναι μια ισοταχής κίνηση που με- Σχήμα 5.4 α) Ανrίρροπο φρεζάρισμα. β) Ομόρροπο φρεζάρισμα. 114
Περιφερει.cαο φρεςaρισμα Περιφερειaκb μετωττικο φρεςaρισμa Περιφ ερc:ιaκc μετωτrικο φρεζάρισμα Μετωττικο φρεζaρισμa Σχήμα 5.5 Τα βασικά είδη φρεζαρίσματος. a 8 : βάθος κοπής που αvrιστοιχεί στο περιφερειακό φρεζάρισμα. aρ: βάθος κοπής που αvrιστοιχεί στο μετωπικό φρεζάρισμα. ταδίδεται από το κομμάτι κατά τη διάρκεια της κοπής. Ενώ δηλαδή ο κοπτήρας περιστρέφεται, χωρίς να κάνει καμιά άλλη κίνηση, το κομμάτι όντας δεμένο επάνω στο τραπέζι, μετατοπίζεται από την ευθύγραμμη και ισοταχή «Κίνηση προώσεως» του τραπεζιού. Στη φρεζομηχανή η κίνηση προώσεως του τραπεζιού είναι εντελώς ανεξάρτητη από την κίνηση της κύριας ατράκτου. Για το λόγο αυτό ο μηχανισμός προώσεως παίρνει κίνηση είτε από ένα ενδιάμεσο βοηθητικό άξονα, με σταθερό αριθμό περιστροφών, είτε από έναν α νεξάρτητο δεύτερο ηλεκτροκινητήρα. Αντίθετα στον τόρνο και στο δράπανο υπενθυμίζεται ότι ο μηχανισμός προώσεως συνδέεται και παίρνει κίνηση από την κύρια άτρακτο. Ενώ στην τόρνευση, όπως είναι γνωστό, πρόωση είναι η μετατόπιση του κοmικού εργαλείου ανά στροφή του κομματιού, στο φρεζάρισμα ο ορισμός αυτός δεν υφίσταται. Στο φρεζάρισμα χρησιμοποιούμε: Πρόωση ανά στροφή Sn (mm/στροφή): είναι η μετατόπιση του κομματιού κατά τη διάρκεια μιας πλήρους στροφής του κοπτήρα. Πρόωση ανά δόντι Sz (mm/δόντι): είναι η μετα- τόπιση του κομματιού που γίνεται κατά τη διάρκεια που ακουμπά ένα δόντι του κοπτήρα στο κομμάτι Π ' Sn, θ'δ, ροφαν~ς: Sz = z οπου z ο αρι μος οντιων του κοπτηρα. Πρόωση ανά λεmό S (mm/miπ): είναι η ολική μετατόπιση του κομματιού, δηλαδή του τραπεζιού της φρεζομηχανής, στη διάρκεια ενός λεmού. Σύμφωνα με τα προηγούμενα, αφού z είναι ο αριθμός των δοντιών, sz η πρόωση ανά δόντι και π οι στροφές του κοπτήρα ανά λεmό. Η ολική μετατόπιση ανά λεmό, δηλαδή η ταχύτητα προώσεως, Α, είναι: S = Sz z. π (mm/miπ). 5.5 Σχηματισμός και μέσο πάχος αποβλήτου. Επειδή, όπως αναφέρθηκε (παράγραφοι 5.3 και 5.3α), το πάχος του αποβλήτου μεταβάλλεται από μηδέν μέχρι μια μέγιστη τιμή, για τον καθορισμό των δυνάμεων και της ισχύος κοπής, στο φρεζάρισμα χρησιμοποιείται το ccμέσο πάχος α ποβλήτου hm" 115
Στο σχήμα 5.6 φαίνεται ένας κυλινδρικός κοπτήρας με ευθύγραμμα δόντια και η μορφή της επιφάνειας του κατεργαζόμενου κομματιού σε δύο διαδοχικές θέσεις για μετατόπιση κατά ένα δόντι, δηλαδή έπειτα από πρόωση Sz. Ο α z Δφ hm Ze η διάμετρος του κοπτήρα. το βάθος κοπής. ο αριθμός δοντιών του κοπτήρα. η γωνία που διαγράφει το δόντι κατά τη διάρκεια της επαφής του με το υλικό. το μέσο πάχος αποβλήτου. Το πάχος του αποβλήτου αρχίζει από Ο και καταλήγει στο μέγιστο ΕΓ = Sz. Ως μέσο πάχος λαμβάνεται προσεγγιστικά το πάχος που αντιστοιχεί στη γωνία Δφ/2. ο αριθμός των συγχρόνως δρώντων δοντιών, δηλαδή των δοντιών που αναλογούν και περιλαμβάνονται στη γωνία Δφ. Προφανώς είναι: z.=λ z 360 και γωνία ΓΟΑ = ΖΓΟ = Δφ. Από τη μορφή του σχήματος προκύmουν: ο ΓΖ 2-α 2α συν Δφ = Γ 0 = - 0 - = > συν Δ φ = 1-0 2 ------ πότε: Η γωνία ΗΛΚ προσεγγιστικά λαμβάνεται ~ ο, Λ. { 1-συνΔφ Λ. Γα ομωςημ-y= 2 => ημ-y= γ D Παράδειγμα. Βάθος κοπής: α = 20 mm Διάμετρος κοπτήρα: d = 125 mm Πρόωση ανά δόντι Sz = 0,3 mm hm = 0,3 ffs = 0,3 0,4 = 0,12 mm Αν ο κυλινδρικός κοπτήρας έχει ελικοειδή δόντια με κλίση λ (λ = γωνία της κόψεως με την κατεύθυνση του άξονα περιστροφής του κοπτήρα), τότε η γωνία τοποθετήσεως της κόψεως κ (βλ. και περίmωση τόρνου) είναι κ = 90 - λ, γιατί γωνία τοποθετήσεως κ είναι η γωνία που σχηματίζει η κόψη με την κατεύθυνση της προώσεως. Στην περίmωση αυτή το πάχος του είναι: ο--- - αποβλήτου Σχήμα 5.6 Σχrιματισμός αποβλήτου. Μέσο πάχος hm σε περιφερειακό (αντίρροπο) φρεζάρισμα. 116
hm = Sz. /"f-ημ,. => hm =sz. Π συν λ Μέγιστο πάχος αποβλήτου Γ Δ = hmax = Sz. η μ Δφ. Αν b είναι το πλάτος του αντικειμένου (πάντοτε ελάχιστα μικρότερο από το μήκος του κυλινδρικού κοπτήρα), η διατομή του αποβλήτου θα είναι f = b. hm (πλάτος χ πάχος). Σε περίmωση που κόβουν ταυτόχρονα Ze δόντια, η διατομή πολλαπλασιάζεται ανάλογα. Με βάση το μέσο πάχος αποβλήτου hm υπολογίζεται η ειδική αντίσταση κοπής Κsm και στη συνέχεια η δύναμη κοπής Ρ και η ισχύς κοπής Ν. Κsm έ~ κο 'ς ~ι- ΩΙQιχεί στο πάχος αποβλήτου hmjkp/mm~]. ~ α το βάθος κοπής (mm). Ρ' b το πλάτος κομματιού (mm). f S η ταχύτητα προώσεως (mm/min). ψ Η μέση ειδική αντίσταση κοπής Κsm χάριν a πλότητας και για τα διάφορα πάχη hm και τα διάφορα υλικά κομματιού δίδεται από το διάγραμμα του σχήματος 15;:> 1:! ισχύς του ηλεκrρακιvι:ττ:ήρa της εργαλειοι,mχανής θα είναι: :::--:::::: / Ν= Νκοπ η, λ _.ι, οπου: η ο συνο ικ ::βaθμος αποδόσεως της εργαλειομηχανής. Εκτός από τις μηχανικές απώλειες, για την κίνηση της κύριας ατράκτου λαμβάνονται υπόψη και απώλειες του μηχανισμού προώσεως. Για το λόγο αυτό στις φρεζομηχανές, ανάλογα με το είδος, την ηλικία, τον αριθμό στροφών και το μέγεθος της φορτίσεώς τους οι απώλειες του μηχανισμού προώσεως κυμαίνονται σε μεγάλα όρια μεταξύ η = 0,5 έως 0,8. Παράδειγμα. Νκοπ = β, 1 ~ 1 06 χ α χ b χ S σε kw όπου Γίνεται περιφερειακό φρεζάρισμα (ξεχόνδρισμα) με κυλινδρικό κοπτήρα διαμέτρου D = 100 mm με ευθύγραμμα δόντια σε χάλυβα ST50, βάθος κο- J Kp/mm 2 500 t""-r-, c~n i ~ I l l r Ε 400 \/) ~~'ω' ~ '-" 300 -~ ~ 250 6ΊΟΟ d... _g 160 ι- > d F 120 ~ ~ 100 ω b 80 -ω Σ 60 50 \=::Gs~so.ι 1...: 26.9ι..._ αγv 1 aνιούχος ~ 'Jfrrιrn2ι Περιφμιεια><.~t"-- ~ ---... _φρε(;αρισμαι S ι-- I 1.} σχληροχαλυβα --- J ~ 1 r-::::~ r-.. Μετωπ:ι"Κb 1. ~I r-- ΦρεςΟ.ρωμ α r-- r-- ('.9, 1--. r-- -- \ I ~ r-... ~ ~""'1 G L_... Cu... -- f'... r--- f---f- -... ' Μ 58... "- ~'--...... 20 25 30 40 50 60 80 100120 160 200 250 300 400 500μ Μεσο πaχος απ:οβλ~του hm Σχήμα 5. 7 Μέση ειδική αvrίσταση κοπής κατά το φρεζάρισμα σε σwάρτηση του μέσου πάχους αποβλήτου hm. 117
Ρκ οπ c.. t Γ-Δφ~ @ Ρκοπ O<Ze<1 - Χρ όν ο ς t Q_ ~ ΖΕ' = 1 1 Pκolt Χ ρ όνος t 1< Ze < 2 I I I Ι Ι I Χρονος t Σχήμα 5.8 Ανάmυξη της δυνάμεως κοπής κατά το περιφερειακό φρεζάρισμα. α) Α ντίρροπο. β) Ομόρροπο. Σχήμα 5.9 Ανάmυξη της δυνάμεως κοπής ανάλογα με τον αριθμό των δοντιών ze που κόβουν ταυτόχρονα. πής α = 5 mm, πλάτος κομματιού b = 80 mm, αριθμός δοντιών z = 10, στροφές κοπτήρα π = 56 στρ./mίπ (ταχύτητα κοπής υ = 18 m/miπ) πρόωση ανά δόντι Sz =Ο, 16 mm). Μέσο πάχος αποβλήτου hm = sz{f = 0,16,j 1 ~ 0 = 0,036 mm = 36 μm Από το σχήμα 5. 7 προκύmει για χάλυβα St50 l<sm = 375 kp/mm 2 Η ταχύτητα προώσεως S = Sz π. z = Ο, 16. 56. 1 Ο = 90 mm/miπ. Συνεπώς η ισχύς κοπής Κs Νκοπ =, ; 6 12 106 χ α χ b χ S => 375 χ 5 χ 80 χ 90 = 2 21 kw 6,12χ 10 6 ' Κι αν θεωρήσομε συνολικό βαθμό αποδό σεως της φρεζομηχανής η = 0,7 θα έχομε ισχύ κινητήρα Ν = Νκοπ = 2,21 = 3 16 kw κιν η 0,7, Υποτίθεται ότι ο κοπτήρας έχει σωστά και καλά ακονισμένες (τροχισμένες) κόψεις. 5.7 Ανάπτυξη της δυνάμεως κοπής κατά το περιφερειακό φρεζάρισμα. Όπως φαίνεται από το σχήμα 5.4, το πάχος στο απόβλητο κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα αρχίζει από τη μέγιστη τιμή και καταλήγει στο μηδέν, ενώ κατά το αντίρροπο το πάχος αρχίζει από το μηδέν και γίνεται μέγιστο κατά την έξοδο του δοντιού από το υλικό. Κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα το πάχος του αποβλήτου αρχίζει α πό τη μέγιστη τιμή και καταλήγει στο μηδέν. Συνέπεια αυτού είναι ότι, η δύναμη κοπής είναι μεταβαλλόμενη από μηδέν μέχρι ένα μέγιστο και επαναλαμβάνεται περιοδικά. Στο αντίρροπο 11 8
αρχίζει από το μηδέν και σταματά απότομα στη μέγιστη τιμή της, ενώ στο ομόρροπο, αντίθετα, αρχίζει απότομα από τη μέγιστη τιμή και καταλήγει στο μηδέν (βλ. σχ. 5.8). Όταν κόβουν ταυτόχρονα περισσότερα από ένα δόντια, τότε η συνολική δύναμη προκύmει από το άθροισμα των δυνάμεων από κάθε δόντι σε κάθε στιγμή (σχ. 5.9). Η δύναμη κοπής G (σχ. 5.10) που μεταφέρεται στο σώμα της φρεζομηχανής αναλύεται κατά δύο τρόπους, από τους οποίους ενδιαφέρουν οι κάθετες ν και οι οριζόντιες Η. Κατά το αντίρροπο φρεζάρισμα η κατακόρυφη συνιστώσα ν τείνει να ανασηκώσει το κομμάτι και το τραπέζι προς τα επάνω, πράγμα που είναι μειονέκτημα για τη συγκράτηση του κομματιού, ενώ κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα η κατακόρυφη συνιστώσα ν πιέζει το κομμάτι και κατά συνέπεια πιέζει και το τραπέζι προς τα κάτω πάνω στις γλισιέρες του. @) 5.8 Σύγκριση αντίρροπου και ομόρροποu φρεζαρίσματος. Κατά το αντίρροπο φρεζάρισμα η κόψη του δοντιού στην αρχή ξεκινά με τριβή στην κατεργασμένη επιφάνεια με συνέπεια τη μειωμένη διάρκεια ζωής του κοπτήρα. Σε αντιστάθμιση η κατεργασμένη επιφάνεια είναι πιο λεία. Κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα το δόντι αρχίζει με κοπή με το μέγιστο πάχος του αποβλήτου. Για το λόγο αυτό είναι κατάλληλο μόνο για προκατεργασμένες λείες επιφάνειες. Τ ο ομόρροπο φρεζάρισμα, συμβάλλει στην ο μαλότερη λειτουργία της μηχανής με ελάχιστες πιθανότητες κραδασμών και είναι καταλληλότερο για φρεζάρισμα κομματιών με μικρό πάχος. Χο~ρeοπο φ~άρισμα απαιτεί στιβαρές φρεζομηχανες, γι' αυτό έχει και μεγαλύτερη απόδοση από το αντίρροπο. ~ ψύξη κατά το οj1"ορροπο φρεζάρισμα είναι πιο αποτελεσματική απ' ότι στο αντίρροπο φρεζάρισμα (σχ. 5.11). Τα δόντια του κοπτήρα κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα απαιτούν μεγαλύτερη γωνία αποβλήτου (γ) απ' ό,τι στο αντίρροπο. Κατά το αντίρροπο φρεζάρισμα η οριζόντια συνιστώσα σπρώχνει το κομμάτι και το τραπέζι κόντρα.. προς τον κοχλία του τραπεζιού. Αυτό U = Περιφερειαχ~ δuναμ-η Ν-::. Κά{]ετη ακτινική δύναμη G = Σννισταμέvη δuναμ71 Η= Ορι~οντια συνιστi.uσα ν :: Κατακόρυφ-η συνιστώσα Σχήμα 5.10 Οι δυνάμεις κοπής κατά το ανrίρροπο και το ομόρροπο φρεζάρισμα. α) Ανrίρροπο φρεζάρισμα. β) 0- μόρροπο φρεζάρισμα. Σχήμα 5.11 Ψύξη κατά το ανrίρροπο φρεζάρισμα. 119
Θ ν υ : Π ρόω ση Οριςοvτια συvιστwσ'l δυνάμε ω ς κοπής Κ α τ aή.ορυφ-η σ υvιστwι7 α Δvνα μ n τr ι f'-1: ' μετc: τ ο π l.σ ε ως τ ρα π ε ζ ιού Κατεi.ι.::-υvση π ροώσεως κοχλlου- τtερικοχλlοu Σχήμα 5.12 Δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα. α) Αρχή εισόδου δοντιού. β) Θέση δοντιού πριν από την έξοδο. έχει ως αποτέλεσμα να μην έχει το τραπέζι κανένα <rζόγο» (χάρη) οριζόντια, έστω και αν ο κοχλίας έχει τζόγο μέσα στο περικόχλιο. Κατά το ομόρροπο φρεζάρισμα [σχ. 5.12 (α) και (β)] στην αρχή κατά το βύθισμα του δοντιού η οριζόντια συνιστώσα (FH) είναι μικρή, ενώ η κατα κόρυφη συνιστώσα Μ και η αντίστοιχη δύναμη τριβής μετατοπίσεως το τραπεζιού (FR) είναι μεγάλη. Λίγο πριν από την έξοδο του δοντιού [σχ. 5.12 (β)] συμβαίνει το αντίθετο. Η FH είναι μεγάλη και η FR (που αντιδρά στην FH) είναι μικρή. Συνέπεια του γεγονότος αυτού είναι ότι μετα τοπίζεται το τραπέζι προς τα αριστερά τόσο ό σος είναι ο <rζόγος» του κοχλία στο περικόχλιο. Αυτό έχει ως συνέπεια να αυξάνει το αρχικό μέγιστο πάχος του αποβλήτου κατά το μέγεθος του «Τζόγου» με κίνδυνο να σπάσουν τα δόντια του κοπτήρα. Αυτό είναι ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα του ομόρροπου φρεζαρίσματος. Το μειονέκτημα αυτό αντιμετωπίζεται με τους εξής τρόπους: Με φρεζομηχανές βαρέως τύπου και ακρίβειας με τον ελάχιστο δυνατό «Τζόγο» κοχλία - περικοχλίου (συχνά με δύο εν σειρά περικόχλια). Με ένα διμερές περικόχλιο και ένα ρυθμιστικό κοχλ(α με κωνική κεφαλή, που σπρώχνει τα δύο τμήματα προς τα δεξιά και αριστερά και έτm εξουδετερώνει κάθε «τζόγο.. οριζόντιας κινήσεως [σχ. 5.13 (β)]. Με ειδική κατασκευή του τραπεζιού με δύο κοχλίες και δύο περικόχλια (δεξιόστροφα και aριστερόστροφα) συνδυασμένα με έναν κατάλληλο μηχανισμό μεταδόσεως κινήσε ς., /ί. 5.9 Μετωπικό φρεζάρισμα. C'ί - -1A--ti 11'!) Χρησιμοποιείται για την κατεργασία κυρίως μεγάλων επιπέδων επιφανειών. Έχει πολύ μεγάλη εφαρμογή και πολύ μεγάλη απόδοση, γιατί αφαιρείται μεγάλη ποσότητα αποβλήτων σχετικά με το χρόνο εργασίας. Οι κοπτήρες από ταχυχάλυβα με μετωπικά δόντια έχουν περιορισμένη εφαρμογή, ενώ σε πολύ μεγάλο βαθμό, χρηmμοποιούνται μαχαιροφόρες κεφαλές που έχουν στην περιφέρειά τους πρόσθετα δόντια με ένθετα σκληρομέταλλα. Προϋπόθεση για να χρηmμοποιηθούν αποδοτικά οι μαχαιροφόρες κεφαλές, πρέπει να υπάρχουν και στιβαρές, χωρίς καθόλου τζόγους, φρεζομηχανές με μεγάλη ισχύ λειτουργίας. τ ο μετωπικό φρεζάρισμα, ιδίως για βαριές εργασίες ξεχονδρίσματος, έχει πολύ μεγαλύτερη ε φαρμογή στις φρεζομηχανές με κατακόρυφη την κύρια άτρακτο απ' ότι στις οριζόντιες (σχ. 5.14). Επίσης στο μετωπικό φρεζάρισμα, το αν αυτό είναι ομόρροπο ή αντίρροπο καθώς και το μέσο πάχος του αποβλήτου, εξαρτώνται από τη σχέση του πλάτους του κομματιού προς τη διάμετρο του κοπτήρα D και τη σχετική θέση του κοπτήρα ως προς το κομμάτι (σχ. 5.15), οπότε, κατά περίmωση, έχομε ομόρροπο και αντίρροπο ταυτόχρονα 120
Ρυ{1μιστ ικcr; κ.οχλίc.ς Σχήμα 5. 13 Διμερές περικόχλιο με ρυθμιστικό κοχλία yια μηδενισμό του τζόyου. -α) Με τζόyο πριν από τη ρύθμιση. β) Χωρίς τζόyο μετά τη ρύθμιση. Σχήμα 5.14 Μετωπικό φρεζάρισμα yια ξεχόνδρισμα σε κατακόρυφη φρεζομηχανή. Σχήμα 5.15 Δι.άφορες δυνατές περιmώσεις μετωπικού φρεζαρίσματος με δεδομένα πλάτος κομματιού, διάμετρο και θέση κοπτήρα. α), β) και y) Συμμετρικό φρεζάρισμα. δ) Αντίρροπο φρεζάρισμα. ε) Ομόρροπο φρεζάρισμα. 121
φρεζάρισμα ή μόνο αντίρροπο ή μόνο ομόρροπο. 5.10 Δυνάμεις και ισχύς κοπής κατά το μετωπικό φρεζάρισμα. Στις φρεζομηχανές κατά το μετωπικό φρεζάρισμα ενδιαφέρει πολύ η απόδοση που μπορούν να έχουν αυτές σε όγκο παραγομένων αποβλήτων. ν σε cm 3 ανά kw ισχύος σε χρόνο ενός λεmού, δηλαδή ν (cm 3 /kw, miπ). Ο πίνακας 5.1 ισχύει για πλάτος αντικειμένου Β "' 0,5 D, οπότε γωνία δράσεως φς = 60 (σχ. 5.16). Όταν φς = 90 ο, ο.ι τιμές πρέπει να ληφθούν 5% μεγαλύτερες, και όταν φς = 30, οι τιμές θα πρέπει να ληφθούν 15% μικρότερες. ΠΙΝΑΚΑΣ 5.1 Ενδεικτικές τιμές δυνατών αποδόσεων σε όγκο αποβλήτων V σε cm3fkw.min κατά το μετωπικό φρεζάρισμα με μσχσιροφόρες Υλικό κεφαλές. Δυνατή απόδοση σε απόβλητα V (cm 3 /kwmin) ΠερίmωσηΑ Β1=Β2 Περίmωση Β Β1<Β2 Πρόωση ανό δόντι Sz(mm) 0,1 0,2 0,4 0,1 0,2 0,4 Κοινός χάλυβας........... 9,5 11,5 13,5 β,5 10 12 Χάλυβας με ελαφριές προσμίξεις..... 7,5 9,5 11,5 6,5 β 10 Χόλυβας βελτιωμένος.... 5 6,5 β 4,5 6 7,5 Χυτοσίδηρος............ 1β, 5 22,5 26,5 16,5 20 24 Ελαφρό μέταλλα.......... 45 52 60 40 4β 56 Οι παραπόνω τιμές για βαθμό αποδόσεως της φρεζομηχανής 70% Παράδειγμα υπολογισμού αποδ6σεως, ισχύος και δυνάμεων κοπής. Υλικό για μετωπικό φρεζάρισμα: χυτοσίδηρος GG26 Μαχαιροφόρα κεφαλή με σκληρομέταλλα: D = 250 mm Αριθμός δοντιών: Ζ = 26 Γωνία δράσεως: φς = 60 Συνθήκες κοπής: στροφές π = 90 στροφ./ miπ τ,, 70 I. π D π αχυτητα κοπης: υ= m mιπ = 1000 Βάθος κοπής: α = 4 mm Πλάτος κομματιού b = 120 mm Ταχύτητα προώσεως: S = 600 mm/miπ Διάταξη καrά την περίmωση α του σχήματος 5.16. Πρόωση ανά δόντι: 600 Sz = 90. 16 -+ Sz = 0,42 mm Απόδοση σε απόβλητα κατά τον πίνακα 5. 1 Από τη σχέση: ν= 26,5 cm 3 /kwmiπ ν=α Β S -+Ν=α Β S Ν ν Εκφράζοντας τα δεδομένα σε cm, έχομε: α Β S 4 120 600 Νκιν = 1000 ν= 1000 26,5 = 10 86 kw Δύναμη από τον κοπτήρα που καταπονεί την άτρακτο: Από το γνωστό τύπο υπολογισμών της ισχύος Ν=~ Ρ= 6120Ν 6120 -+ υ όπου Ρ σε kp, Ν σε kw και υ σε m/miπ Ν= Νκοπ = Νκιν. Π= 10,86. 0,7 = 7,6 kw @ και υ= 70 m/miπ Ρ= 612 ~~ 7 6 -+ Ρ= 664,5 kp 5.11 Η ψύξη κατά το φρεζάρισμα. Σχήμα 5. 16 Οριακές περιπτώσεις μετωπικού φρεζαρίσματος. α) 81 = 82. β) 81 <82. Και στην περίmωση του φρεζαρίσματος η ψύξη έχει διπλό σκοπό: Να απομακρύνει την αξιόλογη θερμότητα που αναmύσσεται κατά την κοπή. Να ελαπώνει την τριβή μεταξύ υλικού και κοmικών ακμών και συνεπώς τη φθορά τους. Χρησιμοποιούνται τα γαλακτώματα και διαλύ- 122