Frezy trzpieniowe kulowe, frezy trzpieniowe z długim trzpieniem, frezy trzpieniowe kulowe

Frez kulowy – kluczowe narzędzie we współczesnej obróbce skrawaniem

Frez kulowy to niezastąpione narzędzie w nowoczesnej obróbce skrawaniem, szczególnie przy wykonywaniu złożonych kształtów i precyzyjnych konturów. Ich unikalna konstrukcja i wszechstronność sprawiają, że są powszechnie stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym oraz w produkcji form. W tym artykule omówimy najważniejsze cechy frezów kulowych, ich właściwości użytkowe, kompatybilne materiały oraz typowe zastosowania przemysłowe.

1. Cechy frezów kulowych

Frez kulowy, znany również jako frez z zaokrąglonym czołem, wyróżnia się zaokrągloną krawędzią tnącą, która umożliwia obróbkę powierzchni o krzywoliniowych kształtach i formowanie detali 3D. Główne cechy to:

• Półkulista końcówka: Zaokrąglona krawędź tnąca pozwala na płynne modelowanie i obróbkę skomplikowanych powierzchni – idealne do zastosowań 3D.
• Konstrukcja rowków (luzów): Zwykle dostępne w konfiguracjach od 2 do 6 rowków. Mniejsza liczba rowków umożliwia lepsze usuwanie wiórów, a większa poprawia jakość powierzchni.
• Materiał i powłoki: Frezy są produkowane z szybkotnącej stali (HSS), węglika spiekanego (karbidu) lub kobaltu. Często pokrywane są powłokami TiN (azotek tytanu), TiAlN (azotek tytanu i glinu) lub AlTiN (azotek glinu i tytanu), co zwiększa ich trwałość i wydajność.
• Zdolność do cięcia centralnego: Wiele frezów kulowych ma zdolność do cięcia centralnego, co umożliwia ich zagłębianie w materiał — przydatne przy frezowaniu rowków i kieszeni.
• Różnorodność geometrii: Dostępne w różnych długościach, średnicach trzpienia i profilach szyjki – odpowiednie do obróbki zarówno głębokich wnęk, jak i drobnych detali.

2. Właściwości użytkowe

Frez kulowy ceniony jest za zdolność do uzyskiwania wysokiej jakości powierzchni oraz adaptację do skomplikowanych kształtów. Jego charakterystyka to:

• Doskonała jakość powierzchni: Zaokrąglona krawędź tnąca redukuje widoczność śladów po narzędziu, zapewniając gładsze wykończenie, zwłaszcza przy skomplikowanych formach.
• Wszechstronność w obróbce 3D: Idealny do frezowania powierzchni rzeźbiarskich, podcięć oraz obróbki na wieloosiowych centrach CNC.
• Wytrzymałość krawędzi: Zakrzywiony profil równomiernie rozkłada siły skrawania, co zmniejsza ryzyko wykruszenia i zwiększa trwałość narzędzia.
• Umiarkowane tempo usuwania materiału: Ze względu na swoją geometrię, frezy kulowe często pracują z mniejszym posuwem niż frezy płaskie – jest to kompromis dla lepszej precyzji i jakości powierzchni.
• Precyzyjna kontrola: Doskonałe do dokładnej obróbki detali i precyzyjnych wykończeń na delikatnych elementach.

3. Materiały do obróbki

Frez kulowy może być stosowany do szerokiego zakresu materiałów metalowych i niemetalowych. Do najczęstszych należą:

a. Metale

• Aluminium: Łatwe w obróbce, często stosowane w prototypowaniu i produkcji form.
• Stal i stal nierdzewna: W tym stale miękkie oraz hartowane.
• Tytan i stopy tytanu: Szczególnie w przemyśle lotniczym i medycznym.
• Miedź i mosiądz: Wykorzystywane w elektronice oraz przy precyzyjnych detalach.

b. Tworzywa sztuczne i kompozyty

• Tworzywa sztuczne: Takie jak akryl, poliwęglan, nylon.
• Kompozyty: Wzmocnione włóknem węglowym, używane w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym.

Wybór materiału narzędzia (np. węglik spiekany vs. HSS) zależy od twardości i ścieralności obrabianego materiału.

4. Zastosowania przemysłowe

Frezy kulowe znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu dzięki swojej precyzji i elastyczności. Przykładowe zastosowania:

• Obróbka łopatek turbin, ram konstrukcyjnych i komponentów aerodynamicznych.
• Wytwarzanie lekkich, skomplikowanych elementów o wysokiej dokładności wymiarowej.

• Niezbędne przy grawerowaniu i formowaniu detali w matrycach do formowania wtryskowego, odlewnictwa i tłoczenia.
• Używane zarówno do zgrubnej, jak i wykańczającej obróbki gniazd i rdzeni.

• Idealne do produkcji narzędzi chirurgicznych, protez i indywidualnych implantów.
• Materiały o wysokich właściwościach, takie jak tytan, często obrabiane są frezami kulowymi z powłoką węglikową.

• Do grawerowania, konturowania 3D, wykonywania detali dekoracyjnych i tabliczek.
• Powszechnie stosowane w prototypowaniu oraz produkcji krótkoseryjnej, gdzie liczy się precyzja.

Podsumowanie

Frezy kulowe to potężne narzędzia w świecie obróbki skrawaniem, umożliwiające kształtowanie złożonych powierzchni z wyjątkową precyzją i jakością wykończenia. Ich różnorodność pod względem rozmiarów, materiałów i powłok sprawia, że są one odpowiednie do szerokiego wachlarza materiałów i zastosowań. Niezależnie od branży – lotniczej, medycznej czy ogólnej obróbki CNC – frezy kulowe odgrywają kluczową rolę w rozwijaniu możliwości współczesnej produkcji.