Fräsmaskinen är en verktygsmaskin som används för spånavskiljande bearbetning och som sedan den industriella revolutionen har varit mycket använd i verkstäder och fabriker. Den kännetecknas av roterande rörelse hos sitt skärverktyg, fräsen; detta verktyg har flera eggar. Idag finns det förutom de konventionella modellerna även universell CNC-fräsmaskin på marknaden.
Vad är fräsmaskiner?
Fräsmaskiner används för bearbetning av arbetsstycken i olika material genom spånavskiljande bearbetning. De är mycket mångsidiga tack vare det stora antalet operationer de utför, men även på grund av de material de kan hantera. En fräsmaskin kan arbeta med trä, stål, icke-järnmetaller, järn och syntetmaterial, samt med olika ytor, oavsett om de är plana, krökta, tandade, med spår osv. Dessutom kan arbetsstycken som bearbetats i dessa maskiner genomgå processer som grovbearbetning och finbearbetning.
Vad är en fräsmaskin och hur fungerar den? Konventionella fräsmaskiner och CNC-fräsmaskiner skiljer sig inte mycket från varandra. I stora drag är en fräsmaskin en verktygsmaskin utrustad med ett skärverktyg som kallas fräs; fräsen består av eggar eller läppar som roterar och avlägsnar överflödigt material från arbetsstyckets yta.
Det var i början av artonhundratalet som de konventionella fräsmaskinerna uppfanns. Med tiden anpassades de till nya tekniker och branschens behov, tills de blev oumbärliga i varje verkstad. Med uppfinningen av datorstyrd numerisk styrning, eller CNC, uppdaterades de konventionella fräsmaskinerna, och idag finns det modeller av dessa maskiner som arbetar automatiserat med hjälp av en dator.
Inom industrin finns det olika typer av fräsmaskiner, och var och en följer specifika processer. Den konventionella universalfräsen kännetecknas av att den har en huvudspindel som används för att koppla in de horisontella verktygsaxlarna. Dessutom har den ett spindelhuvud som kopplas till spindeln och gör att fräsmaskinen kan göras om till vertikal. Det vill säga, en universalfräs med rätt verktyg kan enkelt göras vertikal. I denna typ av fräsmaskiner kan ramen eller den glidande bryggan röra sig från bak till fram och tvärtom med hjälp av guider.
Egenskaper hos den universella CNC-fräsmaskinen
Den universella CNC-fräsmaskinen kännetecknas av det stora utbudet av bearbetningar den kan utföra, men också av den flexibilitet den ger i tillverkningsprocesserna. Dessutom har denna typ av maskiner åstadkommit en programmerbar automatisering av produktionen, och de konstruerades för tillverkning av stora volymer enkla detaljer eller medelstora till låga volymer av mer komplexa detaljer. Tack vare detta datorstyrda system kan fräsmaskinerna växla mellan modeller av detaljer genom program och avancerade verktyg.
På den universella CNC-fräsmaskinen, liksom på andra maskiner som arbetar med denna teknik, styrs CNC-utrustningen via ett alfanumeriskt program, det vill säga ett program som använder siffror, bokstäver och andra symboler. Här finns de så kallade G- och M-koderna (rörelse- och hjälpcykler respektive hjälpfunktioner). Dessa tecken är kodade i ett språk som är optimalt för att definiera ett program med instruktioner som gör det möjligt att utföra specifika uppgifter. Om man behöver byta mellan program vet maskinen själv vilka ändringar som måste göras; dessa ändringar omfattar både byte av program och av verktyg. För serietillverkning kan verkstäder och fabriker inkludera robotarmar som bidrar till matningen.
De mest avancerade universalfräsmaskinerna består av elektroniska visningssystem; dessa visar positionerna för verktygen i förhållande till koordinatsystemet. Tack vare detta visningssystem går det enkelt att avläsa måtten på förflyttningarna.
Det är viktigt att påpeka att det alfanumeriska programmeringsspråket för universalfräsen kan variera. Många fräsmaskiner använder det internationella standardspråket ISO, men kan också använda Heidenhain, Fagor eller Siemens.
Fördelar med CNC-fräsning
CNC-fräsmaskiner arbetar med programvara för programmering som gör det möjligt (och nödvändigt) att konstruera detaljen i datorer; när konstruktionen har slutförts i en dator enligt CAD-programmet översätts den till CNC:ns alfanumeriska språk. Operatören kan programmera maskinen genom att välja de skärparametrar som detaljen kräver. När maskinen aktiveras vet fräsmaskinens dator vad den ska göra och anger för verktygen vilka rörelser de ska följa och med vilken hastighet och matning, skärdjup och bearbetningspass.
Detta är utan tvekan den främsta fördelen med den universella CNC-fräsmaskinen: dess automatisering. Maskinen kräver minimal insats av operatören, som bara behöver göra lämplig programmering. Faktum är att en och samma operatör kan övervaka flera CNC-maskiner samtidigt. Dessutom gör CNC-fräsmaskiner att bearbetningarna blir betydligt mer precisa än om de utförs med konventionella verktyg. Men det är inte allt: beroende på antalet axlar som utrustningen har kan fräsmaskinens spindelhuvud nå olika vinklar på arbetsstycket som ska bearbetas.
Slutligen optimerar den här typen av verktygsmaskiner produktionen, vilket hjälper till att minska ledtider och leveranstider och naturligtvis även kostnaderna.