Frézka

Univerzální frézka s příslušenstvím.

Ruční frézka na dřevo.

Frézka je obráběcí stroj určený k provádění obráběcích prací odstraňováním třísek pohybem rotačního nástroje s několika řeznými hranami, nazývaného fréza . ​ Frézováním lze obrábět nejrůznější materiály, jako je dřevo , ocel , litina , neželezné kovy a syntetické materiály, rovné nebo zakřivené povrchy, zářezy, drážky, zoubkování atd. Kromě toho mohou být frézované kusy hrubovány nebo zušlechťovány. U tradičních frézek se díl pohybuje tak, že se obráběné oblasti přibližují k nástroji, což umožňuje získat různé tvary, od plochých povrchů až po ty složitější.

Frézky, vynalezené na počátku 19. století , se staly základními stroji v sektoru obrábění. Díky začlenění číslicového řízení jsou nejuniverzálnějšími obráběcími stroji díky rozmanitosti obrábění, které mohou provádět, a flexibilitě , kterou umožňují ve výrobním procesu . Rozmanitost mechanických procesů a zvýšení globální konkurenceschopnosti daly vzniknout široké škále frézek, které, přestože mají společný základ, se značně liší v závislosti na průmyslovém odvětví, ve kterém se používají. ​ Stejně tak technický pokrok v konstrukci a kvalitě frézovacích nástrojů umožnil používat velmi vysoké řezné parametry, což vede k drastickému zkrácení doby obrábění.

Vzhledem k rozmanitosti obráběcích operací, které lze provádět na současných frézkách, velkému počtu různých strojů, jak z hlediska výkonu , tak technických vlastností, rozmanitosti použitého příslušenství a nutnosti splnit přísné kvalitativní specifikace odborně kvalifikovaný personál , ať už se jedná o programátora, přípraváře nebo frézku. ]

Použití těchto strojů s pohyblivými a řeznými prvky, jakož i toxickými kapalinami pro chlazení a mazání řezu, vyžaduje pracovní podmínky , které zachovávají bezpečnost a zdraví pracovníků a zabraňují poškození strojů, instalací a zařízení. hotové nebo polotovary - hotové výrobky .

Historie

Stará univerzální frézka.

První frézka byla postavena v roce 1818 a byla navržena Američanem Elim Whitneyem za účelem urychlení výroby pušek ve státě Connecticut . Je zachována v Yale Mechanical Engineering Museum. ]

Ve 30. letech 19. století společnost Gay & Silver postavila frézku, která obsahovala mechanismus vertikálního nastavení a podpěru pro vřeteno nástroje.

V roce 1848 americký inženýr Frederick. W. Howe navrhl a vyrobil první univerzální frézku pro společnost Robbins & Lawrence se zařízením pro kopírování profilů. Přibližně ve stejnou dobu byla odhalena frézka Lincoln, která obsahovala vertikálně nastavitelný válcový beran.

V polovině 19. století se začalo s konstrukcí vertikálních frézek. Konkrétně v muzeu Conservatoire National des Arts et Métiers v Paříži je zachována vertikální frézka z roku 1857 .

První univerzální frézka vybavená dělicí deskou, která umožňovala výrobu čelních a šroubových ozubených kol , byla vyrobena firmou Brown & Sharpe v roce 1853 z iniciativy a na žádost Fredericka W. Howea a byla představena na Všeobecné výstavě v roce 1867 Paříž . V roce 1884 sestrojila americká společnost Cincinnati univerzální frézku s axiálně umístěným válcovým beranem.

V roce 1874 navrhl francouzský stavitel obráběcích strojů Pierre Philippe Huré stroj s dvojitým vřetenem, vertikálním a horizontálním, které byly polohovány ruční rotací.

V roce 1894 Francouz R. Huré navrhl univerzální hlavu, s níž lze provádět různé obráběcí operace s různými polohami nástroje. Tento typ hlavy s mírnými úpravami je dnes jedním z nejčastěji používaných doplňků na univerzálních frézkách.

V roce 1938 byla v Bridgeportu ve státě Connecticut založena společnost Bridgeport Machines, Inc., která se v pozdějších desetiletích proslavila svými malými a středně velkými vertikálními frézkami. ]

Zavedení numerického řízení

První vývoj v oblasti počítačového numerického řízení (CNC) provedl americký vynálezce John T. Parsons ( Detroit 1913 - 2007 ) spolu se svým zaměstnancem Frankem L. Stulenem ve 40. letech 20. století. použití dat v referenčním systému k definování obrysových povrchů vrtulí vrtulníku . Aplikace numerického řízení pokrývá širokou škálu procesů. Aplikace spadají do dvou kategorií: aplikace obráběcích strojů , jako je vrtání , frézování , frézování nebo soustružení ; a aplikace jiných než obráběcích nástrojů, jako je montáž , uspořádání , řezání plamenem nebo metrologie .

Společným principem činnosti všech aplikací číslicového řízení je řízení relativní polohy nástroje nebo procesního prvku vzhledem k objektu, který má být zpracován. Zpočátku byly posuny z bodu do bodu a v podstatě se používaly ve vrtacích strojích . Vynález funkcí lineární a kruhové interpolace a automatická výměna nástrojů umožnil sestrojit generaci obráběcích strojů pro vrtání, závitování, frézování a dokonce i soustružení, které vešly ve známost jako obráběcí centra namísto samotných frézek. ]

Počítačové numerické řízení ve frézkách

Numerická ovládací konzole.

Frézky Computer Numerical Control (CNC) umožňují programovatelnou automatizaci výroby. Byly navrženy tak, aby vyhovovaly odchylkám v konfiguraci produktu. Jeho hlavní aplikace se zaměřuje na střední objemy výroby jednoduchých dílů a na střední a nízké objemy výroby složitých dílů, což umožňuje provádět přesné obrábění se snadnou změnou z jednoho modelu součásti na jiný vložením odpovídajícího programu a nových nástrojů. které je třeba použít, stejně jako upevňovací systém kusů. Numerické řídicí zařízení je řízeno programem , který používá čísla, písmena a další symboly; například tzv. G kódy (pohyby a pevné cykly) a M (pomocné funkce). Tato čísla, písmena a symboly, které mohou zahrnovat & , % , $ a " (uvozovky), jsou zakódovány ve vhodném jazyce, aby definovaly program instrukcí pro provedení konkrétního úkolu. Když se daný úkol liší, kód je instrukční program Ve velkosériové výrobě je číslicové řízení užitečné pro robotické podávání a odebírání obráběných dílů.

Moderní univerzální frézky mají elektronické displeje , kde se zobrazují polohy nástrojů podle souřadnicového systému a tím je lépe usnadněno odečítání rozměrů v jejich pohybech . Mnohé frézky navíc obsahují systém počítačového numerického řízení (CNC), který umožňuje automatizaci jejich práce. Kopírovací frézky navíc obsahují kopírovací mechanismus pro různé profily obrábění.

Existuje několik CNC programovacích jazyků pro frézky, všechny jsou numerické programování, mezi nimiž vyniká mezinárodní standardní jazyk ISO a jazyky HEIDENHAIN, Fagor a Siemens . K vývoji CNC programu se obvykle používají simulátory , které pomocí počítače umožňují kontrolu sledu naprogramovaných operací.

Typy frézek

Frézovací vlak.

Frézky lze klasifikovat podle různých hledisek, jako je orientace osy otáčení nebo počet os provozu. Nejběžnější klasifikace jsou uvedeny níže.

Frézky podle orientace nástroje

Podle orientace osy otáčení řezného nástroje se rozlišují tři typy fréz: horizontální, vertikální a univerzální.

Horizontální frézka používá válcové frézy, které jsou namontovány na vodorovné ose poháněné hlavou stroje a podepřeny na jednom konci na této hlavě a na druhém na ložisku umístěném na posuvném můstku zvaném beran . Tento stroj umožňuje především drážkovací práce, s různými profily nebo tvary drážek. Pokud to operace, které mají být prováděny, umožňují, zejména při vytváření několika paralelních drážek, lze produktivitu zvýšit montáží několika fréz dohromady na vřeteno držáku nástroje, čímž se vytvoří frézovací dráha . Maximální hloubka drážky je omezena rozdílem mezi vnějším poloměrem frézy a vnějším poloměrem distančních pouzder, která ji drží na frézovacím vřetenu.

Vertikální frézka .

U vertikální frézy je osa vřetena orientována vertikálně, kolmo k pracovnímu stolu. Stopkové frézy jsou namontovány na vřetenu a otáčejí se kolem jeho osy. Obecně platí, že buď vřeteno nebo stůl lze vertikálně pohybovat, což umožňuje prohloubení řezu. Existují dva typy vertikálních frézek: stolní frézky a revolverové frézky nebo konzolové frézky. U revolverové frézy zůstává vřeteno během řezacích operací nehybné a stůl se pohybuje jak horizontálně, tak vertikálně. U fréz s pevným ložem se však stůl pohybuje pouze kolmo k vřetenu, zatímco vřeteno samotné se pohybuje rovnoběžně s vlastní osou. ]

Univerzální frézka má hlavní vřeteno pro spojení horizontálních nástrojových vřeten a vřeteník, který je s tímto vřetenem spojen a mění stroj na vertikální frézku. Rozsah jeho použití je omezen především cenou a velikostí dílů, které lze obrábět. U univerzálních frézek, stejně jako u horizontálních, se posuvný můstek, v žargonu známý jako beran , může pohybovat zepředu dozadu a naopak na vodítkách.

Speciální frézky

Kromě tradičních frézek existují další frézky se speciálními vlastnostmi, které lze zařadit do určitých skupin. Konstrukční formy těchto strojů se však v rámci každé skupiny podstatně liší v závislosti na potřebách každého výrobního procesu .

Kruhové frézky mají široký otočný kruhový stůl, nad kterým se pohybuje vozík nesoucí nástroj, který může mít jednu nebo více vertikálních hlav; například jeden pro hrubovací operace a jeden pro dokončovací operace. Kromě toho lze díly namontovat a demontovat na jedné straně stolu, zatímco díly se opracovávají na straně druhé. ]

Kopírovací frézky mají dva stoly : pracovní stůl, na kterém se drží obráběná součást, a pomocný, na kterém je umístěn model. Vertikální osa nástroje je zavěšena na mechanismu ve tvaru pantografu , který je rovněž spojen se stopkou na pomocném stole. Sledováním obrysu modelu pomocí sondy je definován pohyb nástroje, který obrábí součást. Jiné kopírovací frézky používají místo mechanického sledovacího systému hydraulické, elektrohydraulické nebo elektronické systémy. ]

U portálových frézek , známých také jako mostové frézky, je vertikální nástrojová hlava na konstrukci se dvěma sloupy umístěnými na protilehlých stranách stolu. Nástroj se může pohybovat svisle a příčně a obrobek se může pohybovat podélně. Některé z těchto frézek mají také na každé straně stolu dvě vodorovné hlavy, které se mohou pohybovat vertikálně ve svých příslušných sloupcích, kromě toho, že mohou horizontálně prodloužit své pracovní osy. Používají se k obrábění velkých dílů. ]

Na posuvných mostových frézkách se nástroj místo pohybu stolu pohybuje po konstrukci podobné mostovému jeřábu . Používají se především k obrábění velkých dílů.

Frézka na dřevo je ruční stroj , který používá rotační nástroj k frézování na rovných površích dřeva . Používají se při kutilské výrobě a výrobě skříní k výrobě drážek, jako jsou rybinové spoje nebo spoje pero- drážka ; zapuštěné, jako jsou ty, které jsou potřebné pro umístění zámků nebo pantů na dveřích; a profily, jako jsou lišty . Řezné nástroje, které používají, jsou frézy na dřevo s většími a více rozmístěnými zuby než frézy na kov. ]

Frézky podle počtu os

Frézky lze klasifikovat na základě počtu stupňů volnosti , které lze měnit během operace odstraňování třísek.

• Tříosá frézka . Relativní pohyb mezi součástí a nástrojem lze řídit ve všech třech osách kartézského systému .

• Čtyřosá frézka . Kromě relativního pohybu mezi obrobkem a nástrojem ve třech osách lze ovládat otáčení obrobku kolem jedné osy, jako například pomocí indexovacího mechanismu nebo otočného stolu. Používají se ke generování povrchů s válcovým vzorem, jako jsou ozubená kola nebo drážkované hřídele.

• Pětiosá frézka . Kromě relativního pohybu mezi obrobkem a nástrojem ve třech osách můžete ovládat buď otáčení obrobku kolem dvou os, jedné kolmé k ose nástroje a jedné rovnoběžné s ní (jako u indexovacího mechanismu a točny ve stroji svislá frézka), nebo otáčení kusu na vodorovné ose a naklonění nástroje kolem osy kolmé k předchozí. Používají se ke generování složitých tvarů, jako je běžec pro Francisovu turbínu . ]
• Šestiosá frézka .

Pohyby

Možné osy ve frézce.

Základní frézovací pohyby.
1.- Čelní
frézování 2.- Čelní a tangenciální
frézování 3.- Tangenciální frézování v opozici.
4.- Tangenciální frézování v souladu.     řezný pohyb.      Pohyb vpřed.      Hloubka pohybu průchodu.

Pohyby nástroje

Hlavním pohybem nástroje je rotace kolem své osy . U některých frézek je také možné měnit sklon nástroje nebo dokonce prodloužit jeho polohu podél jeho osy otáčení. U mobilních můstkových frézek jsou všechny pohyby prováděny nástrojem, zatímco součást zůstává nehybná.

Tabulky se pohybují

Pracovní stůl lze posouvat ručně nebo automaticky rychlostmi obráběcího posuvu nebo rychlými posuvy naprázdno. K tomu má box předstihů vyjádřený v mm/minutu, kde lze zvolit vhodný pracovní předstih pro technologické podmínky obrábění.

• Podélný pohyb: podél osy X , která obvykle odpovídá pracovnímu pohybu. Pro usnadnění upínání kusů je stůl vybaven drážkami ve tvaru T, které umožňují upevnění svorek nebo jiných upínacích prvků, a lze jej také naklonit pro řezbářské úhly. Tato tabulka se může automaticky posouvat podle řezných podmínek požadovaných obráběním.

• Příčný pohyb: podél osy Y , která odpovídá příčnému pohybu pracovního stolu. V zásadě se používá k umístění frézovacího nástroje do správné polohy.

• Vertikální pohyb: podél osy Z , která odpovídá vertikálnímu pohybu kreslicího plátna. Posunutím této osy se stanoví hloubka řezu frézování.

• Otáčení kolem podélné osy: podle stupně volnosti U . Získává se s dělicí hlavou nebo s oscilačním stolem.

• Otáčení kolem svislé osy: podle stupně volnosti W . U některých frézek lze stůl otočit o 45º na každou stranu; v jiných se může stůl úplně otočit.

Relativní pohyb mezi součástí a nástrojem

Relativní pohyb mezi obrobkem a nástrojem lze rozdělit do tří základních typů:

• Řezný pohyb je pohyb prováděný špičkou nástroje kolem osy držáku nástroje.
• Pohyb posuvu je aproximace nástroje z oblasti řezu do oblasti bez řezu.
• Hloubkový pohyb průniku nebo průchodu je typ posuvného pohybu, který se provádí za účelem zvýšení hloubky řezu.

Struktura, komponenty a charakteristiky

Díly

Schéma horizontální frézky.
1: základna. 2: sloupec. 3: konzole. 4: křížový skluz. 5: tabulka. 6: most. 7: vřeteno nástroje.

Detail stolu frézky.

části frézovacích strojů

Chlap	španělština	Angličtina
Strukturální	Hlava	Hlava
	Most (horní paže)	Horem
	podporuje	Podpěry stromů
	Sloupec (rám, tělo)	sloupec
	Základna	Základna
auta	Stůl	Stůl
	křížový skluz	sedlo
	Závorka	Koleno
Přenos	vřetenová převodovka
	box pokroku
	Kolébka	kolébka
Mechanismus	Třtina	Brk
	vřeteno	Vřeteno
	frézovací vřeteno	strom

Hlavní součásti frézky jsou základna, tělo, konzola, vozík, stůl, můstek a vřeteno nástroje. Základna umožňuje správnou oporu frézky na zemi. Těleso nebo rám je ve tvaru sloupku a spočívá na základně nebo jsou oba součástí stejného kusu. Obvykle jsou základna a sloup vyrobeny ze stabilizované legované litiny. Sloup má na přední části některá tvrzená a rektifikovaná vodítka pro pohyb konzoly a ovládací prvky pro aktivaci a ovládání stroje.

Konzola se svisle posouvá po vodítkách těla a slouží jako podpěra stolu. Stůl má drážkovaný povrch, na kterém se drží tvarovaný díl. Stůl spočívá na dvou pojezdech, které umožňují podélný a příčný pohyb stolu na konzole.

Most je kus podepřený konzolou na rámu a některé lunety jsou umístěny v něm, kde je podepřena osa držáku nástroje. Jedno nebo více šroubů s okem je obvykle namontováno na horní části mostu , aby se usnadnila přeprava stroje. ​ Držák nástroje nebo držák frézy je podpěra nástroje a přenáší rotační pohyb hnacího mechanismu umístěného uvnitř rámu. Tato hřídel je obvykle nástrojová ocel ze slitiny chrom -vanadu . ]

Technické vlastnosti frézky

Při výběru frézky pro nákup a při práci s ní je třeba vzít v úvahu několik technických vlastností. Velikost obráběných dílů je omezena rozměry povrchu stolu a dráhami pohybujících se prvků. V závislosti na operacích, které mají být prováděny, může být nutné mít možnost ovládat několik os současně, jako jsou ty, které poskytují otočné stoly nebo dělicí hlavy, nebo dokonce tyto osy řídit automaticky pomocí CNC, například pro provádění obrysů . V závislosti na materiálu dílu, řezných nástrojích a požadovaných výrobních tolerancích je nutné používat různé řezné a posuvové rychlosti, což může vyžadovat možnost provozu s rychlostními rozsahy, s maximálními otáčkami a dostatečnými výkony pro dosažení flexibility v produkční systém.

Elektronická řídicí zařízení, od vizualizace rozměrů až po numerické řízení, umožňují zvýšit produktivitu a přesnost výrobního procesu.

Kromě toho musí mít frézka bezpečnostní zařízení, jako jsou tlačítka nouzového zastavení (hovorově známá jako nouzové houby ), bezpečnostní zařízení proti přetížení (skládající se buď z automatické spojky , která uvolní pohyb nástroje, když dojde k omezení tření nebo z působení pružiny nebo v elektronickém systému) a ochranné clony proti vymrštění třísek nebo částí obrobku nebo řezného nástroje.

Dalším aspektem, který je třeba vzít v úvahu, je hmotnost stroje, která ovlivňuje jeho přepravu a potřeby založení budovy tak, aby byly vibrace řízeny na přípustných úrovních. Dobrá funkce stroje vyžaduje, aby jeho mezery a rozměrové nedokonalosti byly kontrolovány a nepřekračovaly určité tolerance , pro které jsou prováděny pravidelné kontroly. Z tohoto důvodu jsou vedení posuvných komponentů (jako jsou stolové pojezdy nebo most) obvykle lichoběžníkového nebo rybinového tvaru ​ Hnací šrouby posuvných pohybů jsou kuličkové šrouby bez vůle , aby se snížily třecí síly a tím se zpomalily růst povolení. ]

Vybavení numericky řízené frézky

Kulový šroub bez hry podélného pohybu stolu.

Standardní a volitelné vybavení namontované na současných frézkách se značně liší v závislosti na jejich výkonu.

Při nakládání s informacemi je nutné vzít v úvahu typ programovacího jazyka , který lze použít, kapacitu paměti stroje pro pozdější použití uložených programů a také způsob zadávání a úpravy programů: na stroje, pomocí zařízení pro ukládání dat ( disketa nebo USB paměť ), nebo pomocí síťové karty .

Centrální procesorová jednotka ( CPU ) stroje řídí rotační pohony, pro které jsou použity servomotory , které mohou měnit svou rychlost v plynulém rozsahu. Lineární pohyb saní stolu je dosažen transformací rotačního pohybu servomotorů pomocí kuličkových šroubů bez vůle .

CPU získává data z programu az instalovaných senzorů , které umožňují vytvoření zpětné vazby pro řízení provozu. Přesnost těchto senzorů a rychlost zpracování CPU omezují rozměrovou přesnost, které lze dosáhnout. Typ použitého senzoru se postupem času vyvíjel. V současné době jsou snímače s Hallovým efektem široce používány k ovládání prováděných pohybů a zatáček. Pro kontrolu polohy počátku vztažného systému prováděných pohybů a opotřebení nástroje se používá jeden nebo více tykadel nebo měřicích sond. Stylus je zařízení s dříkem, které ovládá tlačítko , když se dostane do kontaktu se součástí nebo stolem stroje. Počátek souřadnic lze také určit pohybem nástroje s obráběnou oblastí.

Kromě pohybů součásti a nástroje lze automaticky řídit i další parametry, např. použitý nástroj, který lze změnit ze zásobníku nástrojů instalovaného na stroji; použití či nepoužití chladicí kapaliny nebo otevírání a zavírání bezpečnostních dveří.

Hlavní příslušenství

Zobrazení souřadnic os .

Existuje několik doplňků, které se instalují na frézky pro provádění různých obráběcích operací nebo pro jejich použití s ​​vyšší rychlostí, přesností a bezpečností: ]

• Zařízení pro přidávání os: víceúhlová hlava (umožňuje orientaci osy držáku nástroje), univerzální indexer s koníkem a sadou ozubených kol a kruhový indexovací stůl.
• Zařízení pro upínání obrobků: 3-čelisťové univerzální sklíčidlo se zadní deskou; koník a lunety; odstupňovaná otočná svorka; hydraulická svorka.
• Zařízení pro uchycení nástrojů: dlouhá a krátká vřetena fréz, vřeteno kleštinového sklíčidla a sada kleštin.
• Zařízení pro speciální operace: rotační dlabačka, vrtací hlava.
• Ovládací zařízení: digitální zobrazení rozměrů a měřicí sondy.

Držení nástroje

Adaptér CAT-40 s uchycením.

Sklad frézovacích vřeten.

Podle upínacího mechanismu k držáku nástroje lze frézy rozdělit na: frézy s kuželovou stopkou, frézy s válcovou stopkou a frézy se stopkou .

Frézy s kuželovou stopkou, s výjimkou velkých fréz, se zpravidla montují na držák nástroje pomocí sklíčidla nebo meziobjímky adaptéru, jehož otvor má stejný kužel jako stopka frézy. Používané kužely jsou obvykle ty, které odpovídají ISO kuželům nebo Morse kuželům , existují i ​​jiné typy méně používané u frézek, jako Brown a Sharpe kužely . ]

Frézy s válcovou stopkou jsou připevněny k držáku nástroje pomocí kleštinových sklíčidel. Některé mají otvor ve stopce a jsou upevněny pomocí stopek, které se na jedné straně přizpůsobí fréze pomocí závitu nebo pomocí závitového hřídele a na druhé straně mají kužel pro montáž na vřeteno stroje. ]

Frézy pro montáž na strom mají středový otvor pro uložení osy držáku nástroje, jejíž průměr je standardizovaný. Mají drážku pro pero, která zajišťuje rotaci nástroje a zabraňuje jeho sklouznutí. Pro axiální umístění těchto fréz na hřídel se používají distanční pouzdra standardní šířky . Kromě toho lze v případě potřeby namontovat několik fréz současně do takzvané frézovací soupravy . Pro ruční výměnu frézovacích vřeten se používají klasické upevňovací systémy se závitovou sponou, ale stále častěji se používá pneumatické nebo hydraulické utahování kvůli rychlosti, s jakou se výměna provádí.

Číslicově řízené frézky obsahují zásobník nástrojů a mají mechanismus, který umožňuje automatickou výměnu nástrojů podle naprogramovaných příkazů. ]

Pro orientaci nástroje existuje několik typů zařízení, jako je Huré hlava, Gambin hlava nebo nastavitelné destičky. ]

Univerzální vertikální hlava

Univerzální hlava.

Univerzální vertikální hlava Huré je mechanismus, který zvyšuje výkon univerzální frézky a je použitelný pro horizontální, vertikální, radiální frézování ve vertikální rovině, úhlové (šikmé) ve vertikální rovině kolmé ke stolu frézky a šikmé nebo úhlové v horizontální rovině. Tento mechanismus je široce používán u univerzálních frézek a u vertikálních frézek se nepoužívá.

Skládá se ze dvou částí: první s násadou držáku nástroje je spojena s druhou částí hlavy pomocí kruhového jezdce nakloněného o 45° vzhledem k horizontále a druhá je spojena pomocí vertikálního kruhový jezdec do přední části sloupu.frézky, kde se připevní na hlavní vřeteno stroje. Hlava je uspořádána tak, aby obsahovala frézovací nástroje, vrtáky a výstružníky pomocí kleštin, držáků vrtáků a dalších prvků pro uchycení nástrojů. Otáčky vřetena tohoto příslušenství jsou stejné jako u hlavního vřetena frézy. Nejsou vhodné pro operace s velkými hoblovacími nástroji. ]

Upínání

Univerzální dělicí mechanismus.

K dosažení správného upevnění kusů na pracovním stole frézky se používají různá zařízení. Upínací systém musí umožňovat rychlé a přesné nakládání a vykládání kusů na pracovní stůl, zaručovat opakovatelnost poloh kusů a jejich upnutí s dostatečnou tuhostí. Kromě toho musí použitý upínací systém zajistit, aby řezný nástroj mohl vytvářet dráhy během řezných operací bez kolize s jakýmkoli nástrojem. ]

Existují dva hlavní typy upevňovacích zařízení: svorky a svorky, přičemž poslední jsou nejběžnější. Použité čelisti mohou být pevné nebo otočné. Otočné základní čelisti jsou namontovány na odstupňované kruhové desce. Čelisti lze ovládat ručně nebo hydraulicky. Hydraulické čelisti umožňují automatizovat jejich otevírání a zavírání, stejně jako utahovací tlak. ​ Kruhové stoly, otočné stoly a indexovací mechanismy jsou prvky, které se umisťují mezi stůl stroje a součást za účelem orientace součásti v měřitelných úhlech.

Kromě toho existují další zařízení, která usnadňují podporu, jako jsou V-drážky pro upevnění kruhových nebo úhlových desek pro výrobu zkosení a speciální konstrukční nástroje. Při upínání dlouhého dílu dělícím mechanismem lze použít koník a pevné podpěry . Pro upevnění použitých dílů a zařízení mají stoly drážky ve tvaru T, do kterých se vkládají šrouby , které fixují použité nástroje a zařízení. Lze použít i magnetická zařízení využívající magnety .

Číslicově řízené frézky mohou být vybaveny dvěma pracovními stoly, což umožňuje nakládání a vyjímání dílů při obrábění nového dílu a tím šetří čas. Polohování nebo otočení stolu nebo jeho příslušenství do pracovní polohy lze naprogramovat specifickými funkcemi v programech číslicového řízení.

Dělicí mechanismus

Indexovací mechanismus je příslušenstvím na frézkách a dalších obráběcích strojích, jako jsou vrtačky a vyvrtávačky . Toto zařízení je upevněno na stole stroje a umožňuje provádění operací s úhlovým odstupem vzhledem k ose obráběné součásti. Používá se pro výrobu ozubených kol , hranolů , výstružníků , drážkovaných hřídelí atd.

Díl, který má být obráběn, je připojen k pracovní ose indexeru, mezi hrotem indexeru a koníkem. Při frézování štíhlých dílů se používají i výškově stavitelné lunety nebo podpěry, aby deformace nebyly nadměrné. Přímý rozdělovač obsahuje kotouč nebo desku s několika soustřednými kružnicemi, z nichž každý má jiný počet pravidelně rozmístěných otvorů. V jednom z těchto otvorů je umístěn čep , který se otáčí solidárně s klikou hnacího hřídele. Pokud je dělič automatizovaný, dělení se provádí automaticky s použitím vhodného disku pro každý případ. Tento systém se používá například při obrábění velkého množství drážkovaných hřídelů. Převodový poměr mezi hnací hřídelí a pracovní hřídelí závisí na typu použitého dělicího mechanismu. Existují tři typy rozdělovacích mechanismů: přímý rozdělovač, polouniverzální rozdělovač a univerzální rozdělovač.

Přímý dělič má hřídel , která má na jednom konci kuželovou špičku pro středění osy kusu a na druhém je poháněna přímo klikou. Některé z těchto přepážek mají namísto výměnných kotoučů s obvodovými otvory obvodové štěrbiny a přídržný kolík je umístěn kolmo na hnací hřídel.

Polouniverzální indexer se v zásadě používá pro obrábění hřídelů a ozubených kol s mnoha zuby, kdy je možné stanovit přesný vztah mezi rotačním pohybem obrobku a rotací páky na děrované desce. Aby to bylo možné, tento typ děliče obsahuje vnitřní šnekové kolo a mechanismus šnekového kola, jehož převodový poměr ( i ) je obvykle 40:1 nebo 60:1, a také několik vyměnitelných kotoučů. V těchto případech se musí ovládací klika otočit o 40 nebo 60 otáček, aby dokončila jednu otáčku na pracovní ose děliče. Pro otočení pracovní osy o zlomek otáčky určité hodnoty je třeba předem vypočítat otáčku, kterou musí klika vykonat. Například pro broušení 20zubého řetězového kola se musí klika otočit o 40/20 = 2 otáčky, aby se posunula od jednoho zubu k dalšímu. Pokud chcete vyřezat ozubené kolo s 33 zuby, řešením je 40/33 = 1+7/33, pomocí kterého musíte nainstalovat destičku, která má 33 otvorů a budete muset otočit klikou o jednu celou otáčku plus 7 33 -díry na činely.

Univerzální dělič je konstrukčně podobný jako polouniverzální dělič a liší se od posledně jmenovaného v tom, že obsahuje vnější řadu vyměnitelných ozubených kol, která umožňuje provádět diferenciální dělení a vyřezávat šroubová ozubená kola, když je poměr otáčení dělicí desky je ustaven s posunem frézovacího stolu. Diferenciální dělení se používá, když má řezané ozubené kolo počet zubů, které není možné udělat přímo s dostupnými deskami, protože počet otvorů, kterými lze dosáhnout přesného poměru mezi otáčením osy děliče a kliky činelu. ]

Pro obrábění velkých produkcí drážkovaných hřídelí nebo výstružníků jsou k dispozici automatické dělicí mechanismy s drážkovanými kotouči podle počtu drážek na hřídelích. Tyto kotouče značně urychlují práci. Řezání ozubení s těmito mechanismy se dnes používá zřídka, protože existují stroje na řezání ozubených kol, které dosahují vyšší úrovně kvality a produktivity. Některé moderní numericky řízené (CNC) frézky mají otočné stoly nebo otočné hlavy, takže díly lze obrábět v různých rovinách a úhlech náběhu, takže u těchto strojů není nutné používat dělicí mechanismus.

Nástroje

Válcové frézy pro různé aplikace.

Nejčastěji používané řezné nástroje na frézce se nazývají frézy, ačkoli jiné nástroje mohou být také použity k provádění operací jiných než frézování, jako jsou vrtáky nebo výstružníky . Frézy jsou řezné nástroje s velmi rozmanitým tvarem, materiálem a rozměry v závislosti na typu prováděného frézování. Fréza je určena svým průměrem, tvarem, základním materiálem, počtem břitů nebo zubů, které má, a systémem upínání stroje.

Řezné hrany fréz z rychlořezné oceli ( HSS ) mohou být přímočaré nebo spirálové a frézy, které upevňují vyměnitelné břitové destičky, jsou vyrobeny z karbidu kovu, jako je karbid wolframu , známý jako widia , metal- keramika nebo ve zvláštních případech z nitridu . kov , kubický bor ( CBN ) nebo polykrystalický diamant ( PDC ). Obecně platí, že tvrdší materiály na břitech umožňují použití vyšších řezných rychlostí, ale jsou méně houževnaté a vyžadují nižší posuv. Počet břitů nebo vložek jahod závisí na jejich průměru, množství odstraňovaných třísek, tvrdosti materiálu a druhu jahody.

Části odřezávací frézy

Frézy se skládají z několika částí, ​ mezi nimi vynikají:

- Dřík: také nazývaný rukojeť, je to válcový kus, který se vkládá do frézky.

- Čepel: je to soustružený nebo hladký kus s ostrými hranami, které otáčejí a snižují dřevo, čímž vytvářejí tvar obrobku.

- Ložisko: Je to malý váleček umístěný ve spodní části frézy, který se používá k jejímu přizpůsobení řezacímu vodítku nebo šabloně formy.

Vlastnosti vložitelných vložek

Čelní fréza se čtvercovými vyměnitelnými břitovými destičkami.

Profilová fréza s kulatými břitovými destičkami.

Třída vyměnitelných břitových destiček se volí s ohledem na materiál obrobku, typ aplikace a podmínky obrábění. Rozmanitost tvarů vložek je velká a standardizovaná. Také různorodost materiálů moderních nástrojů je značná a podléhá neustálému vývoji. ​ Hlavní materiály karbidových břitových destiček pro frézování jsou uvedeny v následující tabulce:

Materiál	Symbol
potažené tvrdé kovy	HC
tvrdé kovy	H
cermety	HT, HC
keramika	AC, NC, DC
Kubický nitrid boru	BN
polykrystalické diamanty	DP, HC

Vhodnost různých typů břitových destiček v závislosti na obráběném materiálu je uvedena níže a jsou klasifikovány podle normy ISO / ANSI pro označení aplikací ve vztahu k odolnosti a houževnatosti, kterou mají.

Vložte kód třídy

SERIE	ISO	Charakteristický
P-série	ISO01, 10, 20, 30, 40, 50	Ideální pro obrábění oceli , ocelolitiny a kujné oceli s dlouhou třískou.
M-série	ISO 10, 20, 30, 40	Ideální pro frézování nerezové , feritické a martenzitické oceli, lité oceli, manganové oceli , legované litiny, temperované litiny a automatové oceli.
K-série	ISO01, 10, 20, 30	Ideální pro frézování šedé litiny , studené litiny a temperované litiny s krátkými třískami.
Oni se smějí	ISO 01, 10. 20, 30	Ideální pro frézování neželezných kovů
S-série		Mohou být na bázi niklu nebo titanu . Ideální pro obrábění žáruvzdorných slitin a superslitin.
H-série	ISO01, 10, 20, 30	Ideální pro frézování kalených materiálů.

Čtvercová vložka widia .

Kulatá vložka widia .

Protože existuje tolik rozmanitých geometrických tvarů, velikostí a úhlů řezu, existuje standardizovaný kód Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO 1832) , který se skládá ze čtyř písmen a šesti číslic, kde každé z těchto písmen a číslic označuje určitou charakteristiku odpovídajícího typu vložky. ]

Vložte příklad kódu: SNMG 160408 HC

první písmeno geometrický tvar C Kosočtverečné 80º D Kosočtverečné 55º L Obdélníkový R kolo Ano náměstí T Trojúhelníkový proti Kosočtverečné 35º W Šestihranný 80º

druhé písmeno úhel dopadu A 3 B. 5 C 7 D 15 A 20 F 25 G 30º N 0º P 11

třetí písmeno rozměrová tolerance J Menší major K L M N NEBO

čtvrté písmeno typ upínání A vypustit otvor G Otvor s utvařečem na dvou stranách M Otvor s utvařečem na jedné straně N Žádná díra nebo lamač třísek W Zapuštěný otvor v jedné tváři T Zapuštěný otvor a utvařeč na jedné straně N Bez otvoru as utvařečem na jedné straně X Nestandardní

První dva obrázky udávají v milimetrech délku břitu břitové destičky; další dva obrázky udávají v milimetrech tloušťku vložky; a poslední dva obrázky označují v desetinách milimetru poloměr nosu vložky. Výrobce břitové destičky může k tomuto obecnému kódu přidat dvě písmena pro označení třídy břitové destičky nebo doporučeného použití.

Ostření jahod

Univerzální ořezávátko .

Konstrukční forma fréz z rychlořezné oceli umožňuje, že když jsou řezné hrany opotřebené, mohou být znovu nabroušeny pomocí ostřících strojů určených pro tento úkol. Existuje typ stroje zvaný univerzální ostřička , který s příslušným příslušenstvím a příslušnými brusnými kotouči umožňuje ostření vrtáků , výstružníků a čelních a válcových fréz broušením smirkovým kotoučem . ]

Ověření a ladění

Jak při její konstrukci, tak při preventivní údržbě, která musí být na frézkách pravidelně prováděna, je nutné kontrolovat následující parametry: ]

• Založení a vyrovnání. Frézky musí být podepřeny na základech, které co nejlépe tlumí vibrace, a zároveň musí být správně vyrovnány, aby byla zajištěna správná funkce stolu při jeho pohybech, přičemž je nutné používat přesné vodováhy .

• Zarovnání. Pomocí komparátorů je nutné ověřit, že je stůl zcela vyrovnán, přistoupit k jeho seřízení, pokud jsou pozorovány nesouososti.

• Obsluha frézovacího vřetena. Je nutné pravidelně kontrolovat komparátorem případnou nesouosost frézovacího vřetena při jeho rotačním pohybu.

• Vyrovnání indexového štítku a hrotů koníku. Pomocí vhodného [gramil] ověřte výšku a zarovnání těchto dvou doplňků.

• Ověření přesnosti odstupňovaných noniusů. Zkontrolujte, zda se skutečné posuny shodují se stupnicí bubnů.

• Ověření vůle frézovacího vřetena v lunetě beranu. Při nadměrné vůli je nutné vyměnit bronzové pouzdro zadního okna.

Frézovací operace

S rostoucím používáním numericky řízených frézek narůstají frézovací operace, které lze na tomto typu stroje provádět, a frézování se tak stalo všestranným způsobem obrábění . Vývoj nástrojů rovněž přispěl k vytvoření nových možností frézování a rovněž k výraznému zvýšení produktivity, kvality a přesnosti prováděných operací.

Frézování spočívá především v řezání materiálu, který je obráběn vícebřitým rotačním nástrojem, nazývaným tvrdokovové zuby, břity nebo břitové destičky, který vykonává naprogramované posuvové pohyby pracovního stolu téměř v kterémkoli ze tří směrů Možné osy, ve kterých je stůl lze přesunout tam, kde je obráběný díl upevněn.

Frézovací nástroje jsou charakteristické svým vnějším průměrem, počtem zubů, roztečí zubů (vzdálenost dvou po sobě jdoucích zubů) a systémem upevnění frézy ke stroji.

Na univerzálních frézkách s příslušným příslušenstvím nebo na frézkách s číslicovým řízením lze provádět následující seznam frézování: ]

Čelní fréza s tvrdokovovými destičkami.

• Plánováno . Nejčastější aplikací frézování je čelní frézování , jehož cílem je dosažení rovných ploch. Pro čelní frézování se obecně používají čelní frézy s vyměnitelnými tvrdokovovými břitovými destičkami s velmi širokým rozsahem průměrů těchto fréz a počtem destiček, které každá fréza montuje. Výrobci břitových destiček doporučují jako alternativu používat kulaté břitové destičky nebo 45º úhlové břitové destičky.

• Čtvercové frézování . Čtvercové frézování je varianta čelního frézování, která spočívá v ponechání kolmých kroků v obráběné součásti. K tomu se používají čtvercové nebo kosočtverečné vložky, umístěné vhodným způsobem v nástrojovém držáku.

• Krychlový objem . Operace krychlování je velmi běžná u vertikálních nebo horizontálních frézek a sestává z přípravy kovových zátek nebo jiného materiálu, jako je mramor nebo žula , ve vhodných kubických rozměrech pro pozdější operace. Toto frézování se také provádí čelními frézami s vyměnitelnými břitovými destičkami.

• soud . Jednou z počátečních operací obrábění, které je třeba provést, je často řezání kusů na stanovenou délku, počínaje tyčemi a komerčními profily větší délky. Pro průmyslové řezání dílů se nevýrazně používají pásové pily nebo frézky vybavené válcovými frézami. Na frézách je důležité, že mohou být vyrobeny z rychlořezné oceli nebo tvrdokovu. Vyznačují se tím, že jsou velmi tenké (řádově 3 mm, i když se to může lišit), mají velký průměr a velmi jemné ozubení. Používají se relativně tenké kotoučové frézy (0,5 až 6 mm) o průměru až 300 mm se zapuštěnými bočními plochami, aby se zabránilo tření o součást. ]

Kotoučová fréza pro drážkování.

Frézy pro drážkování drážek pro pero .

• Rovně štěrbinové . Pro frézování přímých drážek se obecně používají válcové frézy o šířce drážky a často je na vřeteno frézy namontováno několik fréz, což umožňuje zvýšit produktivitu obrábění. Sestava několika válcových fréz se nazývá frézovací souprava nebo kombinované frézy. Válcové frézy se vyznačují tím, že mají tři břity: přední a dvě boční. Ve většině aplikací se používají frézy z rychlořezné oceli, protože frézy z tvrdokovu jsou velmi drahé, a proto se používají pouze ve velmi velkých výrobách.

• Tvar štěrbinový . Používají se frézy vhodného tvaru pro štěrbinu, které mohou být ve tvaru T, rybiny atd.

• Drážkování klínové drážky . Používají se válcovité jahody s uchy, v žargonu známé jako baleríny , u nichž lze řez posouvat jak kolmo k její ose, tak rovnoběžně s ní.

• Zkopírováno . Pro kopírovací frézování se používají frézy s břitovými destičkami s kulatým profilem, aby bylo možné provádět obráběcí operace na orografii a měnit profily čel. Existují dva typy stopkových fréz: půlkulový profil a kulatý okraj nebo torické .

• Frézování dutin . Při tomto typu operace je vhodné provést předchozí vrtání a z něj a vhodnými frézami přistupovat k obrábění dutiny s tím, že poloměry dutiny musí být minimálně o 15 % větší než poloměr frézy.

• Soustružnické frézování . Tento typ obrábění využívá kruhovou interpolaci na numericky řízených frézkách a je vhodný jak pro přesné soustružení otvorů, tak pro vnější soustružení. Proces kombinuje rotaci součásti a frézovacího nástroje, což umožňuje dosáhnout rotační plochy . Tato plocha může být soustředná vzhledem ke středové ose rotace součásti. Pokud se fréza pohybuje nahoru nebo dolů v koordinaci s otáčením součásti, lze získat excentrické geometrie, jako je geometrie vačky nebo dokonce geometrie vačkového hřídele nebo klikového hřídele . S axiálním posuvem je možné dosáhnout požadované délky.

• Frézování závitů . Frézování závitů vyžaduje frézku schopnou simultánní spirálové interpolace ve dvou stupních volnosti: rotaci součásti vzhledem k ose šroubovice závitu a posuv součásti ve směru uvedené osy. Profil břitů frézy musí být vhodný pro typ obráběného závitu.

• Čelní frézování . Skládá se z frézování, které je prováděno válcovými šroubovými frézami, které napadají frézovací operaci frontálně. Plně integrální tvrdokovové frézy se stále více používají na numericky řízených frézkách, což jim umožňuje pracovat při velmi vysokých rychlostech.

• Frézování ozubených kol . Frézování ozubení se již téměř neprovádí na univerzálních frézkách s dělicí destičkou, ale provádí se na speciálních strojích zvaných ozubené frézy a pomocí speciálních fréz s příslušným ozubeným modulem.

• Vrtání , vystružování a vyvrtávání . Tyto operace se obvykle provádějí na numericky řízených frézkách vybavených zásobníkem nástrojů a za použití vhodných nástrojů pro každý případ.

• zahalený . Spočívá v obrábění klínových drážek v otvorech, k čemuž se používají protahovací stroje nebo speciální příslušenství, které je připevněno k hlavě univerzálních frézek a převádí rotační pohyb na alternativní vertikální pohyb.

• Rampové frézování . Jde o běžný typ frézování při obrábění forem , které se provádí na kopírovacích frézkách nebo na frézkách s číslicovým řízením.

Obecné aspekty frézování

Frézování ve prospěch

Aby frézovací práce mohly být prováděny v nejlepších podmínkách, musí být splněna řada požadavků. Musí být zajištěna dobrá tuhost stroje a jeho dostatečný výkon, aby bylo možné používat nejpohodlnější nástroje. Používejte také co nejmenší přesah nástroje s vřetenem.

Co se týče frézovacích nástrojů, je třeba přizpůsobit počet zubů, břitů nebo břitových destiček fréz tak, aby nepracovalo příliš mnoho hran současně. Průměr čelních fréz musí být přiměřený šířce řezu.

V řezných parametrech je nutné zvolit nejvhodnější pracovní posuv na zub podle charakteristik obrábění jako je materiál obrobku, vlastnosti frézy, kvalita a přesnost požadovaná na kus a odvod třísek. Kde je to možné, frézujte tak, aby odpovídaly a používejte destičky s pozitivní geometrií, tj . s pozitivním sklonem . Chladicí kapalina by se měla používat pouze v případě potřeby, protože frézování se ve většině aplikací karbidových břitových destiček nejlépe provádí bez chladicí kapaliny. ]

Běžné problémy při frézování

Během frézování se může objevit řada problémů, které brání kvalitě frézovacích operací. Nejběžnější problémy jsou uvedeny v následující tabulce: ]

běžné problémy		možné příčiny
		řezná rychlost		rychlost vpřed		hloubka řezu		jahodový typ
		vysoký	Krátký	vysoký	Krátký	vysoký	Krátký	trochu těžké	málo houževnatý	velký poloměr nosu	Malý nebo záporný úhel čela
Změna řezných hran	Opotřebení povrchu hřbetu	X						X
	Zářezy na okraji	X						X
	Tvorba kráterů nebo plastická deformace	X		X				X			X
	Vybudovaná hrana (tříska navařená na hraně)		X								X
	malé čipy		X						X		X
	zlomení zubu			X		X			X
dlouhé žetony					X		X			X
vibrací		X			X	X				X	X

Nadměrné vibrace mohou být také způsobeny nesprávným nebo nepříliš tuhým upevněním nebo tím, že se kus zdeformuje, když na něj narazí každý zub frézy. Také protifrézování generuje více vibrací než lícované frézování. Tyto vibrace ovlivňují rozměrové tolerance a získanou drsnost, takže harmonie mezi nástrojem a jeho řezným pohybem spolu s dílem a strojem je nezbytná pro maximalizaci nejlepšího výsledku . Dalšími příčinami nedokonalostí obrobených ploch jsou změny břitů, nedostatečná údržba stroje a nesprávné použití nástrojů.

Viz také: Drsnost (mechanická)

Parametry frézovacího řezu

Frézujte podle toho, ​ nebo dolů. ]

Opačné frézování, ​ nebo nahoru. ]

Základní technologické parametry, které je třeba při procesu frézování zohlednit, jsou následující: ]

• Výběr nejvhodnějšího typu stroje, příslušenství a systémů upevnění dílů a nástrojů.
• Volba typu frézování: čelní, tangenciální v souladu nebo tangenciální v opozici.
• Volba řezných parametrů: řezná rychlost ( V _c ), rychlost otáčení nástroje ( n ), posuv ( V _a ), hloubka průchodu ( p ), šířka řezu ( A _c ) atd. )

V oblasti obrábění neexistuje jednomyslnost v označeních postupů frézování. Tangenciální frézování se také nazývá obvodové frézování, válcové frézování nebo šroubovité frézování. Dva typy tangenciálního frézování jsou také známé pod různými názvy:

• Konkordační frézování: frézování dolů, ​ nebo frézování dolů. ]
• Protilehlé frézování: horní frézování, ​ nebo normální frézování. ]

Při frézování po dráze se nástroj otáčí ve stejném směru, ve kterém se obrobek posouvá. Tento typ frézování je také známý jako frézování dolů , protože když je osa rotace frézy vodorovná, vertikální složka řezné síly směřuje dolů. Při opozičním frézování, známém také jako up milling , nastává opak, tedy nástroj se otáčí opačným směrem než je posuv obrobku a vertikální složka řezné síly směřuje nahoru.

Pro dosažení dobré kvality obrobeného povrchu je nejdoporučovanější metodou frézování konkordantní frézování, kdykoli to stroj, nástroj a zařízení umožňují. ]

Při protilehlém frézování se tloušťka třísky a řezný tlak zvyšují s tím, jak se nástroj posouvá, což vyžaduje od stroje méně energie. Tato metoda má však několik nevýhod. Vyvolává vibrace ve stroji a horší kvalitu povrchu obrábění. Je třeba dávat pozor na upnutí kusu, protože tah nástroje bude mít tendenci jej vytlačit z upnutí. ]

Při lícovaném frézování začnou zuby frézy řezat součást s maximální tloušťkou třísky, takže je zapotřebí větší řezné úsilí než u protilehlého frézování. Když je fréza vyjmuta z kusu, tloušťka třísky je menší, a proto je menší i pracovní tlak, čímž se dosáhne lepší kvality obrobeného povrchu. Tento způsob frézování vyžaduje stroje s větším výkonem a tuhostí. Toto frézování podporuje upnutí kusu, protože má tendenci jej stlačovat. ]

Při použití nástrojů, jejichž břity umožňují posouvání řezu v axiálním směru a v radiálním směru, jako jsou čelní frézy nebo baleríny , se ve většině případů doporučuje, aby při řezání frézou byly pohyby prováděny přednostně dopředu v radiálním směru. Je to proto, že geometrie řezných hran je ve většině případů navržena tak, aby se opotřebovávala pomaleji, jak řez postupuje v radiálním směru. S ohledem na to se prohlubovací pohyby s těmito nástroji s výhodou provádějí ve vakuu, jsou omezeny na počáteční vrtání nebo se uvedené vrtání provádí jinými nástroji, například vrtáky nebo trefinačními korunkami . Při použití kulatých destiček v profilových frézách však na směru posuvu nezáleží.

Rychlost řezání

Řezná rychlost je definována jako lineární rychlost obvodu frézy nebo jiného nástroje používaného při frézování. Řezná rychlost, která se vyjadřuje v metrech za minutu (m/min), musí být zvolena před zahájením obrábění a její vhodná hodnota závisí na mnoha faktorech, zejména na kvalitě a typu použité frézy, tvrdosti a obrobitelnosti materiálu, který má být obráběn. obrobený a použitý posuv. Hlavními omezeními stroje jsou jeho rozsah otáček, výkon motorů a tuhost upnutí obrobku a nástroje.

Protože každá řezná hrana frézy pracuje na obrobku přerušovaně a obrábí pouze zlomek každé otáčky nástroje, dosahují řezné hrany teplot nižších než jsou teploty dosahované na soustruhu , a proto se používají vyšší rychlosti. Práce frézy jako celku však nemůže být považována za přerušovanou, protože v pracovní fázi vždy existuje řezná hrana. ]

Z určení řezné rychlosti lze určit otáčky za minutu, které bude mít vřeteno nástroje, podle následujícího vzorce:

$V_{c}\left[\mathrm {m \over min} \right]={\frac {n\ \mathrm {[min^{-1}]} \times \pi \times \mathrm {D_ {c}[mm]} }{1000\left[{{\mbox{mm}} \over {\mbox{m}}}\right]}}$

Kde Vc je řezná rychlost, n je rychlost otáčení nástroje a _{Dc je průměr} nástroje.

Řezná rychlost je hlavním faktorem určujícím životnost nástroje. Vysoká řezná rychlost umožňuje obrábění za kratší dobu, ale urychluje opotřebení nástroje. Výrobci nástrojů a záznamy o obrábění poskytují vodítko pro vhodnou řeznou rychlost nástrojů pro danou životnost nebo dobu trvání nástroje, například 15 minut. Někdy je žádoucí upravit řeznou rychlost pro jinou životnost nástroje a optimalizovat produktivitu , pro kterou se hodnoty řezné rychlosti násobí korekčním faktorem. Vztah mezi tímto korekčním faktorem a dobou trvání nástroje v řezné operaci není lineární . ]

Nadměrná řezná rychlost může vést k velmi rychlému opotřebení břitu nástroje, plastické deformaci břitu se ztrátou tolerance obrábění a obecně ke špatné kvalitě obrábění. Na druhé straně příliš nízká řezná rychlost může vést k tvorbě nánosů břitu na nástroji, potížím s odvodem třísek a prodloužení doby obrábění, což má za následek nízkou produktivitu a náklady spojené s obráběním.

Rychlost otáčení nástroje

Rychlost otáčení nástrojového vřetena se obvykle vyjadřuje v otáčkách za minutu (ot/min). U konvenčních frézek je omezený rozsah otáček, který závisí na rychlosti otáčení hlavního motoru a počtu otáček převodovky stroje. U numericky řízených frézek je tato rychlost řízena zpětnovazebním systémem, ve kterém lze zvolit libovolnou rychlost v rozsahu rychlostí až do maximální rychlosti.

Rychlost otáčení nástroje je přímo úměrná řezné rychlosti a nepřímo úměrná průměru nástroje.

$n\ [{\mbox{min}}^{-1}]={V_{c}\left[{{\mbox{m}} \over {\mbox{min}}}\right]\ krát 1000\left[{{\mbox{mm}} \over {\mbox{m}}}\right] \over \pi \times D_{c}[mm]}$

Rychlost podávání

Schéma čelního frézování.
p : hloubka průchodu
la : efektivní délka řezu
l : délka řezné hrany
Κr : vstupní úhel

Posuv nebo rychlost posuvu při frézování je relativní rychlost mezi dílem a nástrojem, tedy rychlost, kterou řez postupuje. Posuv a poloměr hrotu řezného nástroje jsou dva nejdůležitější faktory, na kterých závisí drsnost povrchu získaného při frézování.

Každá fréza může adekvátně řezat v rozsahu rychlostí posuvu na otáčku nástroje, nazývaného posuv na otáčku ( f _n ). Tento rozsah závisí zásadně na počtu zubů frézy, velikosti každého zubu a hloubce řezu, kromě druhu materiálu součásti a kvalitě a typu řezné vložky. Tento rozsah otáček je stanoven experimentálně a lze jej nalézt v katalozích výrobců břitových destiček. Tato rychlost je navíc omezena tuhostí upnutí obrobku a nástroje a výkonem motoru posuvu stroje. Maximální tloušťka třísky v mm je nejdůležitějším limitujícím ukazatelem pro frézovací nástroj. Řezná hrana nástrojů je testována tak, aby měla určitou hodnotu mezi minimální a maximální tloušťkou třísky.

Posuv na otáčku ( f _n ) je součin posuvu na zub a počtu zubů ( z ) na nástroji.

$f_{n}\left[\mathrm {mm \over rev} \right]=f_{z}\left[\mathrm {mm \over zub} \right]\times z\left[\mathrm {zub \over rev} \right]$

Rychlost posuvu je součin posuvu na otáčku krát rychlost otáčení nástroje.

$f\left[\mathrm {mm \over min} \right]=f_{n}\left[\mathrm {mm \over rev} \right]\times n\left[\mathrm {rev \over min } \right]=f_{z}\left[\mathrm {mm \přes zub} \vpravo]\krát z\left[\mathrm {zub \over rev} \right]\times n\left[\mathrm {rev \přes min} \vpravo]$

Stejně jako u rychlosti otáčení nástroje je u konvenčních frézek rychlost posuvu volena z rozsahu rychlostí dostupných na převodovce , zatímco číslicově řízené frézky mohou pracovat s libovolnou rychlostí posuvu až do maximální dopředné rychlosti stroje.

Rychlost posuvu je rozhodující pro tvorbu třísky, spotřebu energie, získanou drsnost povrchu , mechanické namáhání , teplotu v zóně řezu a produktivitu . Vysoká rychlost posuvu vede k dobrému utváření třísky a delší životnosti nástroje na jednotku obráběné plochy, ale také vede k vysoké drsnosti povrchu a vyššímu riziku poškození nástroje zlomením nebo nadměrnou teplotou. Naproti tomu nízká rychlost posuvu vede k delším třískám, které mohou tvořit smyčky, a prodloužení doby obrábění, což vede ke kratší životnosti nástroje na jednotku plochy a vyšší ceně.

Hloubka řezu nebo průchodu

Hloubka řezu nebo hloubka průchodu ( p ) je hloubka vrstvy odstraněné z povrchu součásti při jednom průchodu nástrojem. Obvykle se vyjadřuje v milimetrech (mm). Šířka řezu ( s ), vyjádřená v mm, je šířka části kusu zapojené do řezu. Tyto parametry je nutné vzít v úvahu kvůli vlivu, který mají na výpočet průřezu třísky a následně na řeznou sílu potřebnou k provedení obrábění.

Hloubka průchodu je stanovena a priori a závisí především na množství obráběného materiálu, stupni rozměrové přesnosti , které má být dosaženo, výkonu stroje a vztahu s ohledem na zvolenou rychlost posuvu a parametry stroje. vložka se vyřízne podle velikosti, poloměru hrotu a profilu. Při provádění hrubého obrábění se používají břity s delším břitem, které umožňují obrábění s většími hloubkami průchodu a posuvů. Pro dokončovací operace je však nutná menší hloubka řezu.

Efektivní délka řezu ( la ), jejíž maximální hodnota přímo souvisí s délkou řezné hrany, závisí na hloubce řezu ( p ) a vstupním úhlu ( ) $\kappar}$

$la=p\times \cos(\kappar})$

Tloušťka a řez třísky

Vztah mezi posuvem na zub frézy ( _fz ) a hloubkou průchodu ( p ) tvoří řez třísky. Řez třísky souvisí také s typem frézování, které se provádí, řez třísky je roven

$S\ \mathrm {[mm^{2}]} =p\ \mathrm {[mm]} \times f_{z}\ \mathrm {[mm]}$

Tloušťka třísky odpovídá posuvu na zub frézy.

Kontrola řezu a tloušťka třísky jsou důležitými faktory při určování procesu obrábění. Čím menší je tloušťka třísky v době spouštění, tím nižší bude zatížení hrany, což umožní použít vyšší rychlosti posuvu na zub, aniž by došlo k jeho poškození, což by muselo snížit hloubku řezu v důsledku nižších polohovacích úhlů ostří.hrany. Schopnost ovládat řez třísky závisí především na několika faktorech, jako je výkon stroje, upínací nebo upínací systém obrobku, řez stopky nástroje a také upnutí břitových destiček a geometrie břitových destiček. oni sami. Nárůst průřezu a tloušťky třísky, kromě jiných proměnných, implikuje zvýšení výkonu potřebného k odstranění materiálu.

Objem čipu odstraněn

Při tangenciálním frézování se objem třísek odebraných za minutu vyjadřuje v centimetrech krychlových za minutu a získá se z následujícího vzorce:

$Q\ \mathrm {\left[cm^{3}/min\right]} ={A_{c}\ \mathrm {[mm]} \times p\ \mathrm {[mm]} \times f \ \mathrm {[mm/min]} \přes 1000\ \mathrm {[mm^{3}/cm^{3}]} }$

Kde Q je objem třísky odebraný za minutu, Ac je šířka řezu, _p je hloubka řezu a f je rychlost posuvu. Tyto údaje jsou důležité pro stanovení potřebného výkonu stroje a životnosti nástrojů.

Doba obrábění

Pro výpočet doby obrábění na frézce je třeba vzít v úvahu délku nájezdu a výjezdu frézy pro obráběnou součást. Tato délka závisí na typu frézování. Například při čelním frézování je délka nájezdu rovna polovině průměru nástroje; u frézování drážek je to jiné a závisí na hloubce drážky a průměru frézy; a při frézování vnitřních nebo vnějších obrysů závisí délky obrábění na průměru frézy a geometrii tvarovaného povrchu.

Dobu obrábění lze vypočítat z následující rovnice.

$T_{m}\ \mathrm {[min]} ={Lon\ de\ přibližně{\akutní {o}}n\ \mathrm {[mm]} +Lon\ ft\ \mathrm {[mm]} \over f\ \mathrm {[mm/min]} }$;

kde T _m je doba obrábění a f je rychlost posuvu.

Smyková specifická síla

Frézování v opozici.

Frézováno v souladu.

Řezná síla je parametr, který je třeba vzít v úvahu, aby se zabránilo zlomení a deformacím v nástroji a v kusu a aby bylo možné vypočítat potřebný výkon k provedení určitého obrábění. Tento parametr je funkcí frézovacího posuvu, řezné rychlosti, obrobitelnosti materiálu, tvrdosti materiálu, vlastnostech nástroje a průměrné tloušťce třísky. Všechny tyto faktory jsou zahrnuty v koeficientu zvaném specifická řezná síla ( k _c ), který je vyjádřen v N/mm². ]

Řezný výkon

Řezný výkon ( P _c ) nutný k provedení určitého obrábění se obvykle vyjadřuje v kilowattech ( kW) a vypočítává se z hodnoty objemu úběru třísky, měrné řezné síly a výkonu frézky. Tato specifická řezná síla ( k _c ) je konstanta, která je určena na základě typu obráběného materiálu, geometrie nástroje, tloušťky třísky atd.

Pro získání správné hodnoty výkonu je třeba získanou hodnotu vydělit určitou bezrozměrnou hodnotou , která zohledňuje výkon stroje ( ρ ). Tato hodnota je poměr mezi efektivním řezným výkonem, tj. výkonem požadovaným v nástroji; s ohledem na výkon spotřebovaný hlavním hnacím motorem stroje.

$P_{c}\ \mathrm {[kW]} ={A_{c}\ \mathrm {[mm]} \times p\ \mathrm {[mm]} \times f\ \mathrm {\left[ {mm \over min}\right]} \times k_{c}\mathrm {\left[{N \over mm^{2}}\right]} \over 60\mathrm {\left[{s \over min }\right]} \times 10^{3}\mathrm {\left[{mm \over m}\right]} \times 10^{3}\mathrm {\left[{W \over kW}\right] } \krát \rho }={A_{c}\krát p\krát f\krát k_{c} \přes 60\krát 10^{6}\krát \rho }$

kde Pc je řezný výkon, _Ac je _řezná šířka; p je hloubka průchodu, f je rychlost posuvu, kc je měrná řezná síla a ρ _je výkon stroje.

Rychlé obrábění

Koncept rychlého obrábění, nazývaný také vysokorychlostní obrábění (HVM), se vztahuje k tomu, co se vyrábí v moderních numericky řízených obráběcích strojích vybavených výkonnými a robustními hlavami, které jim umožňují soustružit mnoho tisíc otáček za minutu až do řádu 30 000 otáčky za minutu a velmi velký pracovní postup, pokud jde o obrábění měkkých materiálů a s velkým množstvím úběru třísek, k čemuž dochází při výrobě forem nebo velkých součástí v leteckém průmyslu. Pro koncept rychlého obrábění se nejlépe hodí automatové kovy a slitiny. ​ Pro rychlé obrábění součástí se složitými tvary se používají CAM systémy , které generují specifické vysokorychlostní trajektorie, pro hrubování a pro dokončovací práce. ]

Suché a chladicí frézování

Frézování hliníku pomocí chladicí kapaliny .

V současné době je suché frézování určitých materiálů při použití tvrdokovových nástrojů zcela proveditelné, a proto je v poslední době trendem provádět suché obrábění vždy, když to kvalita nástroje dovolí. Obavy o účinnost při použití řezných chladicích kapalin vznikly během 90. let 20. století , kdy studie provedené ve společnostech vyrábějících automobilové komponenty v Německu zdůraznily vysoké náklady na životní cyklus chladicí kapaliny, zejména při její recyklaci.

Suché obrábění však není vhodné pro všechny aplikace, zejména pro vrtání , řezání závitů a vyvrtávání pro zajištění odvodu třísek, zejména pokud se používají frézy z vysokorychlostní oceli. Rovněž se nedoporučuje sušit materiály, které jsou pastovité nebo příliš měkké, jako je hliník nebo nízkouhlíková ocel , protože je velmi pravděpodobné, že se řezné hrany ucpou řezaným materiálem a vytvoří nahromaděnou hranu, která způsobí nedokonalosti materiálu, povrchová úprava, rozptyly v rozměrech kusu a rovnoměrné lámání řezných hran. V případě obrábění málo tažných materiálů , které mají tendenci tvořit krátké třísky, jako je šedá litina , je chladicí kapalina prospěšná jako čisticí prostředek, který zabraňuje tvorbě toxických aerosolových oblaků . Chladicí kapalina je nezbytná při frézování abrazivních materiálů, jako je nerezová ocel .

Při suchém frézování musí být strojní zařízení připraveno bez problémů absorbovat teplo vznikající při řezání. Aby nedocházelo k překročení teploty v důsledku přehřívání vřeten, nástrojů a dalších prvků, jsou obvykle zabudovány vnitřní olejové nebo vzduchové chladicí okruhy.

Suché frézování se až na výjimky rozšířilo a vedlo k tomu, že firmy zpochybňovaly použití chladicí kapaliny pouze v nezbytných provozech a s nezbytným průtokem . Operace, materiály, díly, požadavky na kvalitu a strojní zařízení musí být pečlivě vyhodnoceny, aby bylo možné identifikovat výhody eliminace přívodu chladicí kapaliny. ]

Ekonomické řízení frézování

Když inženýři navrhují stroj , část zařízení nebo nástroj, dělají to tak, že spojují dohromady řadu součástí vyrobených z různých materiálů a vyžadují obráběcí procesy , aby bylo dosaženo správných výrobních tolerancí .

Součet nákladů na surovinu dílu, náklady na proces obrábění a náklady na díly vyrobené vadným způsobem tvoří celkové náklady dílu.

Technologický vývoj vždy směřoval k dosažení co nejvyšší kvality komponentů a zároveň co nejnižší ceny jak surovin, tak nákladů na obrábění.

Abychom snížili náklady na frézování a obrábění obecně, jednali jsme podle správné výrobní praxe na následujících frontách:

• Pro získání materiálů s lepší obrobitelností , takže jakmile jsou opracovány do měkka, jsou vytvrzeny pomocí tepelného zpracování, které zlepšuje jejich mechanické vlastnosti, zejména pokud jde o tvrdost a odolnost .

• Pořízením kvalitnějších obráběcích nástrojů výrazně zvýšíte technologické podmínky obrábění, jak jeho řeznou rychlost, tak postup práce bez poškození břitů nástrojů.

• Sestavte robustnější, rychlejší a přesnější frézky, které výrazně zkracují dobu obrábění a zároveň dosahují vyšší kvality dílů a užších tolerancí .

• Upravte parametry řezání na optimální hodnoty produktivity, ​ včetně pohybů a vstupních řezů.

Aby se snížil počet vadných dílů, bylo možné maximálně zautomatizovat práci frézek, drasticky omezit ruční frézování a postavit vysoce sofistikované automatické frézky nebo počítačem řízené frézky, které provádějí obrábění podle dříve zavedeného program.

Viz také: Ekonomika obrábění

Pracovní podmínky s frézkou

Bezpečnostní předpisy při práci s frézami

Při manipulaci s frézkou je třeba dodržovat řadu požadavků, aby pracovní podmínky udržely odpovídající úroveň bezpečnosti a ochrany zdraví . Nejčastějšími riziky u tohoto typu stroje jsou náhodný kontakt s nástrojem nebo pohyblivou částí, zachycení pohyblivými částmi stroje, výčnělky dílce, nástroje nebo třísek, dermatitida způsobená kontaktem s chladicí kapalinou a řezy při manipulační nástroje nebo třísky.

Kvůli riziku kontaktu a zachycení je třeba přijmout opatření, jako je použití ochranných clon, nenosit volné oblečení, zejména pokud jde o široké rukávy , kravaty , kapesníky nebo šátky, a pokud pracujete s dlouhými vlasy, nosit je svázané dozadu.

Pro rizika vymrštění části nebo celého dílu nebo nástroje, obecně kvůli jeho rozbití, je třeba použít ochranné zástěny a dvířka před operací zavřít.

Pro rizika dermatitidy a řezných ran v důsledku manipulace s prvky je nutné používat ochranné rukavice. Také řezné kapaliny by se měly používat pouze v případě potřeby.

Navíc samotný stroj musí mít bezpečnostní prvky, jako jsou blokování, která zabrání samovolnému spuštění; hřibová tlačítka nouzového zastavení, zbytek tlačítek je zapuštěný a umístěný mimo nebezpečnou zónu. Doporučuje se eliminovat rizika co nejblíže místu jejich vzniku a co nejdříve, mít odsávací systém v oblasti řezání, bezpečnostní zástěny a dobré osvětlení. Tyto stroje musí být na rovném a čistém místě, aby nedošlo k pádu. U strojů, u kterých po provedení možných ochranných opatření přetrvává zbytkové riziko, musí být toto adekvátně signalizováno pomocí standardizované signalizace . ]

Bezpečnostní pravidla

1	Používejte bezpečnostní vybavení: mimo jiné ochranné brýle , masky.
dva	Nenoste volné nebo velmi volné oblečení. Doporučují se krátké rukávy.
3	Používejte bavlněné oblečení.
4	Noste bezpečnostní obuv .
5	Vždy udržujte místo čisté.
6	Pokud jsou obráběny těžké díly, použijte k naložení a vyložení dílů ze stroje vhodné kladkostroje .
7	Preferují se krátké vlasy. Pokud je dlouhý, nesmí být volný, ale vybíraný.
8	Nenoste šperky, jako jsou náhrdelníky nebo prsteny.
9	Vždy se seznamte s ovládacími prvky a provozem routeru. Musíte vědět, jak zastavit jeho provoz v případě nouze.
10	Důrazně se doporučuje pracovat v dobře osvětleném prostoru , který pomáhá obsluze, ale osvětlení by nemělo být nadměrné, aby příliš neoslňovalo.

Profil profesionálních mlynářů

Vzhledem k rozmanitosti typů frézek, které existují, existují také různé profily profesionálů věnujících se těmto strojům. Tyto profesionály lze rozdělit na CNC programátory, přípraváře a frézy. ]

CNC programátory jsou nezbytné při použití číslicově řízených frézek, protože je nutné sestavit program operací, které musí stroj pro obrábění dílů provádět. CNC programátor se musí dobře orientovat ve faktorech spojených s obráběním; vlastnosti a dostupnost strojů, řezných a upínacích nástrojů; typy obráběného materiálu a jeho charakteristiky obrábění, použití chladicích kapalin, počet dílů, které mají být obráběny, a požadavky na výrobní tolerance a povrchovou úpravu vyžadované pro vyráběné díly. Kromě toho musíte být schopni správně interpretovat výkresy dílů a techniku ​​programování , kterou používáte, v souladu s vybavením, kterým frézka disponuje. ]

Příprava stroje. Polytechnická střední škola v Seville.

Přípravník fréz je kvalifikovaný technik , který má na starosti doladění těchto strojů pokaždé, když dojde ke změně operací, které je třeba provést při obrábění dílů. V odvětvích, kde je instalováno několik velkých výrobních nebo numericky řízených frézek, musí mít tyto úkoly na starosti konkrétní odborník, ale když je výroba menší, připravují stroj lidé, kteří mají na starosti strojní operace. ]

Jakmile je frézka připravena na konkrétní zakázku, následná kontrola práce stroje je zpravidla svěřena osobě s menším technickým vzděláním, která má pouze zajistit, aby kvalita obráběných dílů byla splněna v rámci kvalit tolerance a drsnosti . Požadované. Někdy je operátor schopen obsluhovat několik frézek, pokud mají automatizované systémy podávání dílů pomocí programovatelných řídicích jednotek .

Konvenční strojní frézky jsou kvalifikovaní operátoři, kteří jsou odpovědní za provádění operací spojených s procesem obrábění s konvenčními a specializovanými obráběcími stroji, za kontrolu dílů a spojek, za použití potřebného vybavení, strojů a měřicích a ověřovacích přístrojů, za provádění údržby první úrovně a stanovení pracovních postupů, zavedení a nastavení parametrů podle pokynů uvedených v technické dokumentaci v podmínkách autonomie, kvality a bezpečnosti. ]

Viz také

• Rychlá ocel
• Magnetofon
• obrábění
• Pantograf
• Robot
• Widia

Bibliografie

• Aldabaldetrecu, taxi (2000). Stroje a muži . Nadace muzea obráběcích strojů. Elgoibar. Guipuzcoa. ISBN  84-607-0156-5 . 

• Cruz Teruel, Francisco (2005). Numerické řízení a programování . Marcombo, Technické vydání (Madrid). ISBN  84-267-1359-9 . 

• Kalpakjian, Serope; Schimd, Steven R. (2002). "Postupy obrábění pro výrobu různých tvarů" . In Pearson Education, ed. Výroba, strojírenství a technologie . Gabriel Sánchez García (přel.) (4. vydání). Mexiko. ISBN  978-970-26-0137-1 . 

• Larburu Arrizabalaga, Nicholas (2004). stroje. záznam. Techniky obráběcích strojů. . Madrid: Thomson Publishers. ISBN  84-283-1968-5 . 

• Lasheras, José Maria (2002). "Obráběcí stroje: frézky". Mechanická technologie a metrotechnika (8. vydání). Španělsko: Editorial Donostiarra. ISBN  978-84-368-1663-1 . 

• Millan Gomez, Simon (2006). Postupy obrábění . Madrid: Redakční posluchárna. ISBN  84-9732-428-5 . 

• Sandvik Coromant (2006). Technická příručka pro obrábění . AB Sandvik Coromant 2005.10. 

• Různí autoři (1984). Encyklopedie vědy a techniky. Svazek 3 Frézka . Salvat Publishers S.A. ISBN  84-345-4490-3 . 

Externí odkazy

• Španělské bienále obráběcích strojů
• Současná situace norem UNE týkajících se obráběcích strojů. Frézky , nadace pro výzkum obráběcích strojů, Španělsko.
• První nástroje. Frézky , Elgóibar Machine Tool Museum, Guipúzcoa, Španělsko.
• Technický vývoj obráběcího stroje. Historická recenze , Patxi Aldabaldetrecu, v MetalUniverse .
• Obrábění na frézce , Národní centrum pro vzdělávací informace a komunikaci, Ministerstvo školství a vědy Španělska .
• Španělská asociace výrobců obráběcích strojů , jejíž společnosti představují přibližně 92 % celkové produkce odvětví ve Španělsku.
• Dvě století frézek , Albert Esteves, v "Interempresas"
• Frézky a frézovací stoly
• Funkce frézky