Frézování obrobků: nalezení správného frézovacího stroje pro zpracování

Frézy: Od rychlosti, řezné rychlosti a posuvu

Výrobní proces řezání je charakterizován tím, že frézovací nástroj s geometricky definovanými řeznými hranami je uveden do rotace za účelem odebírání materiálu z obrobku.

Frézování se vyznačuje tím, že řezné hrany frézy nejsou zabírány po celém obvodu, ale že při každém otočení nástroje je na jednu řeznou hranu přerušen alespoň jeden řez. Odpovídající technický termín je příslovečný, protože se jedná o "přerušovaný řez". Výsledkem neustálého "zasouvání a vysouvání" je nepřetržité střídavé tepelné a mechanické zatížení řezných hran. Zatížení, která musí tento dynamický systém obrobku, nástroje a obráběcího stroje přiměřeně absorbovat, jsou obrovská a v konečném důsledku rozhodují o konkurenceschopnosti. Tento dynamický trojúhelník sil určuje přesnost součástí, kvalitu jejich povrchu a hospodárnost procesu obrábění. A zde také vzniká fascinace frézováním, kdy se z polotovaru "jako po másle" opracovávají kontury od jednoduchých po složité, materiály od měkkých po velmi tvrdé a povrchy od hrubých po lesklé.

Měli byste znát tyto procesy frézování

Německý institut pro normalizaci (DIN) rozděluje frézovací procesy do kategorií podle typu vyráběného povrchu obrobku, kinematiky řezného procesu a profilu frézovacího nástroje:

• Čelní frézování: Frézování s přímočarým posuvem pro výrobu rovných ploch. Rozlišuje se na čelní frézování, obvodové frézování a obvodové čelní frézování.
• Šikmé frézování: Frézování: šikmý posuv vytváří na obrobku šikmé plochy, např. závity a válcové šneky.
• Vyfrézování: Fréza s referenčním profilem vykonává frézovací pohyb současně s posuvem.
• Frézování profilů: Použití nástroje se specifickým tvarem obrobku. Používá se k výrobě přímých (přímý posuvový pohyb), rotačně symetrických (kruhový posuvový pohyb) a profilových ploch zakřivených v libovolné rovině (řízený posuvový pohyb).
• Tvarové frézování: V tomto případě je pohyb posuvu řízen v rovině nebo prostorově, čímž vzniká požadovaný tvar obrobku.

Kromě různých frézovacích procesů se v závislosti na směru otáčení nástroje a posuvu rozlišuje také frézování stoupáním a frézování stoupáním.

• Synchronizované frézování: Směr otáčení frézy a pohybu obrobku jsou v oblasti záběru nástroje vyrovnány.
• Frézování proti směru otáčení: Směr otáčení frézy a pohyb obrobku v oblasti záběru nástroje jsou v opačných směrech.

V přímém srovnání se tloušťka třísky při stoupavém frézování postupně zmenšuje mezi vstupem a výstupem břitu, což rovněž snižuje řeznou sílu a zabraňuje tzv. zpětným pružinovým efektům. Kromě toho nedochází k vibracím při odfrézování. To má obecně za následek lepší kvalitu povrchu, a proto se tento proces přednostně používá pro dokončovací práce.

Složité geometrie: Jak funguje výroba součástí

Frézování je v kovovýrobě již po desetiletí metodou volby pro výrobu geometrických těles ze surových dílů. Za tímto účelem se obrobek upne a obrábí se požadovanými frézovacími nástroji. V závislosti na typu stroje se tak děje buď vodorovně - vřeteno s nástrojem se přivádí z boku -, nebo svisle. V tomto případě vřeteno přichází shora. U cnc strojů s kinematikou ve frézovací hlavě lze nástroj přivádět k obrobku v libovolné úhlové poloze. O tom, která orientace je lepší, nakonec rozhoduje součást. Například při horizontálním frézování je výrazně lepší spád třísek, což je výhoda při obrábění otvorů.

3, 4 nebo 5 os: vše závisí na obrobku.

Frézky jsou ve své nejjednodušší konstrukci určeny pro tříosé obrábění: Nástroj se pohybuje po obrobku ve směrech X, Y a Z. U 4osých strojů se přidává rotační osa - buď jako osa B v hlavě vřeteníku, ve stole, nebo v podobě připojené dělicí hlavy. To umožňuje nastavit nástroje pod úhlem, aniž by bylo nutné nástroj nejprve znovu upnout, jako je tomu u tříosého frézování. S druhou rotační osou je možné i 5osé frézování. Zde lze obrobek nastavit téměř v libovolném směru. Frézovací nástroj může zasáhnout do pěti stran a vyrobit součást téměř kompletně. Proces opětovného upnutí je nutný nanejvýš pro obrábění šesté strany. Z pětiosého frézování se vyvinulo pětiosé simultánní frézování, při kterém jsou všechny osy interpolovány. Pokud je kinematika uložena ve stole, obrobek se pohybuje plynule ve všech směrech, zatímco frézovací nástroj odebírá materiál. U kinematiky hlavy je druhá rotační osa rovněž ve frézovací hlavě. Vznikají tak tzv. volné plochy, které jsou běžné například při výrobě forem. Frézování se postupem času vyvinulo v mimořádně pokročilou technologii obrábění se zvláštními vlastnostmi. Například vysokorychlostní frézování využívá výrazně vyšší otáčky vřetena k výrobě kvalitnějších povrchů - což přináší zvýšení produktivity, protože se snižuje množství nutného následného opracování.