Aktualizujte prosím svůj prohlížeč:

Váš webový prohlížeč Internet Explorer 11 je zastaralý a již není podporován.

Zobrazení obsahu a funkčnosti není zaručeno.

30.11.2022|Základy výrobního inženýrství

Co je frézování?

V rámci výrobních technologií se frézování řadí k řezným výrobním procesům s definovanou geometrií břitu. To v praxi znamená, že známe všechny geometrické velikosti a poměry nástroje. Dále je pro frézování charaktertistické to, že takzvaný řezný pohyb vykonává nástroj, zatímco posuvný pohyb vykonává obrobek. Relativní pohyb mezi nástrojem a obrobkem, který je výsledkem těchto dvou pohybů, oddělí třísku od základního materiálu.

Dalším charakteristickým znakem frézování je, že jednotlivé břity nástroje nejsou v záběru trvale, ale jen po určitou dobu otáčky. Odborný termín, který toto popisuje, je příslovečný, protože se jedná o „přerušovaný řez“. Toto neustálé přerušování znamená, že břity nástroje musí čelit nepřetržitému kolísání teplotního a mechanického zatížení.

Zatížení, která musí být adekvátně absorbována tímto dynamickým systémem obrobku, nástroje a obráběcího stroje, jsou nesmírná a v otázkách konkurenceschopnosti v konečném důsledku rozhodující. Tento dynamický trojúhelník sil určuje přesnost komponent, kvalitu jejich povrchů a hospodárnost procesu obrábění. Proto je frézování tak fascinující proces: s tvary od jednoduchých po složité, materiály od měkkých po ultratvrdé a povrchy od hrubých po lesklé se pracuje „jako s máslem“.

Frézování

V rámci frézování jsou však patrné velké rozdíly. Například Německý ústav pro průmyslovou normalizaci (DIN) rozděluje frézovací procesy podle typu výsledného povrchu obrobku, kinematiky řezného procesu a profilu frézovacího nástroje:

  • Čelní frézování: Čelní frézování je frézování s lineárním posuvným pohybem, jehož výsledkem jsou rovné plochy. Rozlišuje se čelní frézování a obvodové čelní frézování.
  • Šroubovité frézování: Šroubovité frézování je frézování se šroubovitým posuvným pohybem, při kterém se na obrobku vytvářejí šroubovité plochy (např. závity a šrouby s válcovou hlavou).
  • Frézování odvalováním: Frézování odvalováním je jedním z nejdůležitějších výrobních postupů při výrobě ozubených kol. Při odvalování referenční fréza vykonává odvalovací pohyb současně s posuvem. Při tomto procesu dochází ke vzájemnému odvalování nástroje a obrobku, podobně jako u šneku ve šnekovém převodu.
  • Profilové frézování: Profilové frézování se provádí pomocí nástroje s tvarem vázaným na obrobek. Slouží k vytvoření rovných (rovný posuvný pohyb), rotačně symetrických (kruhový posuvný pohyb) a libovolně zakřivených tvarových ploch v jedné rovině (řízený posuvný pohyb).
  • Tvarové frézování: Tvarové frézování je frézování, při kterém je posuv řízen v rovině nebo prostorově, čímž se vytváří požadovaný tvar obrobku.

Kromě těchto základních procesů se frézování rozlišuje na kopírovací frézování a nesousledné frézování v závislosti na směru otáčení nástroje a posuvu. Při kopírovacím frézování se fréza otáčí v oblasti záběru ve stejném směru jako obrobek. Naopak při nesousledném frézování se obrobek posouvá proti směru otáčení obráběcího nástroje. 

Přímým srovnáním průřezu třísky na vstupu a výstupu zjistíme, že při kopírovacím frézování se tloušťka postupně zmenšuje, což rovněž snižuje řeznou sílu a zabraňuje tzv. chvění. To znamená, že při kopírovacím frézování lze obecně dosáhnout lepších povrchových úprav. Proto se tento proces používá přednostně pro dokončovací práce.

Nevýhodou však je, že břity frézy se zařezávají do maximální tloušťky třísky. Naproti tomu při nesousledném frézování se průřez třísky postupně zvětšuje na maximální tloušťku. Tím dochází ke tření hřbetu o obrobek, a tím také k rychlejšímu opotřebení břitu frézy.

Milling of a turbine disk
Milling of a turbine disk

Co je CNC frézování

Skutečnost, že frézování ve všech možných kinematikách formovalo výrobní sektor až do moderní doby a jistě tomu tak bude i do budoucna, je dána především vývojem číslicového řízení (CNC). Od poloviny 50. let minulého století se složitost a produktivita NC a později CNC frézování staly postupně stále nezávislejší na manuálních dovednostech obsluhy. Především víceosé CNC frézování až do sfér obrábění volných ploch by bylo bez „chytré“ podpory číslicového řízení nemyslitelné. CNC technologie navíc odhalila široké možnosti automatizace procesů ve flexibilních výrobních buňkách a propojených výrobních systémech, což jí otevřelo dveře i do sériové výroby, například výroby motorů v automobilovém průmyslu.