Režim rezania pre frézovanie. Typy fréz, výpočet reznej rýchlosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-02 14:02

Jedným zo spôsobov dokončovania materiálov je frézovanie. Používa sa na spracovanie kovových a nekovových obrobkov. Pracovný postup je riadený rezaním údajov.

Podstata procesu

Frézovanie sa vykonáva za účelom hlbokého hrubovania a dokončovania, vytvorenie určitého profilu povrchu (drážky, drážky), rezanie zubov na ozubených kolesách, korekcia tvaru, umelecké sústruženie vzorov a nápisov.

Hlavný rotačný pohyb vykonáva pracovný nástroj - fréza. Pomocný je translačný posuv obrobku vzhľadom na jeho priebeh. Tento proces je prerušovaný. Jeho najdôležitejšou vlastnosťou, ktorá ho odlišuje od sústruženia a vŕtania, je fakt, že každý zub pracuje samostatne. V tomto ohľade sa vyznačuje prítomnosťou rázových zaťažení. Ich vplyv je možné znížiť s prihliadnutím na racionálne posúdenie situácie a výber režimov.

Základné koncepty frézovacích strojov

V závislosti od spôsobu umiestnenia vretena a namontovania frézy v ňom, od typov vykonávaných činností a od metódovládať, rozlišovať hlavné typy frézovacích zariadení:

• horizontálne;
• vertical;
• universal;
• CNC frézky.

Hlavné komponenty vertikálnej frézky:

1. Lôžko, v ktorom je umiestnená prevodovka, ktorá reguluje rotáciu vertikálne namontovaného vretena a na ňom namontovanej frézy.
2. Stôl, ktorý obsahuje konzolu s priečnymi koľajnicami na upevnenie a posúvanie obrobku a podávaciu skrinku, ktorá reguluje pohyby podávania.

V horizontálnych frézkach je nástroj upevnený horizontálne. A univerzálne majú niekoľko druhov.

Existuje univerzálne horizontálne zariadenie, ktoré sa vyznačuje prítomnosťou otočného stola a tým rozširuje rozsah možnej vykonávanej práce. Okrem toho existuje jeden široký-univerzálny, ktorý má vo svojej štruktúre obe vretená a umožňuje všetky typy frézovania.

CNC frézky sa vyznačujú dostupnosťou softvéru a počítačového ovládania. Sú určené na umelecké spracovanie obrobkov vrátane tých v 3D formáte.

Klasifikácia fréz

Rezačky sú rezné nástroje. Hlavné fyzikálne parametre, podľa ktorých sa hodnotia, sú: výška, priemer, hodnoty skosenia a reliéfu, obvodový krok. Je ich veľké množstvo, distribuované podľa rôznych kritérií:

• podľa typu spracovávaných povrchov (pre drevo,plast, oceľ, neželezné kovy atď.);
• v smere otáčania - pravé a ľavé rezanie;
• v závislosti od konštrukčných prvkov - pevné, spájkované, skladacie (s vloženými nožmi), zvárané;
• tvar: kužeľový, valcový, kotúčový;
• V závislosti od pracovných podmienok a požiadaviek na reznú časť môžu byť vyrobené z rôznych materiálov. Patria sem: uhlíkový nástroj a rýchlorezná oceľ (legovaná, s vysokým obsahom volfrámu), tvrdá zliatina (odolná - na hrubovanie, odolná proti opotrebovaniu - na konečnú úpravu). Bežné možnosti sú, keď je telo vyrobené z uhlíkovej alebo rýchloreznej ocele a nože sú zásuvné z karbidu;
• v závislosti od účelu: cylindrický, koncový, koncový, štrbinový, odrezaný, tvarovaný.

Najinformatívnejšie funkcie: špičkový materiál a účel.

Typy fréz na rovné povrchy

Na odstraňovanie vrstiev materiálu na horizontálnych, vertikálnych alebo naklonených rovinách sa používajú valcové a stopkové frézy.

Nástroj prvého typu môže byť pevný alebo s pripojenými nožmi. Veľké plné frézovacie hroty sú určené na hrubovanie a malé na dokončovacie práce. Vkladacie nože pre skladacie rezacie hlavy môžu byť vyrobené z rýchloreznej ocele alebo vybavené čepeľami z karbidu volfrámu. Karbidové frézy sú produktívnejšie ako frézy vyrobené z legovanej ocele.

Koniec sa používa pre predĺžené roviny, jeho zuby sú rozmiestnené na koncovej ploche. Veľké skladacie sa používajú na široké roviny. Mimochodom, na odstránenie triesok z ťažko obrobiteľných žiaruvzdorných kovov je povinná prítomnosť karbidových nožov. Na použitie týchto skupín frézovacích zariadení je potrebná značná šírka a dĺžka produktu.

Typy umeleckých frézovacích nástrojov

Aby mal materiál určitý profil, naneste vzor, vytvorte úzke vybrania, použite koncové a kotúčové frézovacie dýzy.

Koncová fréza alebo drážkovacia fréza je bežná pre rezanie drážok, úzkych a zakrivených rovin. Všetky sú plné alebo zvárané, rezná časť je vyrobená z vysokorýchlostnej legovanej ocele, možno použiť naváranie a telo je vyrobené z uhlíkovej ocele. Existujú low-start (1-3 špirály) a multi-start (4 alebo viac). Používa sa pre CNC stroje.

Disk je tiež fréza na drážky. Je použiteľný na drážkovanie, drážkovanie, rezanie zubov na ozubených kolesách.

Umelecké frézovanie sa vykonáva na dreve, kove, PVC.

Typy orezávačov hrán

Osekávanie rohov, ktoré im dáva racionálny tvar, modelovanie, delenie obrobku na diely je možné realizovať pomocou drážkových, uhlových a tvarových frézovacích trysiek:

1. Odrezaný a štrbinový má rovnaký účel ako disk, ale častejšie sa používa na rezy a oddelenieextra časti materiálu.
2. Roh potrebný pre hrany a rohy dielu. Existujú jednouhlové (iba jedna rezná časť) a dvojuhlové (obe kónické plochy sú rezné).
3. Zakrivené sa používa pri zložitých dizajnoch. Môže byť polkruhový alebo konkávny. Často sa používa na rezanie profilov závitníkov, záhlbníkov, špirálových vrtákov.

Pre takmer všetky typy je možná jednodielna oceľová konštrukcia alebo skladacia s prítomnosťou zásuvných tvrdokovových nožov. Tvrdokovové frézy majú kvalitatívne vyšší výkon a životnosť nástroja ako celku.

Klasifikácia typov frézovania

Existuje niekoľko klasifikačných znakov, podľa ktorých sa rozdeľujú typy frézovania:

• podľa spôsobu, akým sú vreteno a fréza umiestnené horizontálne a vertikálne;
• v smere jazdy, pri protismere a míňaní;
• v závislosti od použitého nástroja pre valcové, koncové, tvarované, koncové.

Valcové obrábanie je použiteľné pre horizontálne roviny, vykonávané pomocou vhodných fréz na horizontálnych strojoch.

Čelové frézovanie možno považovať za univerzálne. Je použiteľný pre všetky typy horizontálnych, vertikálnych a naklonených rovín.

Konečná úprava poskytuje potrebný profil pre zakrivené drážky, vrtáky a nástroje.

Tvarovanie sa vykonáva pre povrchy s komplexnou konfiguráciou: rohy, hrany,drážkovanie, rezanie ozubených kolies pre ozubené kolesá.

Bez ohľadu na typ vykonanej práce a spracovávané materiály by sa mal výsledok vyznačovať vysokou hladkosťou povrchovej vrstvy, absenciou zárezov a presnosťou povrchovej úpravy. Aby ste získali čistý obrobený povrch, je dôležité kontrolovať rýchlosti posuvu obrobku vo vzťahu k nástroju.

Frézovanie hore a dole

Keď sa vykonáva protiľahlé frézovanie kovu, obrobok sa posúva proti rotačným pohybom dýzy. V tomto prípade sa zuby postupne zarezávajú do spracovávaného kovu, zaťaženie sa zvyšuje priamo úmerne a rovnomerne. Avšak predtým, ako sa zub zareže do časti, nejaký čas kĺže a vytvára spevnenie. Tento jav urýchľuje výstup frézy z pracovného stavu. Používa sa pri hrubovaní.

Pri vykonávaní typu prechodu - obrobok sa posúva pozdĺž rotačných pohybov nástroja. Zuby pracujú šokovo pri veľkom zaťažení. Výkon je o 10 % nižší ako pri frézovaní hore a dole. Vykonáva sa pri dokončovaní dielov.

Základný koncept frézovacích prác na CNC strojoch

Vyznačujú sa vysokým stupňom automatizácie, presnosťou pracovného toku, vysokou produktivitou. Frézovanie na CNC stroji sa najčastejšie vykonáva stopkovými frézami alebo stopkovými frézami.

Posledné sú najpoužívanejšie. Súčasne, v závislosti od spracovávaného materiálu, zodpovedajúceho typu formovania triesok, špecifikovaných softvérových parametrov,používajú sa rôzne stopkové frézy. Sú klasifikované podľa počtu začiatkov špirály, ktoré poskytujú rezné hrany a príkopy.

Materiály so širokými trieskami sa najlepšie frézujú nástrojmi s malým počtom štartov. Pre tvrdé kovy s charakteristickými lomovými trieskami je potrebné zvoliť frézovacie prípravky s veľkým počtom špirál.

Používanie CNC fréz

Pomalé vedenie CNC fréz môže mať jednu až tri rezné hrany. Používajú sa na drevo, plasty, kompozity a mäkké tvárne kovy vyžadujúce rýchly široký odvod triesok. Používajú sa na hrubovanie obrobkov, na ktoré nie sú kladené vysoké požiadavky. Tento nástroj sa vyznačuje nízkou produktivitou, nízkou tuhosťou.

Umelecké frézovanie hliníka sa vykonáva pomocou jednozávitového frézovania.

Dvojcestné a trojcestné konce sú široko používané. Poskytujú vyššie hodnoty tvrdosti, kvalitnú kontrolu triesky a umožňujú prácu s kovmi strednej tvrdosti (napríklad oceľ).

Viac-štartové CNC frézy majú viac ako 4 rezné hrany. Používajú sa na kovy strednej a vysokej tvrdosti, ktoré sa vyznačujú malými trieskami a vysokou odolnosťou. Vyznačujú sa značnou produktivitou, sú relevantné pre konečnú úpravu a polodokončovanie a nie sú určené na prácu s mäkkými materiálmi.

Pre výber správneho nástroja pre CNC stroje je dôležitépri frézovaní berte do úvahy režim rezania, ako aj všetky vlastnosti povrchu, ktorý sa má obrábať.

Rezné podmienky

Pre zabezpečenie požadovanej kvality vyfrézovanej vrstvy je dôležité správne určiť a dodržať potrebné technické parametre. Hlavnými indikátormi, ktoré popisujú a regulujú proces frézovania, sú prevádzkové režimy.

Výpočet rezných podmienok počas frézovania sa vykonáva s prihliadnutím na hlavné prvky:

1. Hĺbka (t, mm) - hrúbka kovovej guľôčky, ktorá sa odstráni jedným pracovným pohybom. Vyberte ho s prihliadnutím na príspevok na spracovanie. Návrhové práce sa vykonávajú v jednom priechode. Ak je prídavok väčší ako 5 mm, frézovanie sa vykonáva v niekoľkých prechodoch, pričom na posledný sa ponechá asi 1 mm.
2. Width (B, mm) – šírka obrábanej plochy v smere kolmom na pohyb posuvu.
3. Posuv (S) - dĺžka pohybu obrobku vzhľadom na os nástroja.

Existuje niekoľko vzájomne súvisiacich pojmov:

• Posuv na zub (S_{z, mm/zub) - zmeňte polohu dielu pri otáčaní frézy vo vzdialenosti od jedného pracovného zuba k ďalšiemu.}
• Posuv na otáčku (S_{rev, mm/ot.) – pohyb konštrukcie s jednou plnou otáčkou frézovacej hlavy.}
• Posuv za minútu (S_{min, mm/min) je dôležitý režim rezania pri frézovaní.}

Ich vzťah je stanovený matematicky:

S_min=S_revn=S_{zzn, kdez – počet zubov;}

n – otáčky vretena, min-1.

Na množstvo krmiva majú vplyv aj fyzikálne a technologické vlastnosti ošetrovanej plochy, pevnosť nástroja a výkon podávacieho mechanizmu.

Výpočet reznej rýchlosti

Ako nominálny konštrukčný parameter vezmite stupeň rýchleho otáčania vretena. Skutočná rýchlosť V, m/min závisí od priemeru frézy a frekvencie jej rotačných pohybov:

V=(πDn)/1000

Frekvencia otáčania frézovacieho nástroja je určená:

n=(1000V)/(πD)

S informáciou o minútovom posuve môžete určiť požadovaný čas pre obrobok s dĺžkou L:

T₀=L/S_min

Výpočet rezných podmienok počas frézovania a ich inštalácie je dôležité vykonať pred nastavením stroja. Stanovenie racionálnych prednastavených parametrov, berúc do úvahy charakteristiky nástroja a materiálu dielu, zabezpečuje vysokú produktivitu.

Tipy na určenie režimov

Pri frézovaní nie je možné zvoliť ideálny rezný režim, ale môžete sa riadiť základnými princípmi:

1. Je žiaduce, aby priemer frézy zodpovedal hĺbke spracovania. Tým sa zabezpečí vyčistenie povrchu jedným ťahom. Tu je hlavným faktorom materiál. Pre príliš mäkké tento princíp nefunguje - hrozí odštiepenie, ktorého hrúbka je väčšia ako je potrebné.
2. Šokové procesy a vibrácie sú nevyhnutné. V tomto ohľade zvýšenie hodnôt krmivavedie k zníženiu rýchlosti. Najlepšie je začať s posuvom na zub 0,15 mm/zub a priebežne upravovať.
3. Rýchlosť nástroja by nemala byť čo najvyššia. V opačnom prípade hrozí zníženie reznej rýchlosti. Jeho zväčšenie je možné so zväčšením priemeru frézy.
4. Zväčšenie dĺžky pracovnej časti frézy, preferencia veľkého počtu zubov znižuje produktivitu a kvalitu spracovania.
5. Orientačné hodnoty rýchlosti pre rôzne materiály:

• hliník - 200-400 m/min;
• bronz – 90-150 m/min;
• nehrdzavejúca oceľ - 50-100 m/min;
• plasty – 100-200 m/min.

Najlepšie je začať pri strednej rýchlosti a postupne ju upravovať smerom nahor alebo nadol.

Režim rezania počas frézovania je dôležité určiť nielen matematicky alebo pomocou špeciálnych tabuliek. Pre správny výber a nastavenie optimálnych parametrov pre stroj a požadovaný nástroj je potrebné pracovať s niektorými funkciami a osobnými skúsenosťami.