Jak frézovat kov?

Frézování kovů v kontextu výroby označuje přesné obrábění, které zahrnuje odebírání materiálu z obrobku rotačním pohybem řezného nástroje. Technologie je určena pro:

• Vytváření složitých formulářů;
• Odebírání materiálu z obrobku;
• Řezání drážek a drážek;
• Srážení hran;
• Kreslení zakřivených obrysů;
• Tvorba okapů a zářezů.

Při frézování je obrobek bezpečně upevněn na pracovním stole stroje a řezný nástroj, nejčastěji stopková fréza nebo stopková fréza, provádí opracování odřezáváním přebytečného materiálu. Technické jemnosti spočívají v takových parametrech, jako je rychlost, posuv a hloubka řezu. Jsou přizpůsobeny materiálovým a výrobním úkolům. Frézování se provádí na počítačově řízených strojích, známých také jako CNC.

Rýže. 1. Proces frézování plechu

Co je CNC frézování?

CNC je počítačem řízený stroj, který je určen pro automatizované zpracování různých materiálů. CNC je zkratka pro Computer Numerical Control.

Výhodou obrábění s CNC frézkou je, že je předprogramována tak, že může opakovat stejné akce nekonečněkrát. To umožňuje rovnoměrně zpracovávat velké množství produktů. Technologie se stále vyvíjejí a v některých případech je vhodné použít frézky s laserovou pracovní hlavou nebo laserové stroje pro řezání kovu.

Jak se provádí frézování kovů?

CNC frézování kovů je proces odebírání materiálu z obrobku pomocí počítačem řízeného routeru. Tato technologie se používá k vytváření tvarově složitých dílů, výrobě prototypů a malosériové výrobě dílů.

Práce na CNC frézkách umožňuje minimalizovat množství ruční práce. Účast operátora je omezena na výměnu pracovního nástroje, instalaci a zajištění obrobků na stole a nastavení programu. Po zapnutí motoru musí obsluha frézy pouze sledovat proces zpracování a poté hotový díl vyměnit.

První fází frézování kovu je vytvoření počítačového modelu součásti. Model lze vytvořit pomocí CAD softwaru nebo 3D skeneru. Hotový model se převede na dráhy nástroje, které říkají CNC stroji, jak se má pohybovat, aby odstranil materiál z obrobku.

Dalším krokem je nastavení stroje. Musí být vybaven vhodnými řeznými nástroji a sklíčidly a obrobek musí být bezpečně připevněn k zařízení. Stanoví se počáteční a koncový bod zpracování, nastaví se nulové souřadnice a souřadnicové osy. V kovoobrábění se často používají vícevřetenové stroje, kde několik fréz pracuje současně v různých směrech.

Když je vše připraveno, stroj začne frézovat součást. Během procesu řezný nástroj odebírá z obrobku malé množství materiálu. Po frézování je díl dále zpracováván tradičními metodami jako je broušení a leštění.

Rýže. 2. Proces frézování kovů na CNC stroji

Typy fréz pro zpracování

• Kotoučové frézy jsou univerzální pracovní nástroj používaný pro řezání obrobků, řezání drážek a srážení hran. Tyto frézy mohou mít řezné hrany na jedné nebo obou stranách;
• Čelní frézy jsou vhodné pro zpracování plochých nebo stupňovitých ploch; jejich pracovní části se otáčejí kolmo k povrchu;
• Existují dva typy válcových fréz – se šroubovitými a přímými zuby, používají se na horizontálních frézkách pro výrobu dílů v přístrojové a strojírenské výrobě;
• Úhlové frézy jsou potřebné pro tvarování rohových a třískových drážek a zpracování šikmých ploch. V závislosti na účelu mohou být jednoúhlé nebo dvouúhlové, to znamená, že řezné hrany jsou umístěny na jednom nebo dvou kuželech.

Rýže. 3. Typy fréz na kov

• Čelní (prstové) frézy se používají pro obrysové zápichy, osazení, drážky a frézování pravoúhlých ploch;
• Kulové frézy vytvářejí polokulové vybrání a rádiusové frézy vytvářejí drážky složité konfigurace;
• Tvarové frézy mohou vytvářet složité profily, zatímco kuželové a špičaté zuby poskytují různé výsledky povrchové úpravy;
• Šneková kola se používají pro zpracování čelních, spirálových a rybinových válcových kol, jakož i pro řezání zubů ozubených kol;
• Frézy na jádrové vrtáky jsou účinné pro tváření otvorů v obrobcích a výrazně zkracují dobu obrábění ve srovnání s vrtáním.

Metody frézování kovů

Frézování ramen: Při obrábění dílů s kolmými plochami se používají nástroje jako čelní, kotoučové a stopkové frézy. Tato technologie se používá na vertikálních i horizontálních frézkách.

Čelní frézování: Při této metodě se stopkové frézy používají výhradně na horizontálních frézkách.

Rýže. 4. Čelní frézování kovů

Frézování profilu: Pokud je nutné získat složité konkávní nebo konvexní profily, používá se profilové frézování. Tato metoda zahrnuje hrubování, polodokončování a dokončování a je vhodná pro složité díly. K výrobě složitých dílů se často používají speciální víceosé stroje.

Frézování slepých a průchozích drážek: Pro vytvoření drážek s různými sekcemi, včetně slepých a průchozích, se používají koncové a kotoučové frézy.

Volba metody frézování závisí na faktorech, jako je geometrie součásti, vlastnosti materiálu a požadovaná úroveň přesnosti.

Fáze frézování kovů

Frézování kovů zahrnuje několik fází:

Obrobky jsou pečlivě umístěny v blízkosti frézovací zóny, zatímco je fréza v pohybu. Po instalaci pracovního stolu se vřeteno dočasně vypne a znovu zapne až po nastavení požadované hloubky řezu.

Dále je pracovní stůl, který bezpečně drží obrobek, přiveden k fréze. Zvláštní pozornost je věnována upevnění, aby se zabránilo možným posunům a nehodám. Obsluha musí dodržovat bezpečnostní předpisy používáním ochranných pomůcek, jako jsou ochranné brýle a těsně stažený oděv. Přísné dodržování pořadí prací by mělo být prováděno pouze při vypnutém stroji.

Před zahájením práce se musíte ujistit, že zařízení je v provozuschopném stavu. Zařízení se spustí v klidovém režimu a postupně zvyšuje rychlost. Ke kontrole stačí 2-3 minuty běhu a při zastavení byste měli zkontrolovat spolehlivost brzd.

Přiblížení obrobku k fréze by mělo být hladké, aby se zabránilo nárazům. Vektor otáček vřetena a hloubka řezu se nastavují v závislosti na zpracovávaném materiálu. Například měkký hliník se obvykle frézuje při 1500 ot./min., zatímco tvrdá nástrojová ocel vyžaduje nižší rychlost 600 ot./min. Je nutné neustále sledovat technický stav stroje a zajistit jeho čištění. Nečistoty by měly být zameteny kartáči, aby se zabránilo foukání, a olejové skvrny lze odstranit hadrem namočeným v petroleji. Pro efektivnější a kontrolovanější práci s velkými frézami o průměru větším než 10 mm je vhodné použít revolverové pravítko, zejména pro snížení bočních sil při použití trhacího pravítka.

Rýže. 5. Frézovací zařízení pro řezání kovů

Faktory ovlivňující kvalitu výsledku

Kvalitu produktů ovlivňuje několik faktorů, mezi které patří:

• Směr a plynulost podávání obrobku;
• Zkušenosti a dovednosti operátora;
• otáčky vřetena (měřeno v otáčkách za minutu);
• Tloušťka vrstvy materiálu odebrané při každém průchodu.

Tyto parametry jsou zaznamenány v tabulkách a zaznamenány do protokolu. Určité faktory, jako je použití nekvalitní oceli nebo zastaralé vybavení, však mohou vést ke špatné kvalitě výsledků. K defektům mohou vést i problémy spojené se špatným upevněním obrobku nebo zvýšenými vibracemi. Nástup CNC technologie tyto chyby odstranil a poskytl přesné a konzistentní výsledky bez ohledu na kvalitu materiálu, stáří zařízení nebo zkušenosti obsluhy stroje.

Aplikace frézování kovů

Letecký průmysl

Frézy se používají k výrobě motorů, podvozků a konstrukčních součástí letadel. Poskytují vysokou přesnost a kvalitu potřebnou pro výrobu vysoce kvalitních leteckých dílů pro různé účely.

Výroba automobilových dílů

Frézování se používá pro výrobu dílů motorů, převodovek, podvozkových prvků a dalších dílů automobilů. Výsledkem jsou vysoce kvalitní produkty s optimálními výkonnostními charakteristikami.

Výroba zdravotnické techniky

Frézování je nezbytné pro výrobu lékařských implantátů (například ortopedických) a chirurgických nástrojů.

Výroba forem a zápustek

Frézování se používá k vytváření forem a zápustek při výrobě plastových a kovových dílů.

Rýže. 6. Frézování dutin forem na CNC stroji

Výroba kovových konstrukcí na zakázku

Pro tvarování a vytváření zakázkových kovových architektonických prvků jako jsou schodiště, zábradlí a dekorativní prvky budov a konstrukcí.

Výroba turbínových lopatek

Frézování kovů je nezbytné pro výrobu lopatek turbín používaných v zařízeních pro výrobu energie, jako jsou plynové turbíny a proudové motory.

Zakázková výroba šperků

Klenotníci používají frézování k vytvoření složitých a zakázkových kovových šperků. Nejprve se frézy používají k vytváření 3D voskových modelů a poté na kovové výrobky.

Rýže. 7. Frézování voskových výrobků

Obecné kovové díly

Frézování se široce používá v kovoobrábění a výrobě k výrobě široké škály dílů, od držáků a spojovacích prvků až po ozubená kola a řemenice.

Výroba komponentů větrných turbín

Technologie se používá k výrobě komponentů větrných turbín, včetně nábojů, gondol a převodovek.

Výroba lodních dílů

Frézování kovů je nezbytné pro výrobu dílů, jako jsou vrtule, hřídele a trupy lodí, které splňují normy námořního průmyslu.

Výroba kolejnic

Frézy se používají k výrobě kolejnic, kol a dalších dílů v železničním průmyslu.

Frézování je běžný, v podstatě nenahraditelný způsob zpracování kovů. Podívejme se na vlastnosti technologie, dostupné metody a další aspekty zpracování kovů.

Vývoj technologií

Frézování kovů je metoda vynalezená v Číně v roce 1668. Zpočátku se místo pevného kovu používal k uspořádání rámu kámen a roli motoru hrály muly, které uváděly mechanismus do pohybu.

S průmyslovou revolucí, elektrifikací, došlo ke zdokonalení způsobu obrábění kovů. V průmyslové výrobě se rozšířily frézky s elektromotory. Eli Whitney je považován za inovátora, který tak zmodernizoval jednu ze svých továren ve Spojených státech amerických. Přes všechny výhody, včetně spolehlivosti a snadné opravy, bylo zařízení objemné a hrubé. Jen o dvě generace později jej vnuci podnikatele nahradili modernějším.

Frézku podobnou té moderní vyvinula v roce 1835 americká společnost Guy, Sylvester and Co. Zvláštností stroje nabízeného značkou je použití plochého pásu v jeho konstrukci, který přenáší rotační pohyb na frézu. Poblíž kladky umístili vývojáři ozubené kolo namontované na trnu. K posledně jmenovanému byla připojena fréza. Stroj byl vybaven systémem posuvu vlysu ve vertikální rovině, který urychluje zpracování kovů. Nevýhodou je, že na takovém zařízení lze zpracovávat pouze ploché obrobky.

Frézování kovů v Krasnodaru si můžete objednat telefonicky a na adrese uvedené v záhlaví webu.

Technologie, která prokázala svou účinnost ve zbrojním průmyslu, se rychle rozšířila do dalších průmyslových odvětví a začala se používat nejen pro vojenské, ale i pro civilní účely. První stroj pro nevojenskou výrobu vznikl v Americe. Byl určen pro výrobu ořechů – hrany se brousily pomocí vlysu.

Revolucí bylo odmítnutí použití dřeva při konstrukci frézky ve prospěch oceli. Toto řešení bylo vynalezeno o 20 let později společností Lincoln. Inovace umožnily zmenšit velikost zařízení, zvýšit životnost, snížit četnost údržby a výměny dílů. Pomocí ocelových strojů bylo možné zpracovávat pevnější slitiny a vyrábět masivní polotovary a díly. Vzhled vodícího šroubu se setrvačníkem zvýšil rychlost zpracování, což mělo pozitivní vliv na produktivitu práce.

S příchodem stroje Lincoln začala éra moderní metody frézování. Je pravda, že takové zařízení vyžadovalo přímou účast mechanika v procesu (výběr vrtáku, upevnění součásti, pohyb, seřízení). Lidský faktor je vždy plný chyb, v důsledku čehož nebylo možné obdržet stejnou dávku zboží. Hlavním problémem byly zakřivené povrchy, které vyžadovaly zvláštní péči a vysoce kvalifikované řemeslníky.

K automatizaci frézování došlo s nástupem výpočetní techniky, na jejímž základě vznikají digitální a numerické ovládací panely. CNC frézky se vyznačují precizním zpracováním, které je dáno absencí vlivu lidského faktoru. Na základě přijatých dat a rozložení program určí optimální režim, rychlost zpracování a způsob pohybu vlysu ve všech rovinách.

Pokročilé vybavení je vybaveno laserovou řezačkou, která dokáže zajistit frézování se zvýšenou přesností.

Účel frézovacího zpracování

Metoda obrábění kovů je univerzální. Díky obměně nástrojů a technologie lze provést několik postupů. Moderní CNC frézky jsou schopny pracovat nejen s kovem, ale i se sklem, plastem, dřevem a dalšími materiály, což výrazně rozšiřuje rozsah použití.

Frézování je mechanické odstranění povrchové vrstvy dané tloušťky pomocí frézy, břitů nebo laseru. Metoda umožňuje:

• Rozřezání dílů na několik dílů;
• Bruste povrch speciálními tryskami s abrazivním povlakem;
• Provádět rytí, nanášení ornamentů a vzorů;
• Vyvrtejte otvory a poté vyřízněte vnitřní nebo vnější závity.

Toto je jen malý seznam akcí dostupných na frézce. Obsluha CNC stroje má vždy k dispozici sortiment fréz. Výběr typu vícezubého řezání závisí na aktuálním úkolu. Úhel řezu, který také ovlivňuje zpracování, závisí na nastavení úhlu náběhu vlysu. Mezi klasické frézy: čelní, tvarové, ozubené, válcové, koncové. Existují i ​​​​jiné, ale nejsou tak běžné a používají se pro konkrétní práce.

Díky výhodám frézování se rozšířilo. Stroje se používají k výrobě masivních a miniaturních dílů pro obráběcí stroje, kovoobrábění, automobilový průmysl, klenotnictví.

Technologie umožňuje zpracovávat materiály bez ohledu na jejich sílu, stačí vybrat správnou frézu a správně nakonfigurovat zařízení.

Frézování našlo uplatnění také při tvarovém řezání hliníku. High-tech kov, žádaný v architektuře, designu a elektronice. Důvodem je dostatečná tekutost, lehkost a další fyzikální vlastnosti. Použití CNC stroje umožňuje nejen provádět tvarové ořezávání dílů, ale také aplikovat vzory a gravírování bez zanechání otřepů.

Oblíbeným se stává i frézování jiných materiálů. V poslední době nabírá na obrátkách trojrozměrné frézování plastů. Technologie se používá pro výrobu karoserií a autodílů.

Mezi výhody frézování:

• Univerzálnost;
• Vysoká rychlost zpracování;
• Nízké náklady.

Frézování kovů nahoru a dolů

Dvě běžné metody frézování, jejichž vlastnosti jsou obsaženy v názvu. Lezení je způsob zpracování, kdy se fréza otáčí stejným směrem jako obrobek. Mezi výhody:

• Přirozené upevnění obrobku k lůžku, v důsledku toho není nutné produkt dodatečně zajišťovat.
• Snížené opotřebení zubů na břitu, protože pohyb podél břitu méně otupuje ostrý konec.
• Hladké odstranění přídavku, v důsledku toho je na krytu zachována ideální úroveň drsnosti.
• Třísky nepadají pod nůž a snadno se posouvají do strany, čímž se zvyšuje produktivita práce.

Mezi negativní aspekty frézování:

• Nemůžete provádět hrubovací práce nebo frézovat hrubé povrchy, které neprošly předběžnou přípravou.
• Pevné frakce mohou rychle otupit frézu;
• Chcete-li odstranit vibrace, měli byste použít stroj se zesíleným rámem;
• Minimální počet mezer.

Frézování nahoru je proces povrchového zpracování, při kterém se fréza pohybuje směrem k obrobku. Při této metodě se zvyšuje rychlost frézování a zároveň se zvyšuje opotřebení zařízení a spotřebního materiálu.

• Měkké řezání třísek s malým namáháním stroje.
• Při zpracování je obrobek vystaven minimální deformaci, což má pozitivní vliv na spotřebitelské vlastnosti hotového výrobku.

• Řezná síla během procesu je zaměřena na odtržení obrobku ze stolu, takže je zapotřebí zesílená fixace.
• Zpracování probíhá při snížených rychlostech, jinak se vlys rychle opotřebuje.
• Třísky jsou odváděny nevhodným směrem a mohou spadnout do zóny řezání.

Kdy, jaký typ se používá

Volba optimálního způsobu zpracování závisí na stupni přípravy dílu a materiálu, ze kterého je vyroben. Při primárním opracování je vhodné použít protifrézování pro přesnější opracování, je vhodný sjezdový způsob.

Při práci s měkkými kovy odborníci doporučují metodu po proudu, je lepší frézovat obrobky z tvrdé slitiny po proudu.

Frézovací klasifikátory

Frézovací práce se klasifikují podle typu použitého vlysu. Mezi ty běžné:

• Konec Výsledkem zpracování jsou drážky, čepele a podříznutí. Konce jsou také zastřiženy.
• Konec. K vytvoření vybrání ve vertikální a horizontální rovině.
• Válcový. Určeno pro práci s tvarovými nebo rovnými obrobky.
• Vroubkované – prořezávací zuby.
• Tvarovaný. Pomocí speciálního nástroje mistr řeže zkosení.

Seznam nezahrnuje všechny typy frézování. Povrchová úprava se provádí podle vybavení záhlubníkem, vrtákem, odřezávacími frézami, dvojitými kotouči atd.

Existuje alternativní klasifikace založená na způsobu připevnění frézy: vertikální, diagonální, horizontální.

Kovové frézky

Volba frézky je individuální a závisí na velikosti, výrobních vlastnostech a typu vyráběného produktu. Majitelé si mohou pořídit buď univerzální stroj schopný vykonávat celý rozsah prací, nebo několik vysoce specializovaných, které umožňují postupné zpracování ve formě dopravníku, což má pozitivní vliv na celkovou produktivitu linky.

V prvním případě se doporučuje číslicově řízený stroj. Umožní vám rychle změnit program a tím přizpůsobit rychlost a režim řezání na základě technických specifikací.

Hlavní typy fréz

Frézy jsou klasifikovány podle několika parametrů:

• Podle materiálu, pro který jsou určeny ke zpracování, zejména pro opracování kovu;
• Podle účelu: drážkovaný, koncový, drážkovaný;
• Tvar: kužel, válec, diskosféra.

Designové rozdíly

Designová funkce rozděluje frézy do několika kategorií:

• Šnek – řezání se provádí několika hranami frézy;
• Kroužek. Potřebné k vytvoření děr. Ve srovnání s konvenčním vrtáním se rychlost zpracování zvyšuje přibližně 4krát;
• Konec Používá se pro řezání říms a drážek;
• Tvarovaný. Mají dvě řady lopatek;
• Hranatý. Vhodné pro frézování nerovných, hranatých, zakřivených ploch;
• Válcové se šroubovitými nebo přímými zuby. První jsou multifunkční, druhé jsou určeny pro zpracování rovných obrobků;
• Konec – s litými vyměnitelnými deskami;
• Kotouč – určený pro řezání ocelových plechů a řezání drážek.

Vliv režimů frézování na výsledek

Pokud je ve výrobě použit zastaralý stroj, bude nutná ruční rekonfigurace při každé změně typu zpracování. V tomto případě vše závisí na kvalifikaci velitele:

• Tloušťka vrstvy, která bude odstraněna jedním průchodem;
• rychlost vřetena;
• Směr posuvu, plynulý pohyb obrobku.

Nastavení jsou obvykle uvedena v tabulkách. Ale takové výpočty mají chybu, která ne vždy umožňuje získat hotový výrobek, který splňuje normu. Také nepřesné nastavení, špatné upevnění a nesprávná volba frézy mohou způsobit nepřijatelné vibrace.

CNC stroj vám pomůže vyhnout se chybám spojeným s lidským faktorem.

Fáze procesu

Postup práce s frézou je stejný, bez ohledu na typ stroje. Číslicově řízený stroj však pracuje automaticky a vyžaduje méně zásahů obsluhy.

Základní postup pro ruční zařízení:

• Obrobek je namontován na stole;
• Ve vřetenu je instalována fréza požadovaného typu. Současně se volí úhel a směr náběhu;
• Pomocí rukojetí se nastavuje hloubka frézování;
• Počet otáček je nastaven;
• Stroj se spustí;
• Během provozu se nastavuje pohyb držáku a vřeteníku.

Fáze práce s CNC strojem:

• Výrobek je namontován na pracovišti;
• Program se nahraje do ovládacího panelu;
• Stroj je uveden do provozu.

Použití numerického řízení eliminuje ruční nastavování stroje, což zkracuje dobu rekonfigurace a eliminuje možnost lidské chyby.

Laserové zpracování

Algoritmus řezání laserem je podobný práci s běžnou frézou, pouze zde efekt není mechanický, ale tepelný. Působením laseru se kov odpaří a tím se odstraní jeho povrchová vrstva.

Doprovodné jevy

Při frézování vzniká několik bodů, které mohou ovlivnit kvalitu práce:

• Hobliny. Pokud se třísky dostanou do kontaktní zóny, kde dochází k řezání, je plná defektů. Může také poškodit řeznou hranu.
• Kalení. Zvýšení povrchové teploty obrobku snižuje jeho pevnost, v důsledku čehož se zhoršují spotřebitelské vlastnosti hotového výrobku.
• Tření a vibrace. Přírodní procesy, ke kterým dochází během procesu mletí. Zpomalují rychlost zpracování a vedou k opotřebení frézy.

Ochrana obrobků a nástrojů

Během pracovního procesu musí velitel dodržovat několik pravidel:

• Používejte tlumiče vibrací;
• Postarejte se o odstranění třísek předem;
• Pro chlazení a mazání kontaktních ploch používejte speciální kapaliny.

Dodržování těchto tipů spolu se správnou volbou režimu frézování prodlouží životnost zařízení, zvýší rychlost a kvalitu zpracování a odstraní negativní důsledky.