Témata
Reklama

Příručka pro technology: Kompenzační přístup při frézování - posuv

Výroba správně opracovaného komponentu je záležitostí přeměny hrubého obrobku v dokonale dokončený kus tím nejúčinnějším a nejefektivnějším způsobem. Dosažení tohoto cíle je částečně záležitostí geometrie (dráha frézy) a částečně technologie (výběr frézy a řezných podmínek).

Tento článek je součástí seriálu:
Příručka pro technology
Díly

Dodržováním několika základních pravidel pro nastavení polohy frézy popsaných v předchozím článku máte k dispozici snadno využitelné návody, jak úspěšně dosáhnout zvýšení produktivity a efektivity nákladů.

Reklama
Reklama
Reklama

Posuv a tloušťka třísky

Posuv f (velikost pohybu nástroje vůči obrobku) je důležitým řezným parametrem pro operace obrábění kovů. Mnohem zásadnější je však tloušťka třísky. Ta je definována jako tloušťka nedeformované třísky měřená kolmo k zabírajícímu ostří. Tloušťka třísky je určujícím faktorem pro opotřebení nástroje, jeho životnost, řezné síly, teplotu při frézování, utváření třísky a jejich odvod. Pokud je tloušťka třísky příliš velká, dojde k vylomení ostří kvůli velkému zatížení. Pokud je však tloušťka třísky příliš malá, rapidně se tím sníží životnost nástroje, protože tření je příliš vysoké, stejně jako generované teplo. Vhodné nastavení tloušťky třísky je pro frézování naprosto zásadní.

Tloušťka třísky

Správně řečeno – posuv je pohyb ostří nástroje, kterým se generují třísky o tloušťce ani příliš velké ani příliš malé. Při frézování to znamená, že posuv na zub (fz) je dán pohybem osy frézy tak, aby každé ostří odebíralo z obrobku materiál o správné tloušťce vznikající třísky.

Tloušťka třísky se při frézování neustále mění

Avšak i při použití určitého posuvu na zub se tloušťka třísky při frézování neustále mění. To způsobuje, že nastavení správného posuvu, a tím i správné tloušťky třísky, je pro různé případy velmi rozdílné. Elegantní řešení tohoto dilematu lze nalézt ve střední tloušťce třísky. Střední tloušťku třísky lze definovat jako tloušťku teoretické třísky obdélníkového průřezu (tzn. s konstantní hodnotou tloušťky), jejíž objem je stejný jako skutečný objem materiálu odebraného při konkrétním záběru ostří do obrobku (při stejném opotřebení nástroje i životnosti) a k jejímuž odebrání potřebujeme stejnou řeznou sílu, jako u třísky skutečné.

Tloušťka třísky = tloušťka nedeformované třísky měřená v určitém úhlu k ostří nástrojeV provozu je však potřeba znát, jakou rychlost posuvu (vf) pro frézovací nástroj zvolit. Stroje jsou programovány s rychlostí posuvu a ta je měřítkem produktivity operace. Rychlost posuvu je posuv na zub vynásobený počtem efektivních zubů a počtem otáček nástroje za časovou jednotku. Z technologického hlediska musí fréza dobře odebírat materiál se správnou střední tloušťkou třísky (tedy se správnou hodnotou posuvu na zub), z čehož vyplývá rychlost posuvu jako veličina, podle níž stroj programujeme. Náležité převádění parametrů posuvu je tedy velmi důležité.

Střední tloušťka třískyVzájemný vztah střední tloušťky třísky a posuvu na zub je definován poměrem radiální hloubky řezu (ae) a průměru frézy (Dc), polohou frézy vůči obrobku a úhlem nastavení ostří.

Principy v technologii frézování

S malým poměrem mezi ae a Dc bude střední tloušťka třísky pro daný posuv na zub malá, zatímco pokud je poměr větší, bude se i střední tloušťka třísky zvětšovat. To nás přivádí k základnímu principu v technologii frézování, který uvádí, že malý poměr ae/Dc dává větší hodnoty posuvu na zub. Poloha frézy hraje také důležitou úlohu. Čím je poloha frézy blíže ke středovému frézování, tím větší bude střední tloušťka třísky pro daný posuv na zub. Z toho můžeme odvodit druhou zásadu: stranová poloha nástroje dává větší hodnoty posuvu. A nakonec je třeba vzít v úvahu ještě další faktor – vliv na poměr mezi střední tloušťkou třísky a posuvem na zub má totiž i změna úhlu nastavení ostří nástroje. Třetí zásada tedy zní: menší úhel nastavení ostří dává větší posuvy. Sloveso „dává“ v uvedených poučkách je nutno chápat jako „umožňuje, ale současně vyžaduje,“ abychom dostáli jejich skutečnému významu.

Radiální hloubka řezu – průměr nástroje (poměr ae/Dc)Matematický vztah mezi střední tloušťkou třísky a posuvem na zub je dán poměrně složitě formulovaným vzorcem.

V tomto vzorci představuje ωe úhel záběru nástroje a κ úhel nastavení ostří. Pro usnadnění je tento vzorec vyjádřen z praktických důvodů v technické příručce Seco Machining Navigator ve formě tabulky hodnot. Bohužel, tyto tabulky však mají platnost pouze v omezeném množství případů. Mnohem jednodušší je využití následujícího grafu.

Poloha frézy
Úhel nastavení ostří
Tuto tabulku je možno použít pro frézy s úhlem nastavení = 90°


Střední tloušťka třísky

V něm snadno posoudíte vztah mezi posuvem na zub a střední tloušťkou třísky a je aplikovatelný pro jakoukoliv frézu v jakékoliv aplikaci frézování.

Tento geometrický vztah mezi posuvem na zub a střední tloušťkou třísky potřebuje samozřejmě další jemné doladění, při kterém je nutné zvážit také technologické prvky, jako je materiál obrobku, celková stabilita stroje – upnutí obrobku, vyložení frézy…

Geometrie ostří

Poslední otázkou je také správná střední tloušťka třísky pro určitou frézu v určité aplikaci. Pro nalezení odpovědi na tuto otázku musíme vzít v úvahu geometrii ostří.


Střední tloušťka třísky – geometrie ostří

S ostrým břitem je řez lehčí a řezné síly nižší, ovšem za cenu snížené pevnosti ostří. Z toho vyplývá, že musíme omezit zatížení zubu frézy. To nás přivádí k tomu, že nástroje s ostrým břitem by měly být používány s malou střední tloušťkou třísky. Abychom si byli jisti, že bude řezný proces probíhat dobře i v náročnějších aplikacích s velkými tloušťkami třísek, je nutno použít nástroje se zesíleným ostřím. Musíme ovšem dbát na to, aby byly zajištěny správné podmínky obrábění a daná geometrie ostří mohla v konkrétní aplikaci správně fungovat. Použitá geometrie ostří tedy určuje správnou střední tloušťku třísky a naopak.

Produktivita a efektivita nákladů

Tento článek popisuje druhý prvek kompenzačního přístupu při frézování, kterým je využití posuvu (a s tím související střední tloušťky třísky). Dodržením uvedeného principu práce s posuvem jsme schopni dosáhnout jeho vysokých hodnot při udržení dobré životnosti nástroje. Jinými slovy, může se tak účinným způsobem vyvážit produktivita a efektivita nákladů. Čtvrtý článek se bude zabývat faktorem rychlosti (vliv řezných teplot a řezných rychlostí). Všechny společně pak tvoří principy kompenzačního přístupu v technologii frézování. Jejich dodržením lze dosáhnout maximální spolehlivosti, produktivity a nákladové efektivity, a to velmi jednoduchým a přímočarým způsobem.

Podrobné informace k této problematice lze získat také v rámci vzdělávacího programu STEP (Seco Technical Educational Programme).

Patrick De Vos, MSc.

Seco Tools CZ

www.secotools.com/cz

dana.benesova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 130522
Datum: 07. 05. 2013
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Seriál
Firmy
Související články
Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Nástroje pro přesné a výkonné obrábění

Společnost WNT v nedávné době uvedla na trh celou řadu novinek v oblasti technologie obrábění, které mají pro své uživatele řešení pro svoji univerzálnost v použití, stabilitu procesu obrábění, ekonomičnost provozu a v neposlední řadě procesní spolehlivost.

Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Rychlovýměnný upínací systém

Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.

Zero point - efektivní způsob upínání obrobků

Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.

Na cestě k nulové chybě upínání

I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.

Jak úspěšné soustružit tvrzené součástí

Soustružení tvrzených součástí (HPT) se v průběhu posledních 10 -15 let stalo respektovanou a cenově efektivní alternativou k broušení. Bylo prokázáno, že díky této metodě lze zkrátit dobu obrábění a snížit náklady o 70% i více. Ale vedle výhod souvisejících se zkrácením vlastního času cyklu, nabízí HPT i celou řadu dalších výhod. HPT je definováno jako soustružení ocelí s tvrdostí vyšší než 45 HRC (obvykle v rozmezí 55-68 HRC), přičemž jako typické příklady obráběných součástí lze zmínit brzdové kotouče, převodová kola, pastorky řízení, sedla ventilů, písty, vložky válců nebo tělesa spojek.

Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

Automatizace výroby s minimálními personálními nároky

Ať už s možností frézování, nebo soustružení, 4osého, nebo 5osého obrábění, s výměnou palety, či bez ní, s kruhovým zásobníkem palet, věžovými upínacími přípravky pro vícenásobné upínání obrobků, automatizací a progresivním ovládacím panelem, univerzální 5osá obráběcí centra lze flexibilně přizpůsobit a rozšířit pro každou aplikaci.

Aditivní výroba unikátních řezných nástrojů

Aditivní technologie jsou jedním z nosných pilířů Průmyslu 4.0. Od roku 2014, kdy v ČR 3D tisk kovů odstartoval „ve velkém“, byla o této problematice napsána celá řada publikací, díky nimž je tato technologie považována za poměrně známou. Jedním z průkopníků 3D tisku v ČR je firma Innomia, která přinášela informace o technologii DMLS do povědomí českého průmyslu již několik let před tímto zmiňovaných boomem.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit