Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Příručka pro technology: Kompenzační přístup při frézování - posuv
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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).

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.

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 nástroje

V 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 třísky

Vzájemný 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

Další články

Výzkum/ vývoj
Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: