Struktura

Řezné podmínky při frézování

Řezné podmínky při frézování

Volba řezných podmínek

Volba řezných podmínek je závislá na vstupních parametrech:

  • druhu obráběného materiálu,
  • materiálu břitu řezného nástroje,
  • způsobu práce,
  • způsobu upnutí obrobku,
  • druhu řezné kapaliny.

Stanovení optimálních řezných podmínek

Složky řezných podmínek:

  • Posuv - sot (fot), sz  (fz) [mm] nebo smin (fmin) [mm/min].

Jedná se o dráhu, kterou urazí nástroj za určitou časovou jednotku.

  • Hloubka řezu – h (ap) [mm].

Je závislá na způsobu obrábění – zda hrubujeme nebo frézujeme na čisto

  • Řezná rychlost – v [m/min].

Jedná se o obvodovou rychlost nástroje.

Posuv

Posuv je dán délkou vzájemného posunutí obrobku a nástroje při obrábění. Rozlišujeme tyto druhy posuvů:

  • posuv na zub sz (fz) mm],
  • posuv na otáčku frézy sot (fot) [mm],
  • posuv za minutu smin (fmin) [mm/min].

Vzájemný vztah těchto posuvů lze vyjádřit:

smin = n . sot = n . sz . z     [mm/min]

n … otáčky vřetena s nástrojem (frézou) [ot/min]

z … počet zubů frézy.

Při volbě posuvu se volí posuv na zub, při nastavování posuvové rychlosti stolu se vychází z posuvu za minutu.

Rychlost posuvu rovněž závisí na:

  • obrobitelnosti materiálu obrobku,
  • druhu použité frézy,
  • na průřezu třísky,
  • na požadované drsnosti obrobené plochy.
Schéma vzájemného posunutí obrobku a nástrojeObr. 1: Schéma vzájemného posunutí obrobku a nástroje

Hloubka řezu

Hloubka řezu h (ap) se volí podle přídavku na obrábění. Při hrubovacím frézování bývá obvykle 3 až 10 mm, u výkovků a odlitků až 30 mm, při frézování na čisto 1 mm. Největší hloubka řezu je omezena tuhostí soustavy stroj – obrobek – nástroj.

Schéma tloušťky při čelním frézováníObr. 2: Schéma tloušťky při čelním frézování

Řezná rychlost

Řezná rychlost v se měří na největším průměru frézy – jedná se tedy o obvodovou rychlost frézy.

Výpočet řezné rychlosti

v = π . D . n / 1000       [m/min]

n … otáčky vřetena s nástrojem (frézou) [ot/min]

D … průměr nástroje [mm]

Pro práci na frézkách ale potřebujeme znát otáčky vřetena, ty vyjádříme z předchozího vztahu:

n = v / π . D    [ot/min]

Pokud nelze otáčky přesně nastavit, nastavují se otáčky nejbližší nižší.

Výpočet průřezu třísky, řezných sil pro frézování a výkonu stroje

Průřez třísky

Průřez třísky je při frézování proměnlivý, neboť během záběru se mění tloušťka třísky. Maximální průřez třísky odebírá zub frézy v okamžiku, kdy je tloušťka třísky maximální.

Sz max = amax . b  [mm2]

Průřez třísky odebíraný jedním zubem frézy

Sz = a . b   [mm2]

a … tloušťka třísky [mm]

b … šířka třísky [mm]

Průřez třísky při frézování válcovou třískouObr. 3: Průřez třísky při frézování válcovou třískou
Průřez třísky při čelním frézováníObr. 4: Průřez třísky při čelním frézování

Řezné síly při frézování

Řezné síly působící na zub frézy vypočteme z měrného řezného odporu p a plochy průřezu S odebírané třísky.

Výpočet řezné síly

F = p. S    [N]

S … průřez třísky [mm2]

p… řezný odpor [MPa]

Frézování válcovou frézou - obvodová řezná síla

Fz = h . b . kt . p   [N]

h … hloubka řezu [mm]

b … šířka frézování [mm]

kt … součinitel korekce frézovaného průřezu

p … řezný odpor [MPa]

kde     kt = sz . z / π . D

sz … posuv na zub [mm]

D … průměr frézy [mm]

z … počet zubů frézy

Frézování čelní frézou - obvodová řezná síla

Fz = h . b . kt . p   [N]

Výkon při frézování

Výkon při frézování se počítá buď z obvodové řezné síly, nebo z množství odebraných třísek.

Užitečný výkon

P = Fz .v    [W]

Fz ... obvodová řezná síla [N]

v ... řezná rychlost [m/min]

Potřebný příkon elektromotoru

Pe = P / η   [W]

Fz … obvodová řezná síla [N]

η … účinnost strojního zařízení [%]

Krouticí moment

Krouticí moment Mk se vypočítá z obvodové řezné síly a poloviny průměru frézy.

Mk = Fz . D / 2    [N . m]

Fz … obvodová řezná síla [N]

D … průměr frézy [mm] (1)

Přesnosti a jakosti povrchu dosahované při frézování

Přesnost rozměrů a jakost povrchu jsou ovlivněny druhem a kvalitou frézovacího nástroje (z hlediska použití řezných podmínek), tuhostí a přesností stroje, způsobem frézování a použitou řeznou kapalinou pro chlazení nástroje a mazání obrábění plochy. Na drsnost povrchu má vliv také přesnost seřízení nástroje (např. u frézovacích hlav). Volba optimálních řezných podmínek má také vliv na požadované přesnosti a jakosti povrchu (drsnost), které jsou předepsány výkresovou dokumentací. (2)

Přesnost rozměrů IT

Válcové frézy Frézovací hlavy
hrubování
do délky 300 mm IT 10 – 12 do délky 300 mm IT 9 – 11
do délky 1200 mm IT 11 – 13 do délky 1200 mm IT 9 – 12
dokončování
do délky 300 mm IT 9 – 11 do délky 300 mm IT 7 – 10
do délky 1200 mm IT 9 – 12 do délky 1200 mm IT 8 – 11
jemné frézování
- - - IT 7 - 8

 

Drsnost povrchu Ra

Válcové frézy Frézovací hlavy
hrubování - hodnoty drsnosti Ra [µm]
do délky 300 mm Ra 6,3 – 25 do délky 300 mm Ra 6,3 – 25
do délky 1200 mm Ra 6,3 – 25 do délky 1200 mm Ra 6,3 – 25
dokončování - hodnoty drsnosti Ra [µm]
do délky 300 mm Ra 1,6 – 6,3 do délky 300 mm Ra 1,6 – 3,2
do délky 1200 mm Ra 1,6 – 6,3 do délky 1200 mm Ra 1,6 – 3,2
jemné frézování
- - - Ra 0,8 – 1,6

Zdroje

  1. STAVINOHA, Zdeněk. Teorie frézování - prezentace. [online]. Digitální učební materiály - Technologie frézování. Internetový portál COPTEL, 2009-2014 [cit. 2014-12-09]. Dostupné z: http://coptel.coptkm.cz/?action=2&doc=39697&docGroup=-1&cmd=0&instance=2
  2. Frezovani-rezne podmínky – Projekt: EU - peníze středním školám pro Olomoucký kraj, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0916.

Obrázky:

  • NĚMEC, Dobroslav. Strojírenská technologie 3: Strojní obrábění. 2. vydání. Praha: SNTL, 1982.

Prezentace:

  • Frezovani-rezne podmínky – Projekt: EU - peníze středním školám pro Olomoucký kraj, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0916.
  • Rezne podmínky – Projekt: EU - peníze středním školám pro Zlínský kraj, CZ.1.07./1.5.00/34.0727.
  • Opakovaní-rezne podmínky - – Projekt: EU - peníze středním školám pro Zlínský kraj, CZ.1.07./1.5.00/34.0727.
  • Pokud není uvedeno jinak, autorkou obrázků je Ing. Hana Sochová. Obrázky mohou být také součástí citovaných digitálních materiálů.

Prezentace

Kontrolní otázka

Tyto otázky jsou vhodné i pro žáky ZŠ

Na čem závisí volba správných řezných podmínek při frézování?

Jaké jsou základní složky řezných podmínek?

Jakým způsobem vypočítáme řeznou rychlost?

Jaké přesnosti a jakosti povrchu dosahujeme při frézování?

Komentář

Souhrnné testy pro ověření znalostí naleznete v kapitole "Frézování".

Logolink