Stroje pro frézování

Frézovací stroje se nazývají frézky. U frézovacích strojů koná hlavní pohyb nástroj – fréza. Vedlejší pohyb koná buď nástroj nebo obrobek. Charakteristický rozměr frézek je dán velikostí upínací plochy stolu. U frézek se uplatňuje různý stupeň automatizace:

• pákové frézky bez posuvových mechanismů,
• běžné konvenční stroje se strojními posuvy v osách x, y, z,
• programovatelné,
• číslicově řízené,
• s automatickou výměnou nástrojů.

Rozdělení frézek

Frézky dělíme podle polohy vřetena:

• vodorovné – horizontální,
• svislé – vertikální.

Frézky lze také rozdělit podle účelu a konstrukce:

• konzolové,
• stolové,
• rovinné,
• speciální,
• programovatelné. (1)

Konzolové frézky

Jedná se o nejrozšířenější druh frézek a jsou určeny k frézování rovinných a tvarových ploch na malých a středně velkých obrobcích v kusové a malosériové výrobě. Umožňují výškové přestavování stolu stoje pomocí konzoly. Obrobek upnutý na stolu frézky se tedy může posouvat podélně (osa x), příčně (osa y) a svisle (osa z). Hlavním znakem je konzola upevněná na vedení stojanu, přestavitelná šroubem a maticí ve svislém směru. Příčné saně se přestavují po vedení konzoly kolmo na vodící plochu stojanu. Pracovní stůl se pohybuje ve vedení příčných saní v podélném směru. Pohon posuvu, zajišťovaný obvykle samostatným motorem s převodovkou, je nezávislý na otáčkách vřetene. Dle konstrukce a uložení vřetena je rozdělujeme na:

• Svislé – mají pracovní vřeteno ve svislém vřeteníku připevněném na stojanu frézky. Vřeteníkem lze otáčet o ± 45°. Obrábí se na nich zejména rovinné plochy a drážky čelními frézami, frézovacími hlavami a stopkovými frézami.

Obr. 1: Konzolová svislá frézka

• Vodorovné – mají vřeteno uloženo horizontálně, rovnoběžně s rovinou pracovního stolu. Obrábí se na nich zejména drážky kotoučovými nebo tvarovými frézami nebo složité tvary skládanými frézami. Lze na nich obrábět i drážky nebo rovinné plochy stopkovými frézami a frézovacími hlavami upnutými do vřetena frézky.

Obr. 2: Konzolová frézka vodorovná

• Univerzální – jsou podobné konstrukce jako vodorovné, mají však pracovní stůl otočný o asi 45°. Tato úprava umožňuje frézování šroubových drážek, šneků, zubů pomocí univerzálního dělicího přístroje. Příslušenstvím je i svislá nebo univerzální frézovací hlava, kterou lze nasadit na svislé vedení frézky.

Obr. 3: Konzolová frézka univerzální

Obr. 4: Úhlová hlava

• Nástrojařské – umožňují frézovat plochy skloněné pod různými úhly – výroba složitých obrobků (řezné nástroje, formy). Stůl těchto frézek se kromě běžných pohybů může otáčet kolem svislé a vodorovné osy. Dodává se k nim bohaté příslušenství pro upínání nástrojů a různá přídavná zařízení.

Obr. 5: Nástrojařská frézka

• Kopírovací – k obrábění složitých prostorových tvarů podle předem připraveného modelu. Dnes nahrazovány CNC frézkami. (1)

Obr. 6: CNC frézka - 3 osy

Hlavní části konzolových frézek

Obr. 7: Hlavní části konzolových frézek

Hlavní části tohoto typu frézek jsou:

• základová deska - dutý odlitek ze šedé litiny, nese ostatní části stroje a slouží současně jako nádrž na řeznou kapalinu.
• stojan – nosná část všech ostatních dílů a mechanizmů frézky. Jedná se o dutý odlitek ze šedé litiny. Uvnitř stojanu je vřeteník.
• konzola - dutý odlitek. Je svisle přestavitelná pomocí šroubu a matice po svislém vedení. V horní části konzoly je vedení příčných saní. Jsou v ní uloženy převody pro ruční a strojní posuvy.
• příčné saně – umožňují příčné přestavování obrobku a v jejich horní části je podélné vedení stolu.
• podélný stůl - posouvá se v podélném rybinovitém vedení příčných saní a zabezpečuje podélné přestavování obrobku. Pracovní plocha stolu je opatřena drážkami “T” pro upínání obrobků přímo na pracovní plochu, nebo pro upínání přípravků, popř. přídavných zařízení. Posuv stolu je zajištěn šroubovým mechanizmem.

Obr. 8: T-drážky na upínacím stole frézky

• vřeteník – je uložen v horní části stojanu. Jedná se o rychlostní převodovku poháněnou hlavním elektromotorem a umožňuje nastavit optimální otáčky pracovního vřetena frézky.
• podpěrné rameno - je uloženo v rybinovitém vedení stojanu a nese jedno, popř. dvě opěrná ložiska, sloužící pro podepření dlouhých frézovacích trnů.
• hlavní pohon – pro pohyb vřetena frézky, lze měnit směr otáčení a počet jeho otáček, zajistit libovolný posuv i postavení stolu.
• příslušenství - umožňuje podstatně rozšířit pracovní možnosti stroje. Příslušenstvím se rozumí:
  • svěráky,
  • dělicí přístroje,
  • svislá frézovací hlava,
  • univerzální frézovací hlava,
  • obrážecí hlava,
  • otočné stoly. (2)

Stolové frézky

Stolové frézky se používají pro frézování větších součástí. Dělí se na svislé a vodorovné. U vodorovných je vřeteník ve stojanu. Stojany jsou tuhé, umožňují větší výkon.

Obr. 9: Stolová frézka

Rovinné frézky

Tyto frézky se od konzolových liší tím, že se pracovní stůl pohybuje pouze v podélném směru po pevném loži. Jsou určeny pro obrábění obrobků největších rozměrů. Obrábí se na nich rovinné plochy zejména frézovacími hlavami, čelními a kotoučovými frézami a skládanými frézami.

Portálové frézky – jsou rovinné frézky velmi tuhé konstrukce se dvěma stojany, příčníkem a více vřeteníky (zpravidla 4). Obrábí se na nich vodorovné, svislé a šikmé plochy na těžkých obrobcích.

Obr. 10: Portálová frézka

Speciální

Tento typ strojů tvoří rozsáhlou řadu typů, určených pro různé frézovací operace, konstrukce je přizpůsobena druhu práce, která na něm má být vykonávána. Patří sem např. frézky na:

• závity,
• ozubení,
• drážky,
• vačky,
• pantografické frézky.

Programovatelné

Jedná se o obráběcí centra nebo horizontální vyvrtávačky. Při práci lze provádět operace vrtání a frézování. Pohyb nástroje je kombinován s pohybem obrobku a může probíhat až v pěti osách. Kinematika jednotlivých druhů řízení je podrobně popsána v jiné kapitole elektronické učebnice – CNC obrábění - Princip a řízení CNC stroje - Druhy řízení.

U těchto strojů probíhá pracovní cyklus nástroje podle předem naprogramovaného programu. V současnosti se preferuje využívání těchto strojů z důvodu univerzálnosti obrábění, uplatňují se při obrábění tvarově složitých a geometricky přesných výrobků. (1)

Obr. 11: CNC centrum - 5 os

Obr. 12: Horizontální vyvrtávačka

Zdroje

1. STAVINOHA, Zdeněk. Frézky rovinné a speciální. [online]. Digitální učební materiály - Technologie frézování. Internetový portál COPTEL, 2009-2014 [cit. 2014-12-09]. Dostupné z: http://coptel.coptkm.cz/?action=2&doc=39637&docGroup=-1&cmd=0&instance=2
2. STAVINOHA, Zdeněk. Základy frézování, rozdělení frézek. [online]. Digitální učební materiály - Technologie frézování. Internetový portál COPTEL, 2009-2014 [cit. 2014-12-09]. Dostupné z: http://coptel.coptkm.cz/?action=2&doc=39627&docGroup=-1&cmd=0&instance=2

Obrázky:

• Obr. 13, 14, 15, 16: NĚMEC, Dobroslav. Strojírenská technologie 3: Strojní obrábění. 2. vydání. Praha: SNTL, 1982.
• Obr. 13: STAVINOHA, Zdeněk. Základy frézování, rozdělení frézek. [online]. Digitální učební materiály - Technologie frézování. Internetový portál COPTEL, 2009-2014 [cit. 2014-12-09]. Dostupné z: http://coptel.coptkm.cz/?action=2&doc=39627&docGroup=-1&cmd=0&instance=2

Prezentace:

• Frezovani-stroje pro frezovani – Projekt: EU - peníze středním školám pro Olomoucký kraj, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0916,
• Druhy frezek-test – Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj, registrační číslo CZ.1.07/1.1.08/03.0009.
• Druhy frezek – Projekt: EU - peníze středním školám pro Ústecký kraj, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0771.
• Zakladni druhy frezek a jejich obsluha – Projekt: EU - peníze středním školám pro Zlínský kraj, CZ.1.07./1.5.00/34.0727.
• Obsluha zakladnich druhu frezek (vcetne nastaveni otacek a posuvu u techto stroju) – Projekt: EU - peníze středním školám pro Zlínský kraj, CZ.1.07./1.5.00/34.0727.
• Opakovani-obsluha zakladnich druhu frezek a priprava stroje před obrabenim – Projekt: EU - peníze středním školám pro Zlínský kraj, CZ.1.07./1.5.00/34.0727.
• Pokud není uvedeno jinak, autorkou obrázků a videí je Ing. Hana Sochová. Obrázky mohou být také součástí citovaných digitálních materiálů.