Frézování tvarových ploch

Tvarové plochy lze při frézování obrábět těmito způsoby:

• pomocí orýsování,
• za použití tvarových fréz,
• kopírováním,
• pomocí otočného stolu,
• na NC a CNC strojích.

Pomocí orýsování:

Požadovaný tvar obrobku se předem orýsuje a je možno jej vyrobit s použitím normálních nástrojů a běžného upínacího zařízení. Výsledný řezný pohyb je zajišťován ručně sdružením podélného a příčného posuvu. Tento postup se používá především v kusové výrobě.

Obr. 1: Frézování pomocí orýsování

Obr. 2: Frézování pomocí orýsování

Tvarovými frézami

Požadovaný tvar obrobku se zhotoví frézou s negativním (opačným) tvarem. Tato metoda se používá většinou pro obrábění krátkých a jednodušších tvarových profilů, často se používá k obrábění poloměrového zakřivení. Výhodou jsou rychle zhotovené a přesné tvary, nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady speciálních nástrojů.

Obr. 3: Frézování tvarovou frézou s negativním požadovaným tvarem

Obr. 4: Frézování tvarovou frézou

Obr. 5: Frézování interpolací tvarovou frézou

Způsoby frézování kopírováním

Kopírováním

Frézování kopírováním se používá především v sériové výrobě, např. při výrobě zápustek, vaček apod.

Výhody:

• vysoká přesnost,
• možnost výroby velmi složitých tvarů,
• levné a jednoduché frézovací nástroje,
• po seřízení stroje mohou práci vykonávat i méně kvalifikovaní pracovníci.

Frézování obrysové

Potřebné pohyby jsou řízeny dotykovým palcem, palec sleduje řídicí plochu šablony. Tento způsob se používá především v sériové výrobě, např. při výrobě zápustek, vaček apod.

Obr. 6: Obrysové frézování

Frézování prostorové

Dotykový palec je neustále ve styku se vzorkem nebo modelem, výsledný tvarový pohyb je zajišťováním skládáním podélného a příčného pohybu, neustálý dotyk palce s řídicí plochou šablony je zabezpečován různým způsobem – nejčastěji závažím nebo pružinou.

Obr. 7: Prostorové frézování

Pomocí otočného stolu

U tohoto způsobu se používá při frézování tvarových ploch, které bývají určeny středovým úhlem, poloměrem, případně tam, kde je veliký poloměr zaoblení, otočný stůl je kruhová otočná deska, otočná kolem svislé osy, která má upínací drážky pro upínání obrobků.

Obr. 8: Frézování tvarových ploch pomocí otočného stolu

Na NC a CNC strojích

Možnosti frézování tvarových ploch jsou závislé na možnostech řídicího systému, pohyb nástroje je realizován současně v několika osách. Tuto činnost zabezpečuje interpolátor, u CAD/CAM systémů je dráha nástroje dána výkresem či modelem. (1)

Číslicové řízení výrobní techniky přineslo do frézování zcela nové technologické možnosti. Řízení pohybu frézy ve 3 až 5 osách současně dává technologovi nástroj pro získání kvalitnějšího povrchu obecných ploch oproti frézování řádkovacím (kopírovacím) způsobem. Číslicově řízené souřadnicové měřicí stroje pak efektivně umožní tyto plochy kontrolovat.

Víceosé souvislé frézování vyžaduje použití CAM systému, který uživateli generuje NC program pro obrobení požadovaného tvaru. Velmi záleží na kvalitách CAM systému, protože prostředky, které systém nabízí, uživateli pomohou plně využít potenciál jeho frézovacího stroje. Moderní výkonné CAM systémy umožňují nastavit osu nástroje několika odlišnými způsoby, pro perfektní obrobení požadovaného tvaru. Mezi možnosti nastavení osy nástroje v CAM systémech patří pevné nastavení úhlu odklonu nástroje, řízení nástroje podle normály plochy nebo také řízení osy nástroje uživatelskými prvky jako je bod, přímka nebo křivka, které umožňují zcela variabilní nastavení sklonu nástroje i pro tvarově složité modely. Schopný CAM by měl kromě možností nastavení osy nástroje také poskytovat dostatek obráběcích strategií (technologií) pro perfektní obrobení různých částí modelu, aby vždy byla zabezpečena dobrá kvalita povrchu. S tím souvisí možnosti použití tříosých obráběcích strategií i pro 5osé obrábění nebo převádět již spočítané 3osé dráhy na víceosé dráhy nástroje. Neméně důležitá je i možnost použití všech typů nástrojů, které nám CAM nabízí i pro 5osé dráhy nástroje, protože se stále častěji využívají kuželové nebo tvarové nástroje, které zajišťují větší tuhost nástrojové sestavy a lepší řezné podmínky.

V posledních letech také přibývají funkce pro automatický odklon sestavy nástroje v místech, kde by hrozila kolize s obrobkem anebo možnosti pro vyhlazení osy nástroje, které eliminují zbytečné pohyby rotačních os obráběcího stroje, které prodlužují čas obrábění. U některých CAM systémů se také můžeme setkat se specializovanými technologiemi pro obrábění lopatkových kol, turbín nebo uzavřených kanálků. Takovéto funkce velmi zjednodušují a zrychlují celý proces programování 5os souvisle a umožňují efektivní využití potenciálu obráběcího stroje. (2)

Obr. 9: Frézování tvarových ploch pomocí CNC frézování

Zdroje

1. STAVINOHA, Zdeněk. Frézování tvarových ploch - 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=39737&docGroup=-1&cmd=0&instance=2
2. NEZNÁMÝ. Frézování-5 os souvisle. Princip 5 osého souvislého frézování. [online]. Metody frézování. DELCAM BRNO, s.r.o 2008-2015 [cit. 2015-07-19]. Dostupné z: http://www.frezovani-5os.cz/metody-frezovani/5-os-souvisle/

Obrázky:

• Obr. 1, 5: NĚMEC, Dobroslav. Strojírenská technologie 3: Strojní obrábění. 2. vydání. Praha: SNTL, 1982.

Prezentace:

• Frezovani tvarovych ploch – Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj, registrační číslo CZ.1.07/1.1.08/03.0009.
• Prakticky postup při frezovani tvarovych ploch za pomoci tvarovych frez – Projekt: EU - peníze středním školám pro Zlínský kraj, CZ.1.07./1.5.00/34.0727.
• Prakticky postup při frezovani tvarovach ploch na otocnem stole – 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.