Frézování

Frézování je  třískové obrábění rovinných ploch, šikmých ploch, tvarových ploch, zubů ozubených kol, závitů apod. 

Hlavní pohyb je rotační a koná ho nástroj, který se nazývá fréza. Je to mnohobřitý nástroj různé velikosti a konstrukce. Vedlejší posuv je přímočarý vratný a koná jej obrobek.

Stroj, na kterém se frézuje se nazývá frézka.

Pracovní pohyby nástroje a obrobku

Z hlediska pohybů nástroje a obrobku vůči sobě rozlišujeme frézování obvodové sousledné a nesousledné.

Frézování obvodové nesousledné

Při tomto frézování se obrobek posouvá proti směru pohybu zubů frézy, která z něj odebírá třísku. Tloušťka třísky je nejmenší při začátku záběru zubu a největší při konci záběru. Frézování je na rozdíl od sousledného frézování klidné. Obrobená plocha je poněkud nerovná a to tím více, čím je menší průměr frézy a větší posuv na zub.

Frézování obvodové sousledné

Při sousledném frézování je směr posuvu obrobku stejný jako směr pohybu zubů nástroje. Tloušťka třísky je na počátku záběru největší a na jeho konci nejmenší. Výhodou tohoto způsobu je čistší a hladší obrobený povrch, než při frézování nesousledném. K zamezení velkých otřesů je třeba použít silnější frézu se zuby do šroubovice, které na rozdíl od rovných zubů zabírají postupně. 

Obr. 1: Způsoby frézování

Druhy fréz (viz rozšiřující pojmy)

Frézovací nástroje se nazývají frézy. Jsou to vícebřité nástroje rotačního tvaru, které se od sebe liší svým geometrickým tvarem, provedením břitů (zubů), jejich počtem a materiálem, způsobem upínání i účelem.

Upínání fréz

Frézy se upínají do vřetena stroje. Způsoby upnutí závisí na druhu frézy, případně na druhu frézky. Způsoby upínání jsou:

• Na trny - tímto způsobem se upínajíí nástrčné frézy (s otvorem),

Obr. 2: Upínání fréz na trn pro svislou frézku

Obr 2a: Frézovací trn horizontální frézky

• Do upínacích hlaviček - kleštin – takto se upínají frézy s válcovou stopkou menších průměrů (stopkové frézy),

Obr. 3: Upínání fréz do kleštin

• Přímo do kuželové dutiny vřetena pomocí kuželových redukcí – tímto způsobem se upínají frézy s kuželovou stopkou. Vzhledem k velkým silám vznikajícím při frézování musí být po naražení do kuželové dutiny vřetena zajištěny proti uvolnění šroubem.

Druhy frézek (viz rozšiřující pojmy)

1. Konzolové

• vodorovné (horizontální),
• svislé (vertikální),
• univerzální.

2. Stolové

3. Rovinné

4. Speciální

5. CNC

Upínání materiálu

Obrobky musí být pevně a bezpečně upnuty, aby se nepoškodil nástroj nebo stroj. Požadavky na upnutí obrobku jsou tyto:

• musí být bezpečně upnut,
• nesmí být při upínání nijak poškozen,
• musí mít obráběnou i upínací plochu co nejblíže vřetena.

Volba určitého druhu upínacího zařízení a způsobu upnutí závisí na:

• velikosti a tvaru upínaného obrobku,
• druhu a způsobu frézování,
• požadované přesnosti,
• celkovém počtu obráběných kusů.

Menší obrobky se obvykle upínají do strojních svěráků pevných, otočných, sklopných univerzálních a samostředících. Svěráky se upevňují pomocí šroubů přímo na stůl frézky. Obráběná plocha  musí být ve svěráku co nejblíže čelistem svěráku.

Ovládání svěráků může být:

• ruční,
• pneumatické,
• hydraulické,
• elektromagnetické.

K upínání větších obrobků složitých tvarů se používají rozličné upínací pomůcky, jako jsou upínky, opěrky, podpěry, upínací listy apod. Tímto způsobem upínáme obrobek přímo na stůl frézky pomocí šroubů s hlavou ve tvaru T.

Při výrobě velkého počtu kusů používáme k upnutí přípravky, které jsou přizpůsobeny tvaru obrobku a druhu práce.

Základní pracovní operace na frézce

Mezi základní pracovní operace na frézce patří frézování rovinných ploch, šikmých ploch, tvarových ploch, frézování drážek, frézování ozubených kol a frézování závitů.

Frézování rovinných ploch

• Čelní frézování

  1. Všeobecné čelní frézování,

  2. Frézování s vysokou rychlostí posuvu,

  3. Těžké čelní frézování,

  4. Dokončování s použitím hladících břitových destiček.

Obr. 4: Čelní frézování

• Válcové frézování.

Frézování šikmých ploch

• Natočením obrobku – používá se zejména při frézování většího počtu frézovaných součástí, kdy je výhodné použít speciální podložky se šikmou opěrnou plochou,

Obr. 5: Frézování šikmé plochy natočením obrobku

• Natočením frézovací hlavy – vřeteník frézy je uložen otočně a umožňuje tedy vytočit frézu do šikmé polohy v rozsahu 0 – 45°.

Obr. 6: Frézování šikmé plochy natočením nástroje

Frézování tvarových ploch

• Frézování složenými frézami – sestavené jednoduché frézy vytvoří profil frézované tvarové plochy,

Obr. 7: Složené frézy

• Kopírováním – frézovaný tvar plochy je určen šablonou, po které se posouvá palec mechanicky spřažený s frézou.

Obr. 8: Frézování kopírováním

Frézování drážek

• Stopkovými frézami (2) – frézování drážek pro těsná a výměnná pera,

• Kotoučovými frézami (1) – frézování drážek pro úsečová pera.

Obr. 9: Frézování drážek

Frézování ozubených kol

Výroba ozubených kol frézováním se provádí těmito způsoby:

• Frézováním kotoučovými frézami,

• Odvalovacím frézováním.

Obr. 10: Frézování ozubení odvalovací frézou

Obr. 11: Frézování ozubení kotoučovou frézou

Frézování závitů

Frézování závitů se provádí pomocí rotačního nástroje pohybujícího se po kruhové sestupné dráze. Vykonáním vedlejšího řezného pohybu nástroje na dráze jedné otáčky je pak vytvořen závit o daném stoupání.

Obr. 12: Mnohobřitý nástroj pro frézování závitů

Obr. 13: Jednobřitý nástroj pro frézování závitů

Obr. 14: Frézování venkovního závitu

Obr. 15: Frézování vnitřního závitu

Zdroje

• BARTOŠ, Libor. Technologie 2. ročník: Obrábění. Lipová-lázně, 2008. Dostupné z: http://oulipova.cz/vyuka/strojari/Obrabeni.pdf
• DILLINGER, Josef. A KOL. Moderní strojírenství pro školu a praxi. Praha: Europa - Sobotáles cz., 2007. ISBN 978-80-86706-19-1
• DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. Praha: SNTL, 1988.
• FIALOVÁ, Dana a Vladislav GRADEK. Zámečnické práce a údržba 3. díl. Praha: Parta, 2008. ISBN 978-80-7320-127-2
• FISCHER, Ulrich. A KOL. Základy strojnictví. Praha: Europa - Sobotáles cz., 2004. ISBN 80-86706-09-5
• ZAJAC, Richard. Frézování – multimediální učební pomůcka. Ostrava, 2006. Diplomová práce. Ostravská univerzita. Pedagogická fakulta. Katedra technické a pracovní výchovy. Dostupné z: http://www.osu.cz/dokumenty/proportal/pdf/kpv/frezovani/fre.pps
• Co jsou to CNC stroje. STROJNET. Co jsou to CNC stroje a nc program. [online]. © 2009 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://www.strojnet.cz/clanky/obrabeci-stroje-cnc.php
• Rozdělení CNC obráběcích strojů. STROJNET. Rozdělení CNC obráběcích strojů [online]. © 2009 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://www.strojnet.cz/clanky/rozdeleni-obrabecich-stroju.php
• G-Kód. MOZDŘEŇ, Karel. G-kod (G-code) [online]. © 2008 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://homel.vsb.cz/~moz017/G-code/

Obrázky

• ​Obr. 4: Čelní frézování. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/milling/application_overview/face_milling/pages/default.aspx
• ​Obr. 9: Frézování drážek. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/milling/application_overview/slot_milling/pages/default.aspx 
• ​Obr. 10: Metodické pokyny. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/milling/application_overview/gear_milling/how_to_apply/pages/default.aspx 
• Obr. 11: Choise of tools. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/milling/application_overview/gear_milling/choice_of_tools/pages/default.aspx 
• ​Obr. 12 a 13: Volba nástrojů. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/threading/thread_milling/choice_of_tools/pages/default.aspx 
• ​Obr. 14 a 15: Dráha nástroje. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/threading/thread_milling/how_to_apply/tool_path/pages/default.aspx 
• ​Obr. 22, 23 a 24: Frézy válcové čelní s otvorem HSS (nástrčné frézy) ZPS - FN a.s. ZPS - FRÉOVACÍ NÁSTROJE [online]. © 2014 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://www.zps-fn.cz/frezy-valcove-celni-s-otvorem-hss-(nastrcne-frezy)/ 
• ​Obr. 32: Frézování kotoučovcými frézami. Sandvik Coromant [online]. ©2000 - 2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/milling/application_overview/slot_milling/side_and_face_milling/pages/default.aspx 
• ​Obr. 33: Nástrčné frézy HSS/ frézování/ Habilis Steel - kovoobráběcí nástroje.cz. HS - HABILIS STEEL [online]. © 2014 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://www.kovoobrabeci-nastroje.cz/katalog/frezovani-7/frezy-hss-322/nastrcne-324/ 
• ​Obr. 38: CoroMill 161. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2011 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/en-gb/products/coromill-161/pages/default.aspx 
• ​Obr. 39: Choise of tools. Sandvik Coromant [online]. © 2000-2012 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.sandvik.coromant.com/cs-cz/knowledge/milling/application_overview/gear_milling/choice_of_tools/pages/default.aspx 
• ​Obr. 46: Kopírovací frézka DECKEL GK1 - Použité stroje a zařízení - Exapro. Exapro [online]. ©2004 - 2014 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.exapro.cz/kopirovaci-frezka-deckel-gk-1-p30613061/#!prettyPhoto 
• ​Obr. 47: Vertikální odvalovací fréza na ozubení PFAUTER P 400 - Použité stroje a zařízení - Exapro. Exapro [online]. ©2004 - 2014 [cit. 2014-11-15]. Dostupné z: http://www.exapro.cz/vertikalni-odvalovaci-freza-na-ozubeni-pfauter-p400-p20815021/ 
• ​Obr. 48: Frézování - 5 os polohování. AUTODESK. Víceosé frézování | 5 os polohování [online]. © 2010 - 2014 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://www.frezovani-5os.cz/metody-frezovani/5-os-polohovani/
• ​Obr. 49: Obrábění pomocí robotů. AUTODESK. Víceosé frézování | Obrábění pomocí robotů [online]. © 2010 - 2014 [cit. 2014-11-17]. Dostupné z: http://www.frezovani-5os.cz/clanky/obrabeni-pomoci-robotu.html

Testy