Technologie frézování - SŠŽTS · Registra ční číslo: CZ.04.1.03/3.1.15.2/0091 5 Základní...

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště,Šumperk, Gen. Krátkého 30

Technologie frézovánípracovní listy

Šumperk, červenec 2007

Název projektu: Tvorba a realizace vzdělávacích programů pro svařování kovů, obrábění kovů

technologií CNC, povrchových úprav nanášením barev a laků, změny výuky

v obchodních oborech po vstupu do EU.

Registrační číslo: CZ.04.1.03/3.1.15.2/0091

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Registrační číslo: CZ.04.1.03/3.1.15.2/0091 1

OBSAH

Frézování ............................................................................................................... 2Princip a význam frézování............................................................................... 2Podstata frézování ............................................................................................. 2Geometrie břitu frézy ........................................................................................ 3Základní úhly na zubu nástroje z nástrojových ocelí........................................ 5Geometrie frézovacích nástrojů s vyměnitelnými destičkami .......................... 6

Druhy frézování..................................................................................................... 7Rozdělení nástrojů, materiály..............................................................................11Ostření fréz ..........................................................................................................22

Ostření fréz se zuby frézovanými ...................................................................22Ostření fréz se zuby podsoustruženými ..........................................................23

Upínání fréz.........................................................................................................24Frézky - stroje pro frézování ...............................................................................29

Pohybové mechanismy frézek.........................................................................34Upínání obrobků..................................................................................................42Frézování rovinných ploch..................................................................................47Frézování spojených ploch pravoúhlých.............................................................51Frézování spojených ploch šikmých ...................................................................55Frézování drážek .................................................................................................60

Frézování pravoúhlých drážek ........................................................................61Frézování drážek tvaru T.................................................................................65Frézování rybinových drážek..........................................................................67

Frézování výřezů .................................................................................................71Frézování tvarových ploch..................................................................................72Řezání kovů na frézkách .....................................................................................74Dělicí přístroje.....................................................................................................76

Univerzální dělicí přístroj................................................................................76Frézování šroubovic ............................................................................................84Frézování závitů ..................................................................................................87

Frézování závitů kotoučovou frézou...............................................................87Frézování závitů hřebenovou frézou...............................................................88

Frézování drážek na kuželu.................................................................................90Výroba ozubených kol ........................................................................................92

Frézování čelních ozubených kol dělicím způsobem .....................................94Frézování ozubených kol odvalovacím způsobem .........................................98

Použitá literatura................................................................................................101


FRÉZOVÁNÍ

Princip a význam frézování

Frézování je operace třískového obrábění, při které je z obrobku odebírána vrst-va materiálu ve formě jednotlivých drobných třísek rotačním vícezubým ná-strojem - frézou. Fréza se při práci otáčí kolem své osy a svými zuby po obvoděse postupně zařezává do obrobku, který se proti nástroji současně posouvá. Kaž-dý zub frézy postupně odřezává z obráběného materiálu krátké třísky nestejnétloušťky, takže proces řezání je přerušovaný.Touto metodou, použitím různých druhů frézovacích nástrojů, je možné obrábětna obrobcích především plochy rovinné, ale také plochy tvarové, šikmé, nepra-videlné, rotační, dále drážky a vybrání různých tvarů, závitové drážky na rotač-ních plochách, různé druhy ozubení na ozubených kolech a hřebenech,rozdělování materiálu na různé délky apod. Toto široké uplatnění a možnostpřesné výroby zařadily frézování na významné místo ve strojírenské výrobě.Frézování velkými řeznými rychlostmi ve většině případů umožňuje produktiv-nější a hospodárnější odebírání materiálu než při obrábění jednobřitými nástrojijako například hoblováním nebo obrážením. V některých zvlášť složitých přípa-dech je frézování jediným možným způsobem obrábění.

Podstata frézování

Obrobek pevně upnutý na pracovním stole frézky vykonává směrem k nástrojiplynulý pohyb - pracovní posuv - pohyb vedlejší. V některých případech (např.při výrobě ozubení odvalovacímzpůsobem) se místo obrobku posouváotáčející se nástroj. Každý břit frézyvykonává během řezáním kroměotáčivého pohybu ve vztahu k ob-robku relativně také pohyb posuvný.Z toho plyne, že záběrová dráhakaždého zubu není kruhová, ale veskutečnosti tato dráha má tvar cykloi-dy. Jde o řezný pohyb zubu - pohybhlavní.


Geometrie břitu frézy

Aby břit mohl odebírat třísky, musík tomu být náležitě upraven. Každýzub má klínovité provedení za-končené břitem, tvořeným dvěmaplochami (čelem a hřbetem), v je-jichž průsečíku vznikne ostří, kterémá schopnost odřezávat třísky. Čímostřejší klín břit má, tím snadnějivniká do materiálu.

Vzájemná poloha ploch břitu nástroje a obrobku vytváří soustavu úhlů, kteréříkáme geometrie břitu.Hodnoty jednotlivých úhlů jsou závislé na druhu obráběného materiálu au normalizovaných fréz mají stanovenou hodnotu - příklady jsou uvedeny v ná-sledující tabulce:

Obráb ěný materiál Úhel čela γγγγ(°)

Úhel h řbetu αααα(°)

ocel do pevnosti 600 MPa 12 - 20 5 - 8

ocel do pevnosti 850 MPa 8 - 12 4 - 6

šedá litina do tvrdosti 120 HB 6 - 10 5 - 6

šedá litina nad tvrdost 180 HB 4 - 20 3 - 5

měď 12 - 20 5 - 6

mosaz, bronz 0 - 12 4 - 8

lehké slitiny 15 - 30 8 - 12

plasty 0 - 15 4 - 6


Řezná rychlost - základní pojmy

Obráběná plocha - jedná se o plochu, z níž se odebírá vrstva materiálu, kteráse mění v třísku.

Plocha řezu - plocha, která se vytváří na obrobku hlavním a vedlejšímbřitem nástroje a tvoří přechod mezi obráběnou a obro-benou plochou.

Obrobená plocha - nově vytvořený povrch, vzniklý odebráním vrstvy mate-riálu.

Řezná rychlost - jedná se o rychlost hlavního rotačního pohybu, kterou přifrézování vykonává nástroj (u nástrojů s úhlem χr = 90° jeřezná rychlost nezávislá na hloubce řezu ap).

Vypočte se ze vztahu: 1000

nDvc

⋅⋅= π [m/min]

kde vc = řezná rychlost [m/min]D = průměr nástroje [mm]n = počet otáček vřetene [1/min]


Základní úhly na zubu nástroje z nástrojových ocelí

a) Úhel hřbetu α (alfa) - je úhel svíraný mezi hřbetem zubu frézy a tečnouk obvodu nástroje (řeznou rovinou). Jeho úkolem je snižovat tření hřbetu zu-bu na obráběné ploše. Čím větší je jeho hodnota, tím je tření menší. Jeho ve-likost je však omezena (viz. tabulka č. 1), aby nedocházelo k přílišnémuzeslabování zubu a tím snižování jeho pevnosti.

b) Úhel břitu β (beta) - je úhel svíraný plochou hřbetu a plochou čela. Čímmenší tento úhel je, tím je snadnější jeho vnikání do materiálu. Jeho hodnotaje omezena pevností břitu. Pro frézování měkkých a málo pevných materiálůmívá úhel β menší hodnotu, naopak pro tvrdé a pevné matriály musí míthodnotu větší, aby snesl zatížení vyvolané velkým řezným odporem.

c) Úhel čela γ (gama) - je úhel mezi plochou čela břitu a spojnicí špičky břituse středem otáčení frézy. Usnadňuje tvoření třísky a vnikání břitu do materi-álu. Jeho rostoucí hodnota zeslabuje celý břit frézy, proto je také tabulkověomezena.

d) Úhel řezu δ (delta) - je úhel, který svírá plocha čela a tečna k obvodu frézy,(řezná rovina) - je vlastně součtem úhlů břitu a hřbetu (δ = α + β).

Kromě těchto základních úhlů se na nástroji vyskytují další úhly, z nichž nejdů-ležitější jsou:

e) Úhel sklonu ostří λ (lambda) - je úhel, který svírá osa otáčení frézy a tečnak šroubovici břitu. Vyskytuje se u nástrojů s břity šikmými, šroubovitými,střídavými a šípovými.


f) Úhel nastavení χ (kapa) - je úhel mezi ostřím frézy a rovinou kolmou na osujejího otáčení.

Geometrie frézovacích nástrojů s vyměnitelnými destičkami podle úhlu čela (γ):

a) geometrie negativní - je vhodná pro frézování ocelí, litin a těžko obrobitel-ných materiálů při větším zatížení břitů v hromadné výrobě,

b) geometrie pozitivní - pro ocelové a litinové součástky se sklonem ke chvění,pro součástky ze slitin hliníku a legované slitiny vytvářející snadno na čelebřitu nárůstek,

c) geometrie pozitivně negativní - pro frézování korozivzdorné oceli, litiny,mědi a jejích slitin, kdy v kombinaci s vhodným úhlem nastavení dovolujeplynulé odvádění dlouhých šroubovitých třísek.


DRUHY FRÉZOVÁNÍ

Podle polohy osy nástroje k obráběné ploše lze frézování rozdělit do těchto čtyřskupin:1. frézování obvodové2. frézování čelní3. frézování okružní4. frézování planetové

1. Frézování obvodem nástroje - používá se převážně při práci s válcovýmia tvarovými frézami. Zuby jsou vytvořeny jen na válcovém obvodu nástroje.Hloubka řezu se nastavuje kolmo na osu frézy a směr posuvu. Obrobená plo-cha je rovnoběžná s osou otáčení frézy. Způsob vytváření takové plochya průběh vytváření třísky závisí na smyslu otáčení frézy ke směru posuvu ob-robku. Podle toho rozeznáváme dva způsoby frézování:

a) Nesousledné frézování - fréza se otáčí proti směru posuvu obrobku. Vzni-

kající průřez se mění od nuly do konečné maximální hodnoty. Nevýhodouje, že břit zubu frézy na začátku řezu klouže po již obrobené ploše před-chozím břitem, což má za následekopotřebení břitu a jeho otupování atím zhoršuje jakost této obrobenéplochy. Řezná síla působí směrem knástroji a tím nepříznivě ovlivňujeupnutý obrobek - snaží se jejvytrhnout z upínače. Výhodou tohotozpůsobu je, že práce frézy je klidná,bez rázů. Je výhodný pro frézováníobrobků s tvrdou povrchovou vrstvou(výkovků, odlitků) - břity do tvrdévrstvy vnikají zespodu a potom jiodlamují, což se projeví v tom, že sebřity tak rychle neotupují.

b) Sousledné frézování - smysl otáčení frézy je shodný s posuvem obrobku.Nevýhodou je, že břit vniká do materiálu v největší tloušťce třísky.Tloušťka třísky se při řezání zmenšuje a odděluje se od materiáluv nejslabším místě, kdy břit vychází ze záběru. Tento způsob frézovánímůžeme použít jen na stroji, který má ve stole vymezenou vůli mezi mati-cí a pohybovým šroubem, aby při záběru frézy nedošlo vlivem vůle kevtahování obrobku pod frézu, což by mělo za následek poškození břitufrézy. Proto není vhodný pro frézování materiálů s nečistým povrchema s tvrdou povrchovou vrstvou. Výhodou je, že řezná síla tlačí obrobek


do upínače, což dovoluje práci při vyššířezné rychlosti a hloubce řezu. Břity frézyse s již obrobenou plochou nestýkají,nedochází k jejich zahřívání a otupování,obrobená plocha je kvalitnější. Je vhodnépro obrábění houževnatých a měkkýchmateriálů. Používá se u frézek CNC, protožepohybové šrouby jsou vyrobeny bez vůle.

Pro obvodové frézování platí, že se snažíme použít frézu o největším průměru( s přihlédnutím na optimální hodnotu náběhu a přeběhu vzhledem k obrob-ku). S rostoucím průměrem nástroje se zmenšuje jeho maximální úhel záběrua zvětšuje se délka třísky na úkor její tloušťky, ale také se zvětšuje měrnýřezný odpor a hodnoty pružných deformací. Protože u silnější třísky se pružnédeformace snižují a také klesají měrný řezný odpor i teplota při řezání, dovo-luje nám větší průměr frézy pracovat s větším pracovním posuvem obrobku.K výhodám většího průměru nástroje patří také klidnější chod a větší početzubů v záběru, umožňující zvýšení posuvu na jeden zub.

2. Frézování čelem nástroje je příznačné zejména pro frézy válcové, u nichžpři odřezávání třísek pracují břity na obvodu frézy, ale také částečně břity načelní ploše, které obráběnou plochu vyhlazují. Hloubka řezu se nastavuje vesměru osy otáčení frézy. Obrobená plocha je kolmá na osu otáčení nástroje.

Při každém otočenífrézy o 360 stupňůse obrobek posune odráhu, jejíž délkaodpovídá hodnotěposuvu na otáčku.Tloušťka třísky sepřitom postupně odvstupu břitu frézyke středu odřezá-vané vrstvy zvětšu-je, a naopak od stře-du k místu výstupubřitu z materiálu do-


chází k postupnému zmenšování tloušťky třísky. Její hodnoty jsou závislé navzájemném poměru šířky obráběné plochy, průměru použité frézy a také napoloze osy nástroje k ose obrobku (souměrné a nesouměrné frézování - asy-metrie).Čelní frézování je výkonnější než frézování obvodové, protože při něm zabí-rá více zubů současně, což dovoluje pracovat s větším posuvem obrobku.

3. Frézování okružní se používá při obrábění dlouhých válcových tyčí a přivýrobě závitů. Jako nástroj slouží frézovací hlava osazena několika noži. Přifrézování tyčí se frézovací hlava otáčí i posouvá, při frézování závitů se jenotáčí. Zbývající pohyby nutné k obrábění vykonává obrobek.

4. Frézování planetové se uplatňuje u číslicově řízených strojů a obráběcíchcenter, vybavených kruhovou interpolací dráhy nástroje1), jehož pohyb můžebýt pořízen po kružnici, což umožňuje frézovat celé rotační plochy nebo je-jich části.

1) Osa nástroje se pohybuje v nastaveném kruhu


Kontrolní otázky:

1. Definujte princip frézování.2. Vysvětlete podstatu frézování.3. Nakreslete břit zubu frézy, vymezte a popište jednotlivé plochy a úhly.4. Jaké znáte druhy frézování?5. Uveďte a vysvětlete rozdíl mezi frézováním sousledným a nesousledným.


Kontrolní otázky:

1. V čem jsou rozdíly mezi sousledným a nesousledným frézováním a kdykterý způsob smíme použít?

2. Zdůvodněte, proč frézou čelní válcovou dosahujeme při frézování kvalit-nějších ploch než frézou válcovou?

3. Co rozumíme dělicím kroužkem, k čemu slouží a jak vypočítáme početdílků, o které se má pootočit?

4. Čím může být způsobeno, že nebylo dosaženo požadované kvality povr-chu?


FRÉZOVÁNÍ SPOJENÝCH PLOCH PRAVOÚHLÝCH

Spojené plochy pravoúhlé jsou ty, které spolu svírají pravý úhel. Jejich frézová-ní je jednou ze základních, ale velmi důležitých prací prováděných na frézkách.K frézování pravoúhlých ploch používáme stejné frézy a frézky jako při frézo-vání rovinných ploch.

Má-li být frézování spojených ploch pravoúhlých úspěšné, musíme dbát dopo-ručených zásad a postupu práce:

a) Použitý svěrák musí mít upínací plochu pevné čelisti kolmou na plochu stolufrézy.

b) Upínací plochy čelistí chráníme měkkými vložkami.

c) Obrobky podkládáme podložkami.

d) Upnutý obrobek musí na podložku pevně dosednout.

e) Je-li mezi plochami obrobku, za které má být provedeno upnutí, a čelistmisvěráku značná nerovnoměrnost, použijeme ocelový váleček.

f) Volíme následující postup práce:

1. Na polotovaru provedeme kontrolu velikosti přídavku na obrábění změře-ním rozměrů a kolmosti jednotlivých ploch vůči sobě (posuvným měřít-kem a úhloměrem).

2. Vybereme jednu ze dvou největších ploch obrobku, a to tu, která je rov-nější a přesnější. Touto plochou položíme obrobek na podložky svěráku.Před upnutím pro frézování první plochy na čelisti svěráku dáme měkkévložky. Obrobek upneme, doklepneme na podložky a frézujeme prvníplochu - obr.1.

3. Po ofrézování první plochy sejmeme z pevné čelisti měkkou vložku aofrézovanou plochou obrobek k této čelisti přiložíme. Dle potřeby vloží-


me mezi posuvnou čelist svěráku a plochou součásti ocelový váleček.Frézujeme plochu druhou, která je střední velikosti - obr. 2.

4. Druhou ofrézovanou plochou přiložíme obrobek na podložku svěrákua plocha ofrézovaná jako první se bude stále dotýkat pevné čelisti. Obro-bek upneme, doklepneme a frézujeme plochu třetí. S využitím dělicíhokroužku ofrézujeme první rozměr obrobku dle výkresu - obr. 3

5. Z pohyblivé části svěráku odejmeme měkkou vložku a odložíme váleček,byl-li používán. Obrobek položíme první ofrézovanou plochou na pod-ložky svěráku, upneme, doklepneme a ofrézujeme druhou největší plochusoučásti. Při prvním záběru je nutné nastavit menší hloubku řezu, neboťbudeme také s frézováním této plochy vytvářet druhý rozměr obrobku -obr. 4.

6. Máme frézovat dvě nejmenší plochy (horní a spodní podstavu). Nejprve jenutno rozhodnout, zda se jedná o obrobek malé nebo velké výšky vzhle-dem k velikosti ploch podstav. Podle výšky obrobku volíme další postuppráce:

► obrobek menší výšky - ustavíme ve svěráku do svislé polohy podleúhelníku, kterýstojí na podložce,o kterou se takéopírá obrobek jed-nou z neofrézova-ných ploch.

Obrobek upneme a po nastavení menší hloubky řezu přefrézujemeprvní nejmenší plochu. Není-li závada v kolmosti, položíme obrobekprávě ofrézovanou plochou na podložku, upneme, doklepneme a fré-zujeme poslední plochu obrobku a také jeho třetí rozměr. Samozřej-mě, že také využíváme dělicí kroužek.

► obrobek velké výšky (délky) - upnout ve svislé poloze nelze. Mámepro to dva důvody: buď by upnutí nebylo dostatečně pevné, nebo do-statečně tuhé. V prvním případě by působením řezných sil součástměnila svoji polohu a tím by nebyla zajištěna kolmost ploch vůči so-


bě. V druhém případě by vznikalo nadměrné chvění mezi obrobkem afrézou a působením mnoha dalších špatných vlivů na obrábění byvznikal hrubý povrch plochy obrobku. Z těchto důvodů je nutné sou-část do svěráku na stole frézky položit.

Protože frézovaná plocha nebude rovnoběžná s plochou stolu frézky,musíme dle platných zásad nastavit součást do potřebné polohy vůčipodélnému směru posuvu stolu frézky, a to:

Na frézce svislé - upínací plochy čelistí svěráku budou rovnoběžné s podélnýmsměrem posuvu stolu frézky. Frézování budeme provádět posouvánímstolu příčným po-suvem a s frézo-vanou plochou ob-robku se budoustýkat jen břityválcové plochyčelní válcové fré-zy.Je možné použíti frézu válcovou,neboť fréza čelníválcová pracujev tomto případějako válcová.

Na frézce vodorovné - upínací plochy čelistí svěráku jsou kolmé na podélnýsměr posuvu stolu frézky. Frézovat budeme kotoučovou frézou větší-ho průměru nebo čelní válcovou frézou. K posuvu součásti docházídíky podélnémuposouvání stolufrézky. Tyto plo-chy součástí bu-dou lepší kvalityoproti těm, kterévytvoříme nafrézách svislých,neboť, jak frézačelní válcová, takkotoučová,svými čelnímibřity frézovanouplochu vyhlazují.


Kontrolní otázky:

1. Popište postup práce při frézování prvních čtyř ploch.2. Uveďte postup frézování posledních dvou ploch, a to u součásti velké i

malé výšky a také na frézce svislé i vodorovné.3. Kdy a proč vkládáme při frézování 2. a 3. plochy váleček mezi plochu

součásti a posuvnou čelist svěráku?4. V kterých případech musí být svěrák vyrovnán s osou stolu frézky?


FRÉZOVÁNÍ SPOJENÝCH PLOCH ŠIKMÝCH

Spojené plochy šikmé jsou ty, které spolu svírají jiný úhel než pravý. Frézovánítěchto ploch zpravidla předchází frézování ploch pravoúhlých. Každá šikmáplocha je určena úhlem sklonu (úhlem odklonu šikmé plochy od vodorovné ro-viny), který označujeme α, nebo jako doplňkem do 90° (úhlem odklonu šikméplochy od svislé roviny), který označujeme β.

Protože součásti se šikmými plochami jsou rozdílných tvarů, velikostí a požado-vaných přesností, používáme pět základních způsobů jejich frézování:

1. Šikmým nastavením vřeteníkové hlavy svislé frézky.2. Úhlovými frézami.3. Použitím šikmých podložek.4. Podle orýsování.5. S obrobkem upnutým ve sklopném svěráku.

1. Frézování šikmých ploch šikmým nastavením vřeteníkové hlavy

Většina frézek se svislým vřetenem má vřeteníkovou hlavu uloženou otočně,což umožňuje vychýlit vřeteno ze svislé polohy na obě strany o 45°. Úhel vy-klonění odečítáme na úhlové stupnici.

Frézování budeme provádět čelní válcovou frézou tak, že posuv součásti koná-me příčnými sáněmi a stůl frézky je zajištěn proti podélnému posuvu. Protože


frézovaná plocha není rovnoběžná s plochou stolu frézky, musí být svěrák sesoučástí ustaven tak, aby jeho upínací plochy čelistí byly kolmé na příčný posuvstolu frézky.

V důsledku toho, že úhel sklonu vytvářené plochy obrobku může být v rozsahu90° a vřeteno frézky může změnit polohu jen o 45°, platí zásady:

a) Je-li úhel sklonu frézované plochy menšínež 45°, vykloníme vřeteníkovou hlavuo tento úhel a s vytvářenou plochou sebudou stýkat čelní břity čelní válcovéfrézy.

b) Je-li úhel sklonu žádané plochy větší než45°, pak vykloníme vřeteníkovou hlavu ojeho doplněk do 90° a s frézovanou plochouse budou stýkat břity válcové plochy čelníválcové frézy.

2. Frézování šikmých ploch úhlovými frézami

Jak je nám dobře známo, úhlové frézy máme jednostranné a oboustranné.Oboustranné mohou být souměrné a nesouměrné. Pro frézování šikmých plochpoužíváme jen frézy oboustranné. Úhlové frézy jednostranné slouží k vytvářenírybinových drážek a vnějšího vedení stejného tvaru.Protože úhlové frézy mají jen krátké břity, používáme je při frézování úzkýchšikmých ploch o určitém úhlu sklonu, který musí být shodný s úhlem sklonubřitů frézy. Úhlovými frézami frézujeme hlavně na frézkách vodorovnýcha součásti musí být nastaveny do polohy rovnoběžné s podélným směrem posu-vu stolu frézky. V případě, že frézování provádíme na frézce svislé, jsou úhelsklonu břitu a úhel frézované plochy vzájemně doplňkové. Při frézování na vo-dorovné frézce jsou tyto úhly shodné - viz tabulka Frézy, str. 19.


3. Frézování šikmých ploch s použitím šikmých podložek

Šikmé podložky požíváme k podložení obrobků místo podložek plochých. Slou-ží k ustavení obrobku ve svěráku nebo přímo na stole frézky, nelze-li součást dosvěráku upnout.

Šikmé podložky rozdělujeme na dvě skupiny:

a) Šikmá podložka s výřezem - umožňuje rychlé a přesné ustavení součástimenší šířkyve svěráku, ato na frézcesvislé nebovodorovné.Používá sev sériovévýrobě, neboťpro jednotlivéobrobky byjejí výroba ne-byla ekono-mická.

Postup práce při jejím použití je následující:– Obrobek uložíme do výřezu podložky, upneme, doklepneme a jed-

notlivými průchody frézujeme šikmou plochu první součásti.– Po jejím ofrézování a změření nastavíme dělicí kroužek stolové kon-

zoly nulovou ryskou na rysku nástavce.– Po výměně obrobku ofrézujeme další tak, že využijeme nastavení

dělicího kroužku: jakmile se setká ryska nástavce ložiska s nulovouryskou dělicího kroužku, bude šikmá plocha ofrézovaná na žádanýrozměr.

b) Šikmá podložka bez výřezu - slouží k ustavení součásti na stole svislé fréz-ky, kdy nelze její upnutíprovést do svěráku a upí-náme ji pomocí upínek,šroubů a podložek. Frézovat budeme šikmédlouhé plochy o malémúhlu sklonu. Upnutí pro-vedeme nejméně pomocítří upínek, které budemev průběhu frézování vůči


poloze této frézy přemisťovat. Použitá čelní válcová fréza bude mítprůměr nezbytně nutný k ofrézování celé šíře plochy. Šikmá podlož-ka je frézaři dodána, nebo si ji vyrobí sám.

4. Frézování šikmých ploch podle orýsování

Hlavním znakem tohoto způsobu frézování šikmé plochy je skutečnost, že usta-vení obrobků i kontrolu přesnosti frézované plochy provádíme podle orýsování.Hrana šikmé plochy musí být přesně orýsována a také odůlčíkována. Ustavenísoučásti ve svěráku provedeme podle horní obvodové plochy upínací čelisti, nakterou položíme plochou podložku o tloušťce asi 8 mm. Po ustavení obrobku semusí hrana podložky s ryskou součásti krýt. Kontrolu ustavení můžeme taképrovést stojanovým nádrhem.Po kontrole ustavení podložku z čelisti odejmeme a několika záběry ofrézujemežádanou šikmou plochu. Je-li šikmá plocha dobře ofrézovaná, polovina důlků nasoučásti zůstane.Takovým postupem frézujeme šikmé plochy obrobků, kde není požadována vel-ká přesnost frézování. Frézování můžeme provádět jak na frézkách svislých taki vodorovných.

5. Frézování šikmých ploch při upnutí obrobku ve sklopném svěráku

Tento způsob frézování provádíme zásadně na frézkách svislých, neboť sklopnáupínací jednotka svěráku by na frézce vodorovné neprošla pod upínacím trnemválcové frézy. Budeme frézovat jen plochy menších rozměrů, neboť sklopnýsvěrák je poměrně vysoký a jeho konstrukce nevykazuje dostatečnou tuhostupnutí.


Kontrolní otázky:

1. O jaký úhel a kdy se nastavuje do šikmé polohy vřeteníková hlava svisléfrézky při frézování šikmé plochy součásti?

2. Jak ustavujeme součást ve svěráku a jak provádíme kontrolu ustavení předfrézováním šikmé plochy podle orýsování?

3. Podle čeho poznáte, že je šikmá plocha podle orýsování dobře ofrézova-ná?

4. V kterých případech musí být součást ustavena do polohy rovnoběžnés podélným pohybem stolu frézky?


FRÉZOVÁNÍ DRÁŽEK

Tvary drážek:a) pravoúhlé - tvaru U nebo Tb) tvarové - radiové, modulovéc) úhlové - souměrné, nesouměrné a rybinové

Nejčastěji frézovanými drážkami jsou drážky pravoúhlé, rybinové a tvaru T.

Všechny uvedené drážky můžeme frézovat na frézkách svislých nebo vodorov-ných, ale také - a to hlavně - v sériové a hromadné výrobě na speciálních fréz-kách drážkovacích. Protože každá z drážek má plochy, které nejsou běhemfrézování rovnoběžné s plochou stolu frézky, musí být obrobek ustaven do polo-hy rovnoběžné s posuvem stolu frézky.


FRÉZOVÁNÍ DRÁŽEK NA KUŽELU

Při frézování drážek na kuželových plochách upínáme obrobek do univerzálníhodělicího přístroje, jehož mechanismus zajišťuje potřebné vyklonění obrobku.K frézování přímých drážek na kuželových plochách nejdříve zvolíme vhodnéupnutí nástroje (přímo do vřetene nebo na trny) i obrobku (sklíčidlo, trny, mezihroty).

Seřízení frézovací soustavy

Pomocí sklápěcího mechanismu dělicího přístroje vykloníme jeho vřeteno tak,aby osa vřetena svírala s vodorovnou rovinou příslušný úhel. Dna vyfrézova-ných drážek pak budou mít vodorovnou polohu. Velikost úhlu vyklonění vřetenazávisí na vrcholovém úhlu kužele (povrchu kužele nebo dna drážky) a na druhufrézované drážky.

Hodnoty kužele:

D = velký průměr kuželed = malý průměr kuželeL = délka kuželeα = vrcholový úhel kužele

=2

α úhel sklonu kužele

K = kuželovitostS = sklon

Možnosti kótování kužele:

a) Tři délkové rozměry - D, d, L.b) Kuželovitost a dva délkové rozměry - libovolné.

c) Úhel α nebo 2

α a dva délkové rozměry.

L

dDK

−=22α

tgL

dDS =−=


Druhy drážek:

1. Drážky rovnoběžné s osouV závislosti na tvaru obrobku jej upínáme do sklíčidla nebo mezi hroty. Osavřetena dělicího přístroje je rovnoběžná s povrchem pracovního stolu.Vzdálenost drážky od kraje a její délka jsou rovnoběžné s osou kužele.

2. Drážky rovnoběžné s povrchemVřeteno dělicího přístroje musíme vyklonit o úhel sklonu α. Hloubku najíž-díme a měříme od povrchu kužele. Délka drážky a vzdálenost od kraje jsourovnoběžné s povrchem kužele.

Kontrolní otázky:

1. Jaké druhy kuželových ploch znáte?2. Které hodnoty kužele musíte znát při frézování drážek na kuželu?3. Jakým způsobem upnete kuželový obrobek při frézování drážky na kuže-

lu?4. Jaké drážky se frézují nejčastěji?


VÝROBA OZUBENÝCH KOL

Ozubenými koly můžeme přenášet velké krouticí momenty i při malém počtuotáček. Ozubené převody mají malé rozměry, velkou účinnost, trvanlivost aspolehlivost chodu i stálý převodový poměr. Výroba ozubených kol patří k nej-náročnějším způsobům výroby strojních součástí.

Volba vhodného způsobu výroby závisí na:♦ přesnosti ozubení♦ druhu velikosti ozubených kol♦ hospodárnosti výroby♦ výrobních možnostech závodu

Podle dosažené přesnosti základních hodnot a podle jakosti obrobených zubníchploch lze metody obrábění a stroje rozdělit na:

1. nejpřesnější - zuby se frézují, obrážejí nebo hoblují, pak brousí, še-vingují nebo zaběhávají,

2. středně přesné - zuby se frézují, obrážejí nebo hoblují na strojích pra-cujících odvalem,

3. méně přesné - zuby se frézují tvarovými modulovými frézami dělicímzpůsobem.

Tvar a prvky ozubeného kola

Ozubená kola, která spolu zabírají, tvoří soukolí. Při rozdílných průměrech na-zýváme malé kolo pastorek.

Podle vzájemné polohy os hřídelů rozdělujeme soukolí pro osy:

a) rovnoběžné - čelní s vnějším nebo vnitřním ozubením, hřebenovéb) různoběžné - jejich osy se protínají - kuželovéc) mimoběžné - šroubové, šnekové

Druhy čelních ozubených kol:

a) přímé d) šípovéb) šikmé e) dvojnásobně šípové - lomenéc) dvojnásobně šikmé f) kruhové


Názvosloví čelního ozubeného kola

Výpočet hodnot čelního ozubeného kola s přímými zuby

Musíme znát: modul - mpočet zubů - zúhel záběru - αααα (nejčastěji 20°, méně často 15°)

Průměr roztečné kružnice D: D = z · m

Výška hlavy zubu ha: ha = m

Výška paty zubu hf: hf = m · ca = 1,25·m

Hlavová vůle ca: ca = 0,25·m

Výška zubu h: h = ha + hf = 2,25·m

Průměr hlavové kružnice Da: Da = D + 2 · m = m·(z + 2)

Průměr patní kružnice Df: Df = D – 2,5 · m = m·(z – 2,5)

Zubová rozteč t: t = π · m

Tloušťka zubu s:2

ts =

Šířka zubní mezery su:2

tsu =

Šířka ozubeného věnce b: b asi 10 · m

Da - průměr hlavové kružniceD - průměr rozte čné kružniceDf - průměr patní kružniceha - výška hlavy zubuh f - výška paty zubuh - výška zubut - zubová rozte čs - tlouš ťka zubusu - šířka zubní mezeryb - šířka ozubeného v ěnce1 - zub2 - zubní mezera3 - profil zubu4 - křivka profilu5 - valivý válec


Frézování čelních ozubených kol dělicím způsobem

Ozubená kola musí splňovat tyto požadavky:a) musí mít velkou přesnost a trvanlivostb) záběr ozubeného soukolí musí být plynulý a bezhlučný

Zuby čelních ozubených kol se vyrábějí:1. Frézováním tvarovými nástroji - modulové frézy kotoučové nebo stopko-

vé.2. Frézováním odvalovacími frézami na odvalovacích frézkách.3. Obráběním nebo hoblováním.

Modulovými frézami, hlavně kotoučovými, vyrábíme ozubení na konzolovýchfrézkách dělicím způsobem.

K odvalování, obrážení a hoblování se používají speciální stroje.

1. Kotoučové modulové frézy

Používají se k frézování zubů dělicím způsobem, tj., vytvářejí se jimi zuby jedenpo druhém. Břity frézy mají tvar zubní mezery vyráběného kola. Tvar zakřiveníboků zubů frézy se mění podle počtu zubů kola. Proto používáme několikačlen-né sady. Pro ozubení do modulu m = 8 mm je sada osmičlenná pro každý modul.Pro moduly větší než 8 mm do m = 20 mm je sada patnáctičlenná. Každý člensady je určen pro určitý rozsah zubů.

Princip frézování kotoučovou modulovou frézou:

Kotoučová fréza vykonává hlavní řezný pohyb, stůl s obrobkem se pohybujeproti otáčení frézy. Obrobek je upnut v dělicím přístroji, který zajišťuje potřebnýdělicí pohyb. Můžeme upínat i frézovat více obrobků najednou.


U menších modulů frézujemezubní mezeru na jeden záběr.U větších modulů obvykledva - jeden hrubovací, druhýnačisto. Dělicím pohybempootočíme obrobek vždy ojednu zubovou rozteč. Tentocyklus se opakuje až dovyfrézování celého ozubení.

2. Stopkové modulové frézy

Používají se pro frézování ozubení čelních kol s přímými, šikmými, šípovýminebo lomenými zuby, je-li modul větší než 20 mm. Používají se na speciálníchfrézkách s vodorovnou osou vřetena. Přesnost vyfrézovaného ozubení závisí nasouosém upnutí frézy s osou vřetena stroje, proto frézy mají vnitřní nebo vnějšístředicí plochu. Profil břitu odpovídá zubní mezeře vyráběného kola.

Měření ozubených kol

Při výrobě ozubených kol musíme měřit jak polotovar ozubeného kola, taki zhotovené ozubení.

1. Kontrola polotovaru:

U soustruženého polotovaru kola měříme:a) hlavový průměrb) šířku ozubeného věnce


c) obvodové a čelní házeníd) drsnost povrchu

Dovolené úchylky jsou zapsány na výkrese nebo dané normou podle přesnostiozubeného kola.

2. Kontrola vlastností ozubení:

Měření tloušťky zubu:a) Zuboměrem - je to kombinace posuvného měřidla a hloubkoměru,

které spolu svírají úhel 90°. Hloubkoměr nastavíme tak, aby měřenítloušťky zubu posuvným měřidlem probíhalo v místech roztečnékružnice. Potřebné hodnoty najdeme v tabulkách (normách) a jsoustanoveny pro příslušný počet zubů, úhel záběru a modul = 1.Hodnoty z tabulek pouze vynásobíme danou hodnotou modulu.

b) Talířovým mikrometrem - měříme přes několik zubů. Jejich početa měřená hodnota jsou udány na výkrese nebo v tabulkách (nor-mách). Měřením zjišťujeme i zubovou rozteč.


Kontrola házení zubů směrem k ose kola:Ozubené kolo nasadíme na soustružnický trn a upneme v hrotovém pří-stroji. Do zubních mezer postupně vkládáme váleček vhodného průměrua házení kontrolujeme číselníkovým úchylkoměrem. Můžeme mít i vymě-nitelné dotyky.

Kontrola rovnoběžnosti zubů s osou:Použijeme váleček vhodného průměru, který postupně vkládáme do zub-ních mezer, číselníkovým úchylkoměrem měříme po obou stranách váleč-ku.

Kontrola drsnosti povrchu:Porovnává se se vzorkovnicí drsnosti.

Vzhledová kontrola:Kontroluje se odjehlení zubů.

Kontrola profilu zubů:Kontrola se provádí buď šablonami (méně přesné), optickými nebo speci-álními přístroji.


Frézování ozubených kol odvalovacím způsobem

Frézování odvalovacím způsobem patří k nejpřesnější výrobě čelních ozubenýchkol. Všechny zuby odvalovací frézy zabírají současně, proto je průběh frézováníplynulý, klidný, bez rázů.

Odvalovací fréza má tvar šroubu. Podélně frézované drážky vytvářejí zuby hře-benů. Řezné části frézy si můžeme představit jako několik hřebenů, položenýchna vnitřní plochu podélných drážek, které pak tvoří čela jednotlivých zubů hře-benu. Profil zubu je lichoběžníkový - neodpovídá profilu zubní mezery.

Pamatuj:

Jednou odvalovací frézou můžeme vyfrézovat ozubení všech kol stejného mo-dulu a úhlu záběru. Počet zubů kola může být jakýkoli.

Podstata odvalování:

Při odvalování vzniká profil zubů tak, že odvalovací fréza se při řezání valí pověnci vyráběného kola, které se přitom současně pomalu otáčí. Odvalovací frézavykonává jednak řezný pohyb - otáčivý kolem své osy, a jednak záběrný pohyb -posuvný napříč obrobku.


Po první otáčce vyráběného kola jsou všechny zubní mezery naříznuty, při dal-ších otáčkách se postupně prodlužují. Prodlužování pokračuje tak dlouho, ažfréza projede napříč celou šířkou věnce kola.

Při frézování přímých zubů musí být osa frézy skloněna k obrobku o úhel β, kte-rý odpovídá úhlu stoupání šroubovice na roztečném válci. Fréza se vyklánípodle pravého nebo levého sklonu zubů. Jestliže obrobek vykoná jednu otáčkukolem své osy, fréza vykoná tolik otáček, kolik má mít vyráběné kolo zubů.

Posuv nástroje se udává za jednu otáčku pracovního stolu a je závislý na řeznérychlosti odvalovací frézy. Menší moduly se frézují na plnou hloubku jednímřezem, větší moduly na několik řezů (záběrů).

Většina odvalovacích frézek pracuje nesousledným způsobem, a to shora dolů.Novější frézky pracují sousledným způsobem - zdola nahoru.Umožňuje to zvýšit řeznou rychlost o 20 až 40 % a posuv až o 80%.

1 - stojan 5 - oto čný upínací st ůl2 - rychlostní sk říň 6 - fréza3 - opěrný stojan 7 - obrobek4 - frézovací suport


Kontrolní otázky:

1. Jaké jsou způsoby výroby ozubených kol frézováním podle předepsanépřesnosti?

2. Jaké jsou druhy převodů podle vzájemné polohy hřídelů?3. Jaké jsou základní hodnoty potřebné pro výpočet rozměrů ozubených kol?4. Jaké jsou způsoby frézování ozubených kol?5. Popište výrobu a použité nástroje při frézování ozubených kol dělicím

způsobem?6. V čem spočívá podstata frézování ozubených kol odvalovacím způsobem?

Jaké nástroje se používají?7. Jaké jsou způsoby měření přesnosti ozubených kol a jaká měřidla se při-

tom používají?


POUŽITÁ LITERATURA

Prof. Ing. Dušan Drienski, CSc. - Josef Tomaides: Strojní obrábění II frézování,Praha, SNTL 1991

Ing.Jaroslav Řasa, CSc., doc. Ing. Vladimír Gabriel, CSc. - Strojírenská techno-logie 3 - 1. díl, metody, stroje a nástroje pro obrábění.

Příručka obrábění, optimální volba a použití nástrojů, Praha: PRAMET Šum-perk, 1998.

Leinveber, J. Řasa, J. Vávra - Strojnické tabulky, 3. vyd., Praha : Scientia, 1999

Antonín Burda: kap. Frézování. SPN Praha, 1960.

Vokál Vladimír, Technologie I, kap. Strojní obrábění, p., SZN, 1976.

Bohumil Janyš, Antonín Burda, Karek Raftl a Ing. Albín Třešňák. Technologie -Přehled strojního obrábění, SPN Praha.

Josef Vach. Frézař. Technologie pro 2. a 3. ročník OU a VŠ, SNTL Praha 1969.

Prof. Ing. Miroslav Vigner, Prof. Dr. Ing. Zdeněk Přikryl, Ing. J. Hnilica, Obrá-bění, SNTL Praha, 1984.

Dr. Dobroslav Němec - Strojírenská technologie 3, Strojní obrábění. SNTL Pra-ha, 1979.

Henrich Gerling, O obráběcích strojích a obrábění, SNTL Praha 1960.

Zpracoval: Mgr. Antonín Vaňák

Date post:	04-Mar-2019
Category:	Documents
Upload:	votram
View:	219 times
Download:	0 times

Technologie frézování - SŠŽTS · Registra ční číslo: CZ.04.1.03/3.1.15.2/0091 5 Základní...

Documents