Frézování tvarových ploch

Tvarové plochy jsou plochy vytvořené ze základních geometrických ploch ,jako jsou čtverce, obdélníky, kruhy atd. Nebo jsou tvořeny obecnou křivkou. Jsou náročné na výrobu vyžadující zkušenosti obsluhy stroje. Zvláště díky těmto plochám byli vyvinuty číslicově řízené stroje pracující v automatickém cyklu.
Na konzolových frézkách obrábíme tvarové plochy uvedenými způsoby:

Frézování tvarových ploch podle orýsování

 Používáme v kusové výrobě. Orýsovaný tvar na obrobku umožňuje použít normálních nástrojů a běžného upínacího zařízení. Výsledný tvarový pohyb podle rysek zajišťuje frézař ručně sdružením podélného a příčného posuvu. Celý obrys nebo jeho část ofrézujeme nejdříve na hrubo několika záběry. Obrábět začínáme vždy v místě nejmenšího přídavku na obrábění, protože při záběru v místě největšího přídavku by se mohla fréza poškodit. Správnost vyfrézovaného tvaru a jakost obrobeného povrchu je závislá hlavně na zručnosti a svědomitosti frézaře. V průběhu frézování musí frézař neustále pozorovat obrysové rysky, protož jsou vodítkem při vytváření potřebného tvarového pohybu. Tvarový obrys kontrolujeme šablonou, rozměry posuvným měřítkem.
Nevýhodou tohoto způsobu je, že obrobená plocha je vlivem ručního posuvu vlnitá. Požadujeme-li hladký povrch je potřeba následně dokončit pilováním, škrabáním, leštěním nebo broušením.

Frézování tvarových ploch tvarovými frézami

Tvarové frézy se používají většinou k frézování krátkých a jednoduchých tvarových profilů, protože čím delší část ostří je v záběru tím se zvětšuje náchylnost ke chvění celé soustavy projevující se zhoršením jakosti povrchu a může i způsobit zničení nástroje. Tvarovými frézami se jedním záběrem-průchodem-ofrézuje celý tvarový povrch nebo jen jeho určitá část. Tvarové zakřivení břitů zubů frézy se dosáhne podsoustružením nebo podbroušením hřbetů zubů. Nejčastěji se používají tvarové frézy k frézování poloměrového –rádiusového- zakřivení,k čemuž se používá tzv. normalizovaných zaoblovacích fréz. Širší a členitější tvarové plochy se frézují složenými tvarovými frézami upnutými na společném trnu.
Výhodou tohoto způsobu frézování tvarových plochy je, že i velmi složité tvarové plochy se vyrobí jedním záběrem na čisto.
Nevýhodou jsou velké pořizovací a udržovací náklady na tvarové frézy a menší výkon frézování, protože v záběru s materiálem obrobku je dlouhá část ostří,čímž se zvyšuje řezný odpor a musí se obrábět menšími řeznými rychlostmi. Velmi často je také problematický odchod třísek.

 

Obr. 1. Tvarové frézy
Obr. 1. Tvarové frézy
Obr. 2. Tvarová a modulová fréza
Obr. 2. Tvarová a modulová fréza

Frézování tvarových ploch na otočném stole

 Otočné stoly jsou v podstatě kruhové upínací desky vodorovně položené a otočné kolem svislé osy, které mají na horní ploše radiální upínací drážky. Spodní plocha desky má na obvodě ozubení, do kterého zabírá šroub uložený v základní desce stolu. K ručnímu otáčení kruhové desky se používá kličky, která je nasazena na vyčnívajícím konci hřídele, na němž je uložen záběrný šroub. Otočné desky novější konstrukce jsou vybaveny mechanismem pro strojní samočinný pohyb kruhové upínací desky. Pohyb je přenášen do mechanismu stolu od pohybového šroubu podélného stolu frézky většinou kloubovým teleskopickým hřídelem.
Otočný stůl umožňuje obrobení vnějších a vnitřních válcových ploch obrobku, popřípadě jen jejich částí. Obrábíme obrobky tvořeny válcovými i rovinnými plochami a to při postupném přestavováním obrobku v příčném i podélném směru.
Otočný stůl upínáme na horní plochu podélného stolu upínacími šrouby. Stůl se ustavuje do polohy, v níž osa otáčení kruhové desky je shodná s osou vřetena a to:

1. Pomocí ustřeďovacího trnu vloženého do středového otvoru kruhové desky a středícího hrotu nasazeného do vřetena frézky. Příčným a podélným přestavováním zajistíme souosost – špička hrotu přesně sedí v kuželové ploše středícího důlku trnu.

2. Pomocí číselníkového úchylkoměru a středícího trnu- nastavení polohy otočného stolu je přesnější.

Obr. 3. Otočný stůl
Obr. 3. Otočný stůl
Obr. 4. Stůl s mechanickým převodem
Obr. 4. Stůl s mechanickým převodem

Příklad využití otočného upínacího stolu – postup při frézování rýsovací šablony 

a) V navrtaných dírách upneme obrobek šrouby k otočné desce. Po překontrolování ustanovení a upnutí ofrézujeme obvod šablony.
b) Příčné saně a točný stůl zajistíme a podélným pohybem stolu ofrézujeme rovinné plochy.
c) Obrobek upneme k frézování drážek, přestavíme do pracovní polohy pro vyfrézování drážek a podélný stůl i saně zajistíme. Otáčením kruhové desky a zdvíháním konzoly zavedeme obrobek pod frézu tak, aby fréza prošla vyvrtaným otvorem. Po zajištění konzoly uvedeme obrobek otáčením kruhové desky do pohybu a vyfrézujeme drážku a pak stejně následně druhou drážku.

Obr. 5. Postup při frézování na otočném stole
Obr. 5. Postup při frézování na otočném stole

Frézování tvarových ploch kopírováním

Tvarové ploch můžeme na frézkách vytvářet i kopírováním a to obvodové tvary i tvarové dutiny. Kopírování je přenášení tvaru ze šablony nebo modelu pomocí dotykového palce, který při sledování řídící plochy musí s ní být v neustálém kontaktu. Výsledný tvarový pohyb je zajištěn složením podélného a příčného pohybu (x-y). Jeden z těchto pohybů je závislý na řídící ploše kopírovací šablony se, kterou je ve styku dotykový palec – strojní posuv. Druhý pohyb – kolmý –je zajištěn ručně. Jeden z pohybových šroubů musí být vyřazen ze záběru s maticí.

Výhodou kopírování je, že používá normalizovaných fréz a je poměrně přesný. Průměr frézy musí být shodný s průměrem dotykového palce.

Obr. 6. Princip kopírovacího frézování
Obr. 6. Princip kopírovacího frézování

Chyby při frézování tvarových ploch

  1. Ofrézovaný povrch nesouhlasí s předrýsovaným obrysem, což bylo způsobeno tím, že výsledný tvarový pohyb nebyl veden podle rysek.
  2. Chybný tvar frézovaného povrchu při použití tvarové frézy může být zaviněno buď nesprávnou frézou, nebo jejich chybným naostřením.
  3. Špatná jakost obrobených ploch, může být způsobena otupenou frézou, házením frézy, velkým posuvem na zub frézy, chvěním stroje.
  4. Nesprávné rozměry mohlo způsobit nesprávné odečítání na dělícím kroužku, špatné měření, chybné ustavení a upnutí obrobku-chyby zaviněné frézařem.

Komentáře