BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE

Transkript

1 VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY NÁSTROJE PRO FRÉZOVÁNÍ MILLING TOOLS BAKALÁ SKÁ PRÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BOHUMÍR KOS doc. Ing. ANTON HUMÁR, CSc. BRNO 2008

2 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 3 ABSTRAKT Tato práce je zam ena na nástroje pro frézování. V první ásti jsou popsány základní charakteristiky frézování, kde je kladen d raz na charakteristiku obráb cího procesu, popis základních zp sob frézování a ezné podmínky. V další ásti je provedena charakteristika frézovacích nástroj z hlediska konstrukce, nástrojového materiálu, zp sobu ozna ování a užití. Poslední ást této práce je zam ena na p ehled a vzájemné porovnání vybraných nástroj v sortimentu výroby t ech významných domácích a sv tových producent nástroj. Porovnání je provedeno pro elní frézy u výrobc Pramet Tools s.r.o., Sandvik Coromant a Ceratizit S.A. Klí ová slova Frézování, frézovací nástroje, elní frézy. ABSTRACT This work is specialized in milling tools. The basic characteristics of milling are described in the first part, where emphasis is put on the characteristic of machine tool operations, on description of the basic milling ways and cutting conditions. Next part makes the characteristic of milling tools from the viewpoint of construction, tool material, the way of labeling and using. Last part of this work is concentrated on summary and reciprocal comparing of chosen tools in production assortment of three significant home and world producers. The comparing is made for face milling cutters produced by Pramet Tools Ltd., Sandvik Coromant and Ceratizit S.A. Key words Milling, milling tools, face milling cutters. BIBLIOGRAFICKÁ CITACE KOS, B. Nástroje pro frézování. Brno: Vysoké u ení technické v Brn, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí bakalá ské práce doc. Ing. Anton Humár, CSc.

3 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalá skou práci na téma Nástroje pro frézování vypracoval samostatn s použitím odborné literatury a pramen, uvedených na seznamu, který tvo í p ílohu této práce. V Brn dne. (podpis autora)

4 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 5 Pod kování D kuji tímto doc. Ing. Antonu Humárovi, CSc. za cenné p ipomínky a rady p i vypracování bakalá ské práce.

5 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 6 OBSAH Abstrakt...3 Prohlášení...4 Pod kování...5 Obsah...6 Úvod ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY FRÉZOVÁNÍ ezné pohyby p i frézování Obráb cí proces Základní zp soby frézování ezné podmínky p i frézování CHARAKTERISTIKA FRÉZOVACÍCH NÁSTROJ Z HLEDISKA KONSTRUKCE, NÁSTROJOVÉHO MATERIÁLU, ZP SOBU OZNA OVÁNÍ A UŽITÍ Základní rozd lení fréz Zp sob ozna ování fréz ISO systém ozna ování nástr ných fréz s VBD ISO systém ozna ování stopkových fréz s VBD FRÉZOVACÍ NÁSTROJE V SORTIMENTU VÝROBY NEJVÝZNAMN JŠÍCH SV TOVÝCH A DOMÁCÍCH PRODUCENT NÁSTROJ Rozd lení elních fréz podle nástrojového úhlu nastavení hlavního ost í Rozd lení elních fréz podle tvaru a velikosti VBD Rozd lení elních fréz podle ezného pr meru a po tu zub...23 Záv r...24 Seznam použitých zdroj...25 Seznam použitých symbol...27 Seznam p íloh...28

6 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 7 ÚVOD Frézování pat í dnes spole n se soustružením k nejvýznamn jším metodám strojního obráb ní. Speciální frézovací stroje jsou schopny nahradit v n kterých p ípadech i samotné soustružení, takže je možno na jediném stroji provád t velké množství zna n rozdílných operací. V dnešní dob je na CNC obráb cích centrech možno frézovat plochy velmi složitých tvar, jako jsou nap. složité kovací zápustky apod. Pro dosažení nejlepších výsledk však nesta í jen kvalitní obráb cí stroj, ale je naprosto nezbytné užití kvalitního a pro danou operaci a obráb ný materiál vhodného nástroje. Frézovací nástroje jsou ve v tšin p ípad zna n složité a drahé. Vyšší cena je zp sobena nejen složitostí a p esností jejich tvar a tedy náro ností na jejich výrobu, ale i z d vodu užití speciálních ezných materiál. P i správné volb a použití však tyto nástroje umož ují velmi efektivn obráb t, díky emuž se jejich po izovací náklady zejména p i sériové a hromadné výrob mnohonásobn vrátí. Nabídka frézovacích nástroj je v dnešní dob velmi rozsáhlá. Nej ast ji užívané jsou nástroje s vym nitelnými b itovými desti kami ze speciálních ezných materiál. Široký sortiment ezných materiál, které jsou nyní k dispozici, je výsledkem jejich dlouholetého vývoje. Je totiž pot eba efektivn obráb t konstruk ní materiály o zna n rozdílných vlastnostech a r zným materiál m proto musí být vhodn p izp sobeny i nástroje. Obr. 1 Nástroje firmy Mitsubishi (Japonsko) 1

7 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 8 1 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY FRÉZOVÁNÍ Frézování je strojní obráb ní, p i kterém je materiál obrobku odebírán víceb itým nástrojem. Tento nástroj se nazývá fréza a stroj, na kterém se frézování provádí, se nazývá frézka. Základní operací frézování je obráb ní rovinných ploch, ale jak již bylo zmín no v úvodu, je možno obráb t i tvarové plochy a na speciálních obráb cích strojích nap. i složité tvary zápustek i ozubených kol apod. Obr. 1.1 P íklad n kterých zp sob frézování 2 P i výrob složitých sou ástí se mohou sou asn vyskytovat operace obráb ní ploch s r znými požadavky na p esnost a kvalitu povrchu, což klade vysoké požadavky na sortiment pot ebných nástroj, jejich pracovní a obzvlášt výkonové charakteristiky. 3 Z uvedeného tedy vyplývá, že složitost tvaru a kvalita obráb né plochy je omezována nejen možnostmi obráb cího stroje, ale samoz ejm také zvoleným nástrojem. 1.1 ezné pohyby p i frézování P i frézování koná hlavní pohyb (v c ) vždy nástroj a jedná se o pohyb rota ní. Vedlejší pohyb (v f ) ve velké v tšin p ípad koná obrobek. asto se jedná o pohyb p ímo arý, který je umožn n ve t ech osách. Nap. u okružního a planetového frézování m že být vedlejší pohyb rota ní, vykonávaný obrobkem nebo nástrojem. 4 Moderní stroje pro frézování umož ují užití vedlejších pohyb ve více osách sou asn, což umož uje obráb t složité tvary sou ástí s vysokou produktivitou práce.

8 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List Obráb cí proces Obráb cí proces p i frézování je p erušovaný a každý b it frézy p i n m od ezává t ísky prom nné tlouš ky (Obr.1.2). Na rozdíl od soustružení pracuje b it frézovacího nástroje prakticky vždy v podmínkách p erušovaného ezu, tzn., že b hem jedné otá ky nástroje každý b it minimáln jedenkrát vnikne do obrobku a jedenkrát ze záb ru vyjde. Podle tvaru frézované plochy m že být t chto p erušení i více. 5,6 B hem jedné otá ky nástroje tedy každý b it od ízne minimáln jednu t ísku. Obr. 1.2 P íklad zm ny tlouš ky t ísky p i jejím od ezávání P i vniknutí b itu nástroje do obrobku je b it vystaven silovému rázu, který vyvolává silné mechanické namáhání v bezprost ední blízkosti ost í. V d sledku tohoto silového rázu m že za nep íznivých podmínek dojít až ke k ehkému porušení ost í a to bu ve form makroporušení, kdy dojde k lomu b itu, nebo ve form mikroskopického k ehkého porušení ost í, kdy dojde k jeho vydrolení. Stejn tak i výstup b itu ze záb ru je provázen mechanickým namáháním ost í, které je zp sobeno odtrháváním adhezních svar mikroskopických ástic obráb ného materiálu, které ulpívají na b itu b hem procesu ezání. Také tento jev m že za nep íznivých podmínek vést k vydrolení ost í. Bezprost edn po výstupu z ezu také dochází k prudkému ochlazení b itu nástroje. Je tedy navíc vystaven teplotnímu rázu, který vyvolává silné vnit ní pnutí, jehož následkem m že být vznik drobných tzv. h ebenových trhlin. Lze tedy konstatovat, že charakteristickým rysem procesu opot ebení b itu frézovacího nástroje jsou únavové jevy v d sledku cyklických, mechanických a teplotních ráz. 5

9 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List Základní zp soby frézování Podle použitého nástroje se z technologického hlediska frézování d lí na dva základní zp soby. Na frézování válcové (Obr 1.3) a elní (Obr. 1.4). Od t chto základních zp sob se pak dále odvozují n které další zp soby, mezi které pat í nap. frézování okružní - vn jší nebo vnit ní a frézování planetové - vn jší (Obr. 1.5) nebo vnit ní. 4 Obr. 1.3 Válcové frézování (nesousledné) 7 Obr. 1.4 elní frézování 7 Obr. 1.5 Vn jší planetové frézování 6

10 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 11 Válcové frézování se p evážn uplat uje p i práci s válcovými a tvarovými frézami, kde zuby frézy jsou vytvo eny pouze po obvodu nástroje a hloubka odebírané vrstvy se nastavuje kolmo na osu frézy a sm r posuvového pohybu (v f ). 7 P i tomto zp sobu frézování je obrobená plocha rovnob žná s osou nástroje. V závislosti na kinematice ezného procesu p i válcovém frézování se rozlišují dva základní zp soby frézování. Sousledné a nesousledné. P i frézování sousledném (Obr. 1.6) se zuby nástroje, které od ezávají t ísku, pohybují ve sm ru posouvajícího se obrobku. Naopak u frézování nesousledného (Obr. 1.7) se zuby nástroje od ezávající t ísku pohybují proti sm ru posouvajícího se obrobku. B hem sousledného válcového frézování se tlouš ka t ísky v pr b hu jejího od ezávání postupn snižuje z maximální hodnoty až na hodnotu nulovou, p i emž p i výjezdu b itu nástroje ze záb ru vzniká obrobená plocha. Výsledná síla, p sobící na obrobek, má oproti nesouslednému zp sobu frézování sm r do stolu stroje, ímž napomáhá upnutí obrobku, a je proto možno užít jednodušších upínacích p ípravk než v p ípad frézování nesousledného. P i sousledném frézování je zapot ebí, aby stroj m l vymezené v le a zajišt né p edp tí mezi posuvovým šroubem a maticí stolu, protože sm r ezné rychlosti nástroje (v c ) a posuvové rychlosti obrobku (v f ) je shodný. V okamžiku záb ru nástroje by v le mezi posuvovým šroubem a maticí stolu byla vymezena na jednu stranu, zatímco v okamžiku, kdy by žádný zub nástroje nezabíral, by se v le v posuvovém mechanismu vymezovala na stranu opa nou. Došlo by tedy k nestejnom rnému posuvu stolu stroje. Z tohoto d vodu tento zp sob válcového frézování nelze použít, pokud na to není stroj uzp soben. P i sousledném frézování je zapot ebí mít kvalitní povrch obrobku (zbavený okují, písku atd.), aby nedošlo k rychlému poškození nástroje, který zabírá do neobrobené plochy. Obrobená plocha je však kvalitn jší než u frézování nesousledného. P i tomto zp sobu frézování je také vyšší trvanlivost b it nástroje než p i frézování nesousledném. Dochází sice k velkému mechanickému rázu p i nájezdu b itu do záb ru, ale nem že zde dojít ke t ení b itu o obrobenou plochu, ke kterému dochází u nesousledného frézování p i vnikání b itu do materiálu obrobku. P i tomto zp sobu frézování je možnost použití vyšších ezných rychlostí a posuv a je zde také zapot ebí menší ezný výkon. 4,5,6 Obr. 1.6 Sousledné válcové frézování 8

11 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 12 P i nesousledném válcovém frézování se tlouš ka t ísky b hem jejího od- ezávání postupn zvyšuje z teoreticky nulové až na maximální hodnotu, p i- emž se na za átku záb ru b itu nástroje vytvá í obrobená plocha. T íska se neodd luje ihned od okamžiku, kdy se b it nástroje dostane do kontaktu s obrobkem, ale až po ur itém skluzu b itu po ploše vytvo ené p edchozím zubem frézy. B it se tedy ur itou dobu intenzivn t e h betem o obrobenou plochu než dojde k jeho plnému v ezání do materiálu obrobku. Kv li tomu dochází ke vzniku silových ú ink a deformací, které zp sobují zvýšené opot ebení b itu a v kone ném d sledku také zhoršení kvality obrobené plochy. Výsledná síla, která p i tomto zp sobu frézování p sobí na obrobek, má sm r nahoru od stolu stroje a snaží se tedy obrobek od tohoto stolu odtáhnout. Je proto zapot ebí zajistit kvalitní upnutí obrobku. Tento zp sob frézování není náro ný na kvalitu povrchu obrobku (okuje apod. nevadí), protože b it nástroje zabírá vždy již do obrobené plochy. Nesousledné frézování není ani tolik náro né na konstrukci obráb cího stroje, jako frézování sousledné. Není totiž pot eba narozdíl od frézování sousledného vymezování v le mezi posuvovým šroubem a maticí stolu stroje. U n kterých stroj toto vymezení dokonce není možné, takže je nutno p i válcovém frézování obráb t tímto zp sobem, aby nedošlo k poškození nástroje, pop. dokonce i stroje. 4,5,6 Obr. 1.7 Nesousledné válcové frézování 8 elní frézování se rozd luje v závislosti na poloze osy frézy vzhledem k frézované ploše na symetrické (Obr. 1.8) a nesymetrické (Obr. 1.9). Není však dále rozd lováno jako frézování válcové p ímo na sousledné a nesousledné, protože p i elním frézování dochází k souslednému i nesouslednému frézování sou asn (Obr.1.8). 7 P i symetrickém elním frézování nástroj obrábí tak, že jeho osa je stále ve st edu frézované plochy. Osa frézy tedy protíná osu frézované plochy. U frézování nesymetrického osa nástroje osu frézované plochy neprotíná, ale v podstat stále protíná rovnob žku s osou této frézované plochy.

12 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 13 Obr. 1.8 Symetrické elní frézování Obr. 1.9 Nesymetrické elní frézování Nesymetrický zp sob elního frézování je v n kterých p ípadech, kdy je možno volit mezi ob ma zp soby, výhodn jší než symetrický a volí se n kdy nap. proto, aby se zajistilo, že v míst vniknutí b itu do obrobku dojde k prvnímu dotyku mezi b item a obrobkem dále od ost í, ímž se zmenšuje nebezpe í lomu b itu. Toto se však uplatní jen u nástroj s ur itou geometrií b itu. Dále se nesymetrický zp sob m že užít nap. za tím ú elem, aby v míst výstupu b itu z ezu nebyla p íliš malá tlouš ka t ísky, p i které vystupuje ost í b itu ze záb ru, protože potom roste pravd podobnost poškození b itu p i odtrhávání ástic nár stku, který vzniká zejména p i extrémn tenké t ísce. P i nesymetrickém frézování je zapot ebí nastavit optimální polohu osy nástroje vzhledem k ose obráb né plochy, protože p i velkém p esunutí osy frézy od osy obráb né plochy m že naopak docházet k nep íznivým vliv m zhoršujícím proces obráb ní. Nap. p i extrémním p esunutí osy frézy k výstupní hran roste tlouš ka t ísky sm rem k výstupu b itu z obrobku a tím se zvyšuje namáhání ost í z hlediska teplotního rázu. 5

13 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 14 V n kterých p ípadech je výhodn jší aplikovat pokud možno symetrické elní frézování a to nap., když je obráb ná plocha lenitá, kde dochází k v tšímu po tu p erušení ezu b hem jedné otá ky nástroje. Každý z uvedených zp sob frézování má své výhody i nevýhody. Je tedy nutno zvolit správný zp sob podle toho jaký obrobek, jak a na jakém stroji se obrábí. 1.4 ezné podmínky p i frézování P esnost rozm r, tvar a jakost obrobené plochy je ovlivn na nejen zp sobem frézování a samoz ejm také geometrií frézovacího nástroje, ale je významn ovlivn na dalšími faktory. Z nichž velmi velký význam má správné nastavení ezných podmínek. Nemén d ležité je však také nap. p esné se ízení nebo naost ení nástroje. ezné podmínky p i frézování jsou definovány pomocí ezné rychlosti, rychlosti posuvu a ší ky záb ru ost í. ezná rychlost v c [m/min] se zjednodušen uvažuje jako rychlost hlavního ezného pohybu. Tedy p ibližn jako obvodová rychlost rota ního pohybu ost í jednotlivých b it frézy. Skute ná ezná rychlost je však dána vektorovým sou tem rychlosti hlavního ezného pohybu, rychlosti posuvu a p ípadn i rychlosti p ísuvu. Zjednodušení je možné proto, že rychlost hlavního pohybu je mnohem v tší než rychlost posuvu (v c >>v f ) a p ísuvu. Výsledná hodnota skute né ezné rychlosti tedy p ibližn rychlosti hlavního ezného pohybu odpovídá. Protože rychlost hlavního ezného pohybu je velká oproti rychlosti posuvu, ezný pohyb se realizuje po zkrácené cykloid, která se blíží kružnici. 5,7 ezná rychlost se vypo te ze vztahu 6 : D n v C (1.1) 1000 kde D = ezný pr m r nástroje [mm] (Obr. 1.10) n = po et otá ek nástroje [1/min] Obr ezný pr m r nástroje 5

14 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 15 Hodnota ezné rychlosti p i frézování je závislá zejména na druhu obráb ného materiálu, na materiálu nástroje a na zp sobu frézování. 9 Ze známé hodnoty ezné rychlosti je možno dále jednoduchou úpravou vzorce pro její výpo et ur it pot ebný po et otá ek frézy. Další z ezných podmínek je rychlost posuvu stolu stroje (pop. nástroje). Tuto rychlost je možno vyjád it bu jako posuv na jeden zub frézy, posuv vztažený na jednu otá ku frézy nebo p ímo jako rychlost posuvu. Posuv na zub f z [mm] je dráha, kterou urazí obrobek za dobu záb ru jednoho zubu nástroje. Posuv na otá ku f n [mm] je dráha, kterou urazí obrobek b hem jedné otá ky nástroje. Posuv na otá ku se vypo te ze vztahu 10 : f n f z (1.2) z kde z = po et zub nástroje [-] Rychlost posuvu v f [mm/min] je dráha, kterou urazí obrobek vzhledem k nástroji za dobu jedné minuty. Tato hodnota posuvu se nastavuje na frézkách. Rychlost posuvu se vypo te ze vztahu 10 : v f n f z n (1.3) f n kde n = po et otá ek frézy [1/min] z Ší ka záb ru ost í a p [mm] spole n s posuvem na zub f z ur uje pr ez t ísky A [mm 2 ] (Obr. 1.11), neboli pr ez odebírané vrstvy materiálu. Ten má vliv na charakter zatížení b itu. Vlivem plastických deformací p i tvorb t ísky je však skute ný pr ez t ísky odlišný od pr ezu odebírané vrstvy. 5 Obr Pr ez t ísky 5

15 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 16 2 CHARAKTERISTIKA FRÉZOVACÍCH NÁSTROJ Z HLEDISKA KONSTRUKCE, NÁSTROJOVÉHO MATERIÁLU, ZP SOBU OZNA OVÁNÍ A UŽITÍ 2.1 Základní rozd lení fréz Základní rozd lení fréz je možno provést v závislosti na jejich technologickém uplatn ní z n kolika hledisek 4 : a) Z hlediska umíst ní zub na t lese nástroje se rozlišují: - frézy válcové, které mají zuby na válcové ploše, - frézy elní, které mají zuby na elní ploše ( elní frézy v tších pr m r nad 125 mm se vsazenými noži, zuby nebo eznými desti kami se nazývají frézovací hlavy.), - frézy válcové elní, které mají zuby jak na válcové, tak na elní ploše. Toto rozd lení bylo prakticky provedeno již v kapitole.1 v souvislosti s válcovým a elním zp sobem frézování. b) Z hlediska nástrojového materiálu zub se rozlišují frézy: - z rychlo ezných ocelí, - ze slinutých karbid, - z cermet, - z ezné keramiky, - z polykrystalického kubického nitridu boru, - z polykrystalického diamantu. c) Z hlediska provedení zub se rozlišují frézy: - se zuby frézovanými, kde elo i h bet tvo í rovinné plochy a úzká ploška (fazetka o ší ce 0,5 až 2 mm) na h bet zpev uje b it (Ost ení b itu se v tomto p ípad provádí na h bet.), - se zuby podsoustruženými, které mají h betní plochu vytvo enou jako ást Archimédovy spirály. elo zubu je tvo eno rovinnou plochou, a proto se ost ení provádí práv na ele. Podsoustružené zuby se využívají nap. na tvarových frézách, protože p i ost ení na ele se jejich profil tém nem ní.

16 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 17 d) Z hlediska sm ru zub vzhledem k ose rotace se rozlišují frézy: - se zuby p ímými, - se zuby ve šroubovici (se sklonem šroubovice od 10 do 45 i více), které vnikají do záb ru postupn a tím zkvalit ují ezný proces, který je potom plynulý a klidn jší než p i frézování se zuby p ímými. Šroubovice m že být pravoto ivá nebo levoto ivá. e) Z hlediska po tu zub vzhledem k pr m ru frézy se rozlišují frézy: - jemnozubé, které mají velký po et zub, - polohrubozubé, - hrubozubé, které mají malý po et zub. Po et zub frézy by m l být takový, aby sou asn ezaly nejmén 2 zuby, ímž se dosáhne klidného chodu frézy. f) Z hlediska konstruk ního uspo ádání se rozlišují frézy: - celistvé, jejichž t leso i zuby jsou z jednoho materiálu a to bu z rychlo ezné oceli nebo ze slinutého karbidu, - s vloženými noži, - s vym nitelnými b itovými desti kami, které jsou r znými zp soby mechanicky upevn ny k t lesu frézy. g) Z hlediska geometrického tvaru funk ní ásti a užití se rozlišují frézy válcové, kotou ové, úhlové, drážkovací, kopírovací, rádiusové, na výrobu závit, ozubení atd. h) Z hlediska zp sobu upínání se rozlišují frézy: - nástr né, které se upínají za centrální díru, - stopkové, které se upínají za válcovou nebo kuželovou stopku. i) Z hlediska smyslu otá ení (p i pohledu sm rem od v etena obráb cího stroje) se frézy rozd lují na: - pravo ezné, - levo ezné.

17 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List Zp sob ozna ování fréz Nej ast ji používané nástroje jsou v dnešní dob frézy s vym nitelnými b itovými desti kami (dále jen VBD). P evážná v tšina výrobc t chto nástroj používá pro jejich ozna ování jednotný systémem ISO ISO systém ozna ování nástr ných fréz s VBD P íklad ozna ení nástr né frézy s VBD 10 : 250 C 16 R - W 45 S E 12 F Význam jednotlivých písmen a íslic 10 : ezný pr m r [mm] C - Typ frézy, druh a velikost upínání 16 - Pracovní po et ost í R - Sm r ezu W - Zp sob upínání VBD 45 - Nástrojový úhel nastavení hlavního ost í S - Tvar VBD E - Nástrojový normálný úhel h betu 12 - Velikost VBD nebo délka ost í F - Nástrojový normálný úhel h betu fazetky Na konci ozna ení m že být ješt jedna íslice, udávající délku b itu. Pro detailní vysv tlení významu jednotlivých písmen a íslic viz P íloha ISO systém ozna ování stopkových fréz s VBD P íklad ozna ení stopkové frézy s VBD 10 : 32 A 3 R 040 B 32 - S A D 12 Význam jednotlivých íslic a písmen 10 : 32 - ezný pr m r [mm] A - Typ frézy a nástrojový úhel nastavení hlavního ost í 3 - Pracovní po et ost í R - Sm r ezu Délka vyložení [mm] B - Typ upínací stopky 32 - Velikost stopky S - Zp sob upínání VBD A - Tvar VBD D - Nástrojový normálný úhel h betu 12 - Velikost VBD nebo délka ost í Pro detailní vysv tlení významu jednotlivých písmen a íslic viz P íloha 1.

18 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 19 3 FRÉZOVACÍ NÁSTROJE V SORTIMENTU VÝROBY NEJVÝZNAMN JŠÍCH DOMÁCÍCH A SV TOVÝCH PRODUCENT NÁSTROJ Vzhledem k po tu druh a množství frézovacích nástroj, které jsou dnes nabízeny domácími a sv tovými výrobci, je tato ást práce zam ena jen na n které z nich, a to na frézy elní s vym nitelnými b itovými desti kami (Obr. 3.1). Vybrané frézy jsou ur eny k obráb ní rovinných ploch. Jsou proto n kdy také nazývány jako frézy rovinné. Mohou dosahovat pom rn zna ných pr m r a proto tyto frézy o v tších pr m rech bývají také nazývány jako frézovací hlavy. Producent frézovacích nástroj je také pom rn velké množství a proto jsou pro vzájemné porovnání nabídky elních fréz vybrány t i firmy. Jako zástupce domácích producent je vybrána firma Pramet Tools s.r.o. ( R) 11 A jako zástupce sv tových producent firmy Sandvik Coromant (Švédsko) 2 a Ceratizit S.A. (Rakousko) 13. Obr. 3.1 P íklad elní frézy s VBD 12 Vzájemné porovnání vybraných frézovacích nástroj v sortimentu daných výrobc je zde založeno na porovnání n kterých základních parametr t chto nástroj. Základní parametry jsou nástrojový úhel nastavení hlavního ost í r, ezný pr m r, po et zub a tvar a velikost VBD. Je zde proveden pouze p ehled nabízených fréz rozd lený na základ t chto uvedených parametr. Frézy je však možno porovnávat i na základ dalších parametr jako je nap. nástrojový zadní úhel ela p, nástrojový bo ní úhel ela f a maximální ší ka záb ru ost í a p max. Podle úhl p a f se nástroje dají rozd lit na frézy s pozitivní, negativní a pozitivn negativní eznou geometrií. ezná geometrie významn ovliv uje proces odd lování t ísky a velikost ezných sil p i frézování. Pro r zné obráb né materiály a r zné požadavky na obráb cí proces je tedy nutno zvolit správnou eznou geometrii nástroje. eznou geometrii nástroje je možno ovliv ovat použitím r zných VBD. 5,6 Porovnání vybraných nástroj na základ uvedených nástrojových úhl ela a pop. i maximální ší ky záb ru ost í však v této práci není provedeno.

19 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List Rozd lení elních fréz podle nástrojového úhlu nastavení hlavního ost í U frézovacích nástroj je d ležitým parametrem již zmín ný nástrojový úhel nastavení hlavního ost í r (dále jen úhel nastavení). Velikost tohoto úhlu ovliv uje tvar pr ezu t ísky a tím i velikost ezných sil. Je to v podstat úhel, který svírá hlavní ost í frézy s rovinou kolmou na osu rotace frézy. 5,6 Obr. 3.2 Nástrojový úhel nastavení hlavního ost í V nabídce firmy Pramet 11 jsou elní frézy s úhlem nastavení 45, 60 a 75. Frézy se stejnými úhly nastavení nabízí i firma Ceratizit 13. Nabídka firmy Sandvik Coromant 2 se však od prvních dvou zmín ných firem pon kud liší. Frézy s úhlem nastavení 60 a 75 tato firma nenabízí, ale místo nich se v její nabídce objevují frézy s úhlem nastavení 65. V nabídce firmy Sandvik Coromant jsou tedy elní frézy s úhly nastavení 45 a 65. Všechny tyto firmy také nabízejí frézy s úhlem nastavení 90, které jsou ozna ovány jako frézy do rohu. S t mito nástroji se obráb jí rovinné plochy a osazení (Obr. 3.4). Je možno je alternativn užít i k obráb ní ist rovinných ploch (Obr. 3.3), ale není to, narozdíl od ostatních zmi ovaných fréz, jejich základní ú el použití. 11 V dalších ástech této práce proto nebudou tyto frézy již dále s frézami pro obráb ní ist rovinných ploch porovnávány. Obr. 3.3 Rovinné frézování 2 Obr. 3.4 Frézování do rohu 2

20 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 21 Pro p ehlednost jsou p edcházející informace o úhlech nastavení u sledovaných elních fréz shrnuty v Tab Tab. 3.1 Úhly nastavení elních fréz v sortimentu vybraných producent 2,11,13 Úhel nastavení r Název výrobce (90 ) Pramet Sandvik Coromant Ceratizit = je v nabídce 3.2 Rozd lení elních fréz podle tvaru a velikosti VBD elní frézy jsou v této ásti práce porovnávány z hlediska geometrického tvaru použitých VBD a délky ost í t chto VBD. Geometrický tvar je ozna en písmenem a délka ost í íslicí. Je zde vždy spole n ozna en jak tvar VBD, tak délka ost í. Nap. S / 12 p edstavuje VBD tvercového tvaru o délce ost í 12,7 mm. Ozna ení se shoduje se znaky použitými v ISO systému zna ení VBD, jehož ást je uvedena v P íloze 2. U elních fréz od vybraných výrobc je dohromady použito celkem ty tvar VBD 2,11,13 : S - tverec A - kosodélník (85 ) H - šestiúhelník O - osmiúhelník Ani jeden z výrobc však u elních fréz nenabízí všechny tyto varianty tvar VBD, ale vždy pouze n které z nich. Velmi rozsáhlou nabídku VBD z hlediska tvar a velikostí má u elních fréz firma Pramet. Zejména pro úhly nastavení 45 je možno vybírat z 5 r zných variant VBD. 11 Firma Sandvik Coromant má z hlediska tvar a velikostí v nabídce elních fréz menší po et variant VBD než firma Pramet. 2 Firma Ceratizit nabízí u elních fréz více variant VBD z hlediska tvar a velikostí než firma Sandvik Coromant a mén než firma Pramet. V tšího po tu variant je ale v n kterých p ípadech u elních fréz od této firmy dosaženo tím, že pro upnutí jednotlivých VBD je použito speciálních kazet (Obr 3.5). Do jednotlivých kazet jsou upnuty VBD a kazety jsou p ipevn ny k samotnému základnímu t lesu frézy. Kazety pro r zné tvary a velikosti VBD jsou shodné a tak je pro odlišné VBD možno použít shodných základních t les nástroj. 13

21 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 22 Obr. 3.5 Upínání VBD pomocí vým nných kazet u fréz firmy Ceratizit 13 Možné varianty tvar a velikostí VBD v závislosti na úhlech nastavení u elních fréz jsou pro jednotlivé výrobce uvedeny v Tab Tab. 3.2 Nabízené tvary a velikostí VBD u vybraných elních fréz 2,11,13 Úhel nastavení 45 Tvar VBD / Délka ost í Výrobce S / 09 S / 12 S / 15 S / 18 S / 19 O / 05 O / 06 Pramet Sandvik Coromant Ceratizit Úhel nastavení 60 Výrobce Tvar VBD / Délka ost í S / 22 S / 25 H / 09 Pramet Sandvik Coromant Ceratizit Úhel nastavení 65 Výrobce Pramet Sandvik Coromant Ceratizit Tvar VBD / Délka ost í S / 15 Úhel nastavení 75 Výrobce Tvar VBD / Délka ost í S / 12 S / 15 A / 11 A / 15 Pramet Sandvik Coromant Ceratizit = je v nabídce

22 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List Rozd lení elních fréz podle ezného pr m ru a po tu zub Pro jednotlivé úhly nastavení a jednotlivé tvary a velikosti VBD jsou u všech vybraných výrobc nabízeny elní frézy s r znými velikostmi ezných pr m r a r znými po ty zub. U všech vybraných výrobc je nabízeno zna né množství variant s velkými rozsahy ezných pr m r a po t zub. Pro základní p edstavu jsou rozsahy možných ezných pr m r a po t zub uvedeny v Tab Tab 3.3 Nabízené rozsahy ezných pr m r a po t zub u elních fréz 2,11,13 Výrobce Úhel nastavení Tvar VBD / Délka ost í Rozsah možných ezných pr m r Rozsah možných po t zub Pramet Sandvik Coromant Ceratizit S / S / S / O / O / S / S / S / S / A / A / S / S / S / S / S / S / S / H / S /

23 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 24 ZÁV R Vzhledem k pom rn velkému po tu producent kvalitních frézovacích nástroj a ve v tšin p ípad jednotnému zp sobu ozna ování není v dnešní dob problém s výb rem vhodného nástroje. Naopak p i výb ru konkrétního nástroje je možno se rozhodovat mezi r znými výrobci, jejichž nabídka je do jisté míry podobná, což vede ke snaze t chto výrobc nabízet úm rn s cenami svých produkt jejich nejlepší možná konstruk ní ešení. V sortimentu domácích a sv tových producent frézovacích nástroj jsou mezi jednotlivými výrobci jisté rozdíly. U t ech vybraných výrobc, u nichž byla sledována nabídka elních fréz, jsou rozdíly mezi nabízenými nástroji dob e patrné z tabulek uvedených v kapitole 3. Tyto rozdíly jsou však pouze relativní, protože prakticky u všech t í výrobc je možno z jejich nabídky vybrat pot ebný nástroj pro konkrétní frézovací operaci. Je dobré p i hledání konkrétního nástroje s p esn definovanými parametry procházet katalogy více výrobc a nesoust edit se pouze na jednoho. Výb r vhodného výrobce nástroje mimo jiné také závisí na cenách a dostupnosti nabízených nástroj. Záleží tedy na každém uživateli, jaký konkrétní nástroj od jakého výrobce zvolí. Výsledkem této práce je poznatek, že výb ru vhodného frézovacího nástroje je pot eba v novat náležitou pozornost. Není zde ovšem možné p ímo specifikovat, který z vybraných výrobc má lepší nabídku nástroj. P ínosem této práce je, že poskytuje ur itý p ehled nabízených vybraných druh frézovacích nástroj a tím umož uje lepší orientaci p i jejich výb ru.

24 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 25 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJ 1. MITSUBISHI, Japonsko. Shoulder milling cutter ASX 400. [online]. [cit ]. Dostupné na WWW: < asx400_ pdf> 2. SANDVIK COROMANT AB, Švédsko. Main catalogue [online]. [cit ]. Dostupné na WWW: < /MainCatalogue_2008.zip> 3. HUMÁR, A., PÍŠKA, M. Technologie frézování. MM Pr myslové spektrum - Speciální vydání. Zá í ISSN , s HUMÁR, A. Technologie I - Základní metody obráb ní - 1. ást. [online]. [cit ]. Interaktivní multimediální text pro magisterskou formu studia. VUT-FSI v Brn, ÚST, Odbor technologie obráb ní, 2004, 17 s. Dostupné na WWW: < 5. P íru ka obráb ní - optimální volba a použití nástroj Pramet Diadur. PRAMET TOOLS, s.r.o., Šumperk. PRIR 0398-CZ s. 6. VA ÁK, A. Technologie frézování - pracovní listy. [online]. [cit ]. Studijní opory. SOŠ a SOU Šumperk, 2007, 34 s. Dostupné na WWW: < 7. HUMÁR, A. Výrobní technologie II. [online]. [cit ]. Sylaby p edm tu Výrobní technologie II pro bakalá ské kombinované studium. VUT- FSI v Brn, ÚST, Odbor technologie obráb ní, 2002, 84 s. Dostupné na WWW: < 8. HOFFMANN GROUP, N mecko. Garant - P íru ka obráb ní. [online]. [cit ]. Dostupné na WWW: < 9. ezné podmínky p i obráb ní. [online]. [cit ]. Podklady pro výuku p edm tu Technologie III - obráb ní. TU v Liberci, Katedra obráb ní a montáže, Ver. 03, 2001, 6 s. Dostupné na WWW: < 10. LEINVEBER, J., ASA, J., VÁVRA, P. Strojnické tabulky. 3. vyd. Praha: Scientia, s.r.o., 2000, 985 s. ISBN

25 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List PRAMET TOOLS, s.r.o., R. Katalog - Frézování [online]. [cit ]. Dostupné na WWW: < 12. SANDVIK COROMANT AB, Švédsko. Facemilling - CoroMill 245. [online]. [cit ]. Dostupné na WWW: < ge141_143.pdf> 13. PLANSEE TIZIT AG. Reutte, Austria. Nástroje a b itové desti ky pro frézování. [CD disk]. Version 1.2 / Frank Zotz,

26 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 27 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOL Symbol Jednotka Popis A mm 2 Pr ez t ísky D mm ezný pr m r nástroje a p mm Ší ka záb ru ost í a p max mm Maximální ší ka záb ru ost í f n mm Posuv na otá ku f z mm Posuv na zub n 1/min Po et otá ek nástroje v c m/min ezná rychlost v f mm/min Rychlost posuvu z - Po et zub nástroje f Nástrojový bo ní úhel ela p Nástrojový zadní úhel ela r Nástrojový úhel nastavení hlavního ost í

27 FSI VUT BAKALÁ SKÁ PRÁCE List 28 SEZNAM P ÍLOH P íloha 1 ISO systém zna ení fréz s VBD 11 P íloha 2 Vybrané ásti z ISO systému zna ení VBD 11