#02 CNC Frézovanie

CNC Frézovanie | Frézovanie

je technológia trieskového obrábania pri ktorm sa pomocou rezných materiálov odoberá materiál z obrobku vo forme triesky. Hlavný rezný pohyb je rotačný a vykonáva ho nástroj - fréza. Ide o viac klinový rezný nástroj. Obrobok je uchytený na pohyblivom pracovnom stole frézy, čím sa vykonáva vedľajší rezný pohyb. Proces frézovania bol z spočiatku riadený človekom a to manuálne. Ručné frézovanie vyžaduje veľa technických zručností a skúseností. S vývojom obrábacích strojov bolo však manuálne riadenie obrábacích strojov postupne nahrádzané. Najskôr s využtím dierných pások a elektrókového riadenia až do dnešných dní keď sú frézovacie stroje riadené zadávaním číslicového kódu prostrednícvom počítača - CNC frézovačky. CNC Frézovanie | frézovačky   CNC frézovanie alebo aj frézovanie, ktoré je riadené prostrednítvom numerického kódu pomocou počítača je proces obrábania, ktorý využíva rotačné viacklinové rezné nástroje na postupné odstraňovanie materiálu z obrobku vo forme triesky. Tento typ obrábania je vhodný na obrábanie širokej skály materiálov ako je kov, plast, drevo a rôzne iné materiály. CNC frézovanie spadá do trieskových technológií obrábania. Pracovným nástrojom pri tomto type obrábania je fréza, ktorá vykonáva rotačný pohyb. Oproti manuálnemu spôsobu riadenia sa CNC frézovacie stroje vyznačujú omnoho vyššou presnosťou a rýchlosťou obrábania. V súčasnosti však stále existujú situácie kedy je vhodné využitie klasických frézovacích strojov s manuálnym riadením.

IPMI
CNC Frézovanie  

CNC frézovanie - prehľad procesu

Rovnako ako väčšina procesov CNC obrábania, aj proces CNC frézovania využíva počítačové riadenie na obrábanie materiálu do vhodných tvarov a presností. Proces CNC frézovania taktiež sleduje rovnaké fázy ako je to pri ostatných metódach CNC obrábania.

  • Vytvorenie CAD modelu,
  • Konvertovanie CAD modelu do CNC programu,
  • Nastavenie CNC frézovačky,
  • Obrábanie.

Proces CNC frézovania začína s vytvorerím 3D CAD (Computer aided desing) modelu v modelovacom programe. Vytvorená súčiastka má tvar aj presnosť požadovanej hotovej súčiastky. Následne je model prevedený do formátu CAM (Computer aided manufacturing) kde je vytvorený partprogram čo je vlastne vytvorenie NC číslicového programu na základe CAD modelu. Partprogmram je následne prevedený do formátu CL DATA, čo predstavuje NC (Numerical control) všeobecný medzijazky, ktorý má číselnú formu ale nie je priamo použiteľný v žiadnom  systéme číslivocého riadenia. CL DATA slúžia ako vstup do NC postprocesora, ktorý z nich vytvára číslicový program pre konkrétny typ použitého frézovacieho stroja.

Predtým ako operátor spustí CNC frézovačku musí pripraviť a správne upnúť obrobok na pracovný stôl stroja alebo do upínacieho zariadenia. Pri menších CNC strojoch je potrebné správne zoradiť nástroje v zásobníku nástrojov kedže sa používa kódovanie pozície v zásobníku. Pri vačších CNC strojoch sa využíva kódovanie nástroja takže nie je potrebné zoradiť nástroje.

Keď je všetko pripravené operátor môže spustiť stroj a CNC frézovačka začne pracovať. Proces obrábania prebieha v nasledujúcom poradí:

  1. Pomalé priblíženie sa rotujúceho nástroja k obrobku,
  2. Zanorenie sa nástroja do materiálu obrobku,
  3. Odoberanie materiálu vo forme triesky phybujúcim sa nástrojom aj obrobkom súčasne.

Typy CNC frézovačiek

Základné rozdelenie CNC frézovačiek je podľa orientácie stroja. Orientácia frézky má výrazný vplyv na konečný produkt. Podľa orientácie sa frézly rozdeľujú na:

  • Vertikálne CNC frézovačky - štandardný typ, os vretena je umiestnená vertikálne,
  • Horizontálne CNC frézovačky - nie sú také všetranné ako vertikálne frézy, často sa využívajú na obrábanie ozubených kolies ale na obrábanie náprav,
  • Revolverové frézovačky - pracujú vertikálne a ich vreteno vykonáva len rotačný pohyb. Posuv vykonáva pracovný stôl. Sú vhodné na prácu najmä s malými súčiastkami,
  • Lôžkové frézovačky - sú podobné revolverovým frézkam avšak tento typ je vhodnejší na frézovanie súčiastok pre stredne veľkú elektroniku.

CNC frézovacie operácie

Cnc frézovanie je proces obrábania vhodný na výrobu súčiastok s vysokou presnosťou. Je vhodné pre malú a stredne veľkú výrobu. Dôležitým aspektom pre ktorý sú vhodné tieto stroje pre daný typ výroby je pružná schopnosť reagovať na požiadavky trhu to znamená vysoká variabilnosť výroby. Medzi najbežnejšie CNC frézovacie operácie patria:

  • Čelné frézovanie,
  • Rovinné frézovanie,
  • Uhlové frézovanie,
  • Frézovanie foriem.
Čelné frézovanie

Čelné frézovanie sa týka frézovacích operácií pri ktorých je os rotácie rezného nástroja kolmá na povrch obrobku. Tento typ frézovania využíva ako nástroj čelné frézy, ktoré májú rezné kliny po obvode ale aj na čelnej ploche pričom obvodové zuby sa primárne používaú na rezanie a čelné zuby sa používajú na dokončovacie operácie. Čelné frézovanie sa spravidla použiva na vytváranie plochých povrchov a vytvárajú sa pri ňom povrchy vyššej kvality ako pri iných druhoch frézovania.

CNC Frézovanie

 

Rovinné frézovanie

Rovinné frézovanie sa týka operácií pri ktorých je os otáčenia rezného nástroja rovnobežná s povrchom obrobku. V závislosti od špecifikácií frézovacej aplikácie, ako je napríklad hĺbka rezu a veľkosť obrobku je možné použiť úzke aj široké frézy. Úzke frézy umožňujú hlbšie rezy, zatiaľ čo širšie frézy sa používajú na rezanie väčších povrchov.

Uhlové frézovanie

Uhlové frézovanie sa týka takých frézovacích operácií pri ktorých je os otáčania rezného nástroja pod uhlom vzhľadom na povrch obrobku.

Frézovanie formy

Frézovanie formy sa týka frézovacích operáciíí, ktoré zahŕňjú nepravidelné povrchy a obrysy. Na tento proces sa využívajú tvarové frézy, ktoré sú špecializované na konkrétne použitie.

Časti CNC frézovacích strojov

Napriek tomu, že CNC frézovačky sú v súčasntosi na trhu veľmi rozšírené väčšina strojov má do značnej miery rovnaké komponenty, Medzi tieto komponenty patrí:

  • Ovládací panel - časť stroja ktorú operátor využíva na načítanie, spustenie, vytoverenie a zastavenie programu stroja,
  • Nosný stĺpec - je to nosný stĺpec ktorý poskytuje stabilitu pre všetky ostatné časti stroja. V tejto časti sa tiež nachádzajú ďalšie vnútorné súčasti ako napríklad zásobníky oleja ale chladiace kvapaliny,
  • Sedlo - je uchytené k nosnému stĺpu stroja. Tento komponent sa môže pohybovať rovnobežne s osou vretena, čo umožňuje vodorovné nastavenie pracovného stola,
  • Pracovný stôl - je umiestnený na vrchu sedla a býva k nemu uchytený obrobok alebo upínacie zariadenie.
  • Vrchný rám - je pripevnený k základnému stĺpu celehé CNC frézovacieho stroja a podopiera vreteno. Tento komponent je nastaviteľný tak, aby vyhovoval rôzym polohám počas frézovania,
  • Vreteno - je z hornej časti cez vrchný rám uchytené k nosnému stĺpcu. Vo vnútri vrchného rámu sa náchádza elektromotor, ktorý poháňa vrteno. Do vretena je upínaný nástroj napríklad pomocou upínacieho tŕňa.

Prínosy CNC frézovačiek

Najväčšou výhodou týchto CNC frézovacích strojov je ich vysoká presnosť a opakovateľnosť výroby. Oproti klasickým konvenčným strojom, ktoré sú riadené bez číslicového riadenia a PC je presnosť a opakoveteľnosť niekoľko násobne vyššia. Veľkou výhodou je taktiež aj tuhosť technologickej sústavy. Okrem toho CNC stroje obsahujú zásobníky nástrojov, zásobníky polotovarov a obrobkov čo výrazne skracuje výrobné časy. Vyznačujú sa taktiež svojou pružnosťou prispôsobiť sa požiadavkám trhu a preto sú vhodné pre malú a stredne veľkú výrobu. Zdroje:

Autor: Ján Adamec | DailyAutomation | adamec@dailyaion.com