Pokud jste nováčci nebo neznáte CNC stroje a nevíte, co to je, je to docela jednoduché. CNC je zkratka pro Computer Numerical Control (počítačové číslicové řízení). V podstatě existuje spousta různých CNC strojů. Jakýkoli stroj řízený počítačem je technicky vzato CNC stroj, ale dnes se budeme zabývat CNC frézkami. 

Frézování má široké uplatnění v mnoha oblastech, od moderní výroby až po strojírenství. Jaký rozsah bude mít v roce 2024? V úvahu přicházejí různé faktory vycházející z technologického růstu a požadavků různých průmyslových odvětví.

Zde je stručný přehled aplikací frézování v dalších výrobních odvětvích.

• Automobilový a letecký průmysl
• Lékařský a zdravotnický průmysl
• Elektronický a polovodičový průmysl
• Odvětví energetiky 
• Průmysl nástrojů a lisovacích nástrojů
• Spotřební zboží, stavebnictví a těžké stroje
• Obrana a vojenství

CNC, umělá inteligence a inteligentní výroba pomáhají rozšiřovat jejich využití v těchto odvětvích.

Co je frézování?

Stejně jako přesné CNC obrábění, frézka je součástí strojů používaných při obrábění. Frézování je výrobní proces, při kterém se k odebírání materiálu z obrobku používá rotační řezný nástroj. Při frézování se k odebírání materiálu z obrobku používá rotující řezný nástroj. 

Zde je rozpis frézování:

• Rotační řezný nástroj: Představte si vrták s více břity po obvodu místo špičatého hrotu. Tento nástroj se otáčí vysokou rychlostí.
• Obrobek: Toto je kus materiálu, který tvarujete. Může být vyroben z kovu, plastu, dřeva nebo pěny.
• Odstraňování materiálu: Při kontaktu rotující frézy s obrobkem dochází k odlamování malých kousků materiálu, čímž se obrobek přibližuje požadovanému konečnému tvaru.

Aplikace CNC frézování

Letectví a kosmonautika: CNC obrábění se rozvinulo v různých oblastech leteckého průmyslu díky své přesnosti, přizpůsobivosti a schopnosti zpracovávat širokou škálu materiálů. Frézování je v leteckém průmyslu velmi užitečné, např:

• Součásti turbíny 
• Konstrukční části

Elektronika: přesnost a miniaturizace jsou v elektrotechnickém průmyslu důležité. Frézky nabízejí všestrannost při provádění složitých řezů a tvarů pro různé elektronické součástky, jako např.:

• Komponenty
• skříně

Lékařská péče: Ve zdravotnictví je vyžadována vysoká přesnost a preciznost. Frézování hraje klíčovou roli v lékařských přístrojích a nástrojích, jako jsou:

• Protetika
• Ortézy
• Implantáty
• Ostatní chirurgické nástroje.

Automobilový průmysl: Frézování má v automobilovém průmyslu široké uplatnění. Jedná se o univerzální proces, protože jej lze použít jak pro malá množství, tak pro velké výrobní série. Výrobci vyrábějí různé díly, jako např:

• Díly motoru
• Příruby na zakázku

Jak funguje frézování?

Jak již bylo uvedeno, frézování je subtraktivní výrobní proces. Pomocí různých řezných nástrojů odebírá materiál ze surového podkladu, dokud nevyrobí požadovaný díl. Obrobek se plynule otáčí, aby se dosáhlo přesných řezů pod různými úhly. Hodí se však zmínit, že celý proces frézování trvá několik kroků, než je obrobek hotový. 

Zde jsou:

Vytvoření modelu CAD

Musíte začít s plánem modelu CAD pro cílovou geometrii dílu. Návrh/model CAD pro suroviny požadovaného dílu můžete vytvořit pomocí softwaru pro počítačem podporované navrhování. Ten umožňuje vytvářet 2-D nebo 3-D modely pro různé koncepce výrobků.

Převod CAD na CNC

Model CAD je třeba převést do programu CNC, protože frézky CNC nerozumí modelu CAD. Převod CAD modelu na CNC program však není obtížný úkol. Většina softwaru CAD má tuto funkci; abyste dosáhli optimálních výsledků, musíte postupovat podle pokynů.

Nastavení CNC frézovacích strojů

Před zahájením práce se nejprve ujistěte, že jsou frézky správně nastaveny. Kroky nastavení se mohou lišit v závislosti na značce a modelu stroje. Před použitím stroje se ujistěte, že jste zkontrolovali výrobce a model. přejít na stránku zakázkové CNC obrábění se dozvědět více.

Provádění programu

Po nastavení stroje může obsluha spustit program CNC stroje. Stroj pak celý proces frézování zvládne sám. Po dokončení programu stroj vydá potřebný díl se správnou specifikací.

Frézky a komponenty

Typy frézek

Různé CNC frézky slouží ke specifickým účelům. Je důležité těmto rozdílům porozumět, abyste mohli vyhovět svým výrobním potřebám, jako je složitost dílů, objem výroby nebo požadavky na přesnost.

Vertikální mlýny

Vertikální mlýny jsou univerzální stroje. Tyto stroje mají široké využití v kovozpracujícím průmyslu. Vertikální frézy mají vertikálně orientovaná vřetena, která umožňují přesný a efektivní úběr materiálu.

Níže jsou uvedeny některé standardní vlastnosti vertikálních mlýnů:

• Vertikální frézky nabízejí širokou škálu obráběcích úloh díky víceosé konfiguraci, 
• Vertikální frézky mají svislá vřetena, která umožňují vrtání i frézování. 
• Více os umožňuje komplexní obrábění složitých dílů.
• Vertikální frézky jsou ideální pro aplikace, které vyžadují vysokou rozměrovou přesnost a přísné tolerance. 
• CNC vertikální frézky umožňují automatizované a přesné obrábění. 

Horizontální mlýny

Ty mají vřetena ve vodorovné poloze. Jsou vhodné pro řezání těžkých materiálů a velké operace.

Níže jsou uvedeny některé společné vlastnosti horizontálních mlýnů:

• Horizontální mlýny jsou lepší než vertikální frézy pro komplexní projekty
• Tyto frézy mají silné a krátké nástroje.
• Horizontální frézy jsou skvělé pro komplexní projekty
• Horizontální mlýny jsou mimořádně robustní a odolné stroje.
• Vysoce stabilní obdélníková vodicí lišta
• Tyto mlýny jsou ideální volbou pro odstranění sypkého materiálu v krátkém čase.
• Otáčení frézovací hlavy o 45 stupňů ve směru a proti směru hodinových ručiček.

Revolverové mlýny

Tyto mlýny se také nazývají věžové mlýny. Tyto frézky mají stůl, který se může pohybovat v paralelním a vertikálním směru, přičemž vřeteno je v poloze pro řezání materiálu. Obvykle se používají pro specifické typy frézování zahrnující řezy na frézce.

Níže jsou uvedeny některé standardní vlastnosti revolverových frézek:

• Revolverové frézky jsou dnes považovány za nejuniverzálnější frézky.
• Lze je přemístit a zlepšit tak funkčnost stroje.
• Mají robustní konstrukci a jedinečný design.
• T Zahrnuje několik uživatelsky přívětivých funkcí s větší funkčností
• Známé stroje jsou známé svým vysokým výkonem a nízkými nároky na údržbu.
• Schopnost vyrábět množství produktů.
• Levnější ve srovnání s horizontálními frézkami.

Mlýny na výrobu postelí

Lůžkové frézky jsou podobné revolverovým frézkám, protože mají nastavitelná vřetena, ale stůl se pohybuje pouze kolmo k nim. Vřeteno se přitom pohybuje rovnoběžně.

Níže jsou uvedeny některé společné vlastnosti lůžkových mlýnů:

• Ložiskové frézy jsou určeny pro náročnou práci.
• Tyto stroje mohou zpracovávat větší a těžší obrobky než jiné typy frézek.
• Tyto stroje se používají také pro lisovací formy a formy.
• Běžně se používají při výrobě velkých dílů pro různá odvětví.

Jaké jsou hlavní části CNC frézky?

Mezi pět klíčových částí CNC frézky patří:

Základna sloupu

Litinový sloup a základna podporují operace prováděné na frézkách. Základna, na které je sloupek namontován, obsahuje mazací olej a chladicí kapalinu. Sloup podepírá koleno podél pracovního stolu. Základna nese hmotnost, která funguje jako základ stroje.

Koleno

Koleno je spojeno se sloupem pomocí holubičího řezu. Jeho polohu pomáhá udržovat svislý stavěcí šroub. Tento typ šroubu se také nazývá výškový šroub. Měl by se pohybovat nahoru a dolů ke své základně. Převodový mechanismus je umístěn uvnitř kolena, zatímco sedlo, které je umístěno na horní části sloupu, může být příčně horizontální a slouží k přenášení lineárního horizontálního pohybu na obrobek.

Mechanismus napájení

Tento posuv je umístěn v koleně a většinou se používá k ovládání podélných, příčných a svislých posuvů. Rychlost posuvu se nastavuje buď pomocí g-kódu, nebo pomocí rukojeti pro volbu rychlosti na zařízení.

Pracovní stůl

Jedná se spíše o obdélníkový stůl, který je vyroben z litiny. Je vybaven T-drážkami, do kterých lze obrobek upnout přímo na stole. Lze na něj připevnit svěrák nebo jakýkoli jiný nástroj pro upínání obrobků, který umožňuje držet menší díly a bezpečně a efektivně je obrábět. Součástí pracovního stolu je podélný elektroposuv s proměnlivou rychlostí a rukojeti. Stejným způsobem je pod stolem umístěn další vodicí šroub na ose X, který pracuje tak, že se spojí s maticí a posouvá stůl do strany.

Vřeteno

Vřeteno je také jednou z kritických součástí frézky. Ve stroji hraje klíčovou roli. V klidovém stavu obsluhuje řezné nástroje. Funguje také jako držák vrtacích kusů, kleštin a mnoha dalších. Díky těmto různým tvarům a mechanickým způsobům použití fréz může být frézka funkční mnoha způsoby frézování.

Proces frézování (krok za krokem)

Zde je krok za krokem popsán pracovní postup frézovacích strojů:

Nakládání obrobků: Prvním krokem při předběžném nastavení je umístění obrobku na posuv stolu stroje, zatímco druhý konec je zajištěn. Nepřesné umístění upínače vede k vibracím, zejména při použití vysokých rychlostí k řezání nebo tvarování obrobku. To povede k nepřesnostem.

Výběr nástrojů: Díky technologickému pokroku se dnes ve frézkách používají různé typy nástrojů. Správný typ nástroje, který se má použít, zvolte na základě materiálu, který se opracovává, a požadovaného rozsahu úpravy.

Nastavení stroje: Nastavení stroje znamená změnu určitých aspektů stroje, jako jsou otáčky vřetena, průtok chladicí kapaliny do obráběcího stroje, rychlost posuvu, hloubka řezu atd.

Provedení frézování: Po dokončení nastavení zahájí obsluha vlastní frézování.

Hrubé zacházení: Soustružení je proces zlepšování vlastností materiálu obrobku jeho mechanickým namáháním. Tím se obrobek uvede do určitého neurčitého stavu, který se blíží načrtnutému tvaru. Provádí se při vysokých řezných rychlostech a posuvech, čímž se snižuje životnost nástrojů, a tím se zvyšuje pravděpodobnost jejich zlomení.

Polotovar: Po hrubování se otáčky frézky sníží. Obvykle má na sobě tvar finálního dílu, který má být vyroben jako výsledek práce.

Dokončovací práce: V porovnání s hrubovacími fázemi se dokončovací frézování provádí při nízké rychlosti posuvu a hloubce řezu. Pro optimalizaci nebo minimalizaci chyby je cílem dosáhnout co nejbližšího obrobku zamýšleným rozměrům stroje.

Vykládání: Obsluha vyloží hotový díl z frézky.

Kontrola a řízení kvality: V této fázi se kontroluje, zda hotový výrobek nemá vady. Obvykle, pokud se vyskytnou nějaké anomálie nebo pokud je třeba odebrat další materiál, obsluha umístí díl zpět na stroj a provede ještě jeden dokončovací cyklus. Tato fáze se provádí, dokud není díl přijatelný.

Následné zpracování: Po frézování může díl projít dalšími sekundárními obráběcími operacemi. Mezi standardní techniky následného obrábění patří:

• Odhrotování
• Čištění
• Broušení povrchu
• Fonishing atd.

Typy frézovacích operací

Existuje mnoho různých typů frézování. Některé z nich se používají ke zvýšení kapacity provozu, jiné ke zvýšení efektivity provozu a další k různým jiným účelům.

Tyto typy mohou vytvářet části tvarů, liší se však podle toho, jak je tvar složen.

Tyto různé typy jsou:

Čelní frézování

Čelní frézka se používá tam, kde je třeba vytvořit povrchovou úpravu obrobku. Čelní frézy vyrovnávají povrch nebo vytvářejí drsný povrch na rovném nebo hladkém povrchu. Může také vytvářet vynikající povrchové úpravy bez zvlnění. Čelní frézování lze provádět automaticky nebo ročně. Pro jednotlivé typy jsou k dispozici různé varianty fréz.

Periferní frézování

Při obvodovém frézování je fréza umístěna tak, aby řezala obrobek z boku. Proto se hrany řezných nástrojů posouvají po pracovní ploše v kontaktu s hrotem nástroje. Jedná se o opačný postup než při čelním frézování. Zahrnuje použití běžné frézy se stejným počtem zubů a šířkou čela. Obvodovému frézování se dává přednost v případě, že je třeba odebrat velkou hloubku řezu nebo velké množství materiálu najednou.

Čelní frézování

Čelní fréza se používá stejně jako vrták, ale má jinou geometrii, nicméně čelní frézy jsou určeny k provádění radiálních a axiálních řezů. Vrtací stroje, které budou použity, mohou provádět pouze axiální vrtání.

Frézování závitů

Frézování závitů se používá k řezání závitů, které se vytvářejí na vnitřní straně obrobku. Závitové frézy se používají pouze na předvrtané závity. Ve své konstrukci jsou závitové frézy ve stavu rotace a obvodové rotace uvnitř vnitřního obvodu. Je třeba také poznamenat, že soustružení závitů je ve srovnání se závitovými frézami výhodnější.

Výhody a omezení frézování

Všichni víme, že frézování je univerzální obráběcí proces ve výrobě. Má mnoho výhod, ale také některá omezení.

Níže jsou uvedeny některé běžné výhody a omezení.

Výhody frézování

• Frézování je velmi univerzální proces. Podporuje různé materiály.
• Frézování je ideální pro velkoobjemovou výrobu.
• Frézování je rychlý výrobní proces.
• Počítačová kontrola zajišťující přesnost a preciznost hotových dílů.
• Frézování zvyšuje schopnost složitě navrhovat konstrukce.
• Automatizace pomáhá při frézování snižovat náklady na pracovní sílu. 
• Toto CNC frézování dílů vykazuje dobrou přizpůsobivost a flexibilitu.

Omezení frézování

• Frézky a nastavení vyžadují vyšší náklady.
• Frézování není vhodné pro jemné díly.
• Pro zajištění bezpečnostních opatření s nářadím a letáky je nutné řádné proškolení pracovníků a obsluhy.

 Faktory ovlivňující přesnost frézování

Je to proto, že dosažení přesných výsledků při frézování CNC je velmi důležité. Níže jsou uvedeny některé faktory, které mohou ovlivnit jeho přesnost.

Kvalita obráběcích strojů:

 to významně přispívá k celkovému stavu a přesnosti samotné CNC frézky. Kromě toho všeho je třeba vzít v úvahu faktory, jako je házivost vřetena (kmitání), vůle (vůle v ozubených kolech) a rovinnost stolu, protože i ty mohou vést k nepřesnostem.

Výběr řezného nástroje 

Je důležité vybrat vhodný řezný nástroj pro daný materiál a jeho použití. Poškození povrchu může být způsobeno použitím tupých nebo poškozených nástrojů. Zásadní je správná údržba nástrojů a jejich včasná výměna.

Upínání obrobků: 

Obrobek musí být na stole stroje pevně upnut, aby se během frézování nepohyboval. Při nesprávné technice upínání může docházet k vibracím a nepřesnostem.

Řezné parametry: 

Bylo zjištěno, že zásadní je volba správných otáček, posuvu a hloubky řezu. Přesnost může být ovlivněna nesprávnými parametry, jako je vychýlení nástroje, stopy po chvění nebo dokonce zlomení nástroje.

Vlastnosti materiálu:

Různé materiály mají odlišné vlastnosti obrábění. V důsledku nepředvídatelného chování materiálu může dojít k neočekávanému vychýlení nebo opotřebení nástroje, což může ovlivnit přesnost.

Chyby při programování: 

Při chybách v CNC programování může dojít k nepřesným drahám nástrojů nebo obráběcím operacím. Důkladné ověření programu je nezbytné.

Podmínky prostředí: Tepelná roztažnost způsobená kolísáním teploty může vést k nepřesnostem v rozměrech stroje a obrobku. Je třeba udržovat stabilní prostředí.

Běžné problémy při frézování

CNC frézování s sebou přináší řadu problémů, přestože se dá použít v různých aplikacích:

Zlomení nástroje: 

Ke zlomení nástroje může dojít v důsledku špatného výběru nástroje, příliš velké řezné síly nebo opotřebení nástroje. To vede ke zpoždění výroby a zvýšení nákladů.

Chatter Marks: 

Pokud při obrábění dochází k vibracím, kvalita povrchu obrobku je nestejná. Optimalizace řezných parametrů a zajištění správné ostrosti nástroje mohou pomoci minimalizovat chvění.

Deformace obrobku: Tenké nebo nepodložené obrobky se mohou pod vlivem řezných sil ohýbat nebo deformovat, což vede k rozměrovým nepřesnostem. S tímto problémem se lze vypořádat pomocí strategicky umístěných upínačů a přípravků.

Zbytkové napětí:

 Frézování zanechává v opracovávaném materiálu pnutí. Ta ovlivňují jeho výkonnost a vyžadují další kroky, jako je odstraňování pnutí a žíhání.

Výběr a řízení chladicí kapaliny:

Špatná volba chladicí kapaliny může vést k opotřebení nástrojů, špatnému odvodu třísek a problémům s kvalitou povrchu. Proto je zásadní zvolit správný typ chladicí kapaliny a správně ji udržovat.

Funkce komplexního obrábění: Je obtížné vytvářet složité geometrie nebo dodržovat přísné tolerance bez použití zvláštních nástrojů a programovacích technik.

Budoucnost frézování

Budoucnost frézování je jasná. Pomocí pokročilých technologií se frézování také vyvíjí. 

Podívejte se na některé moderní technologie, které zcela změnily proces frézování.

Umělá inteligence (AI) a strojové učení

Pokračující pokrok v oblasti umělé inteligence a strojového učení způsobil v poslední době revoluci v CNC frézování. Tyto technologie lze využít k identifikaci potřebných vzorců v datech shromážděných z CNC frézek, což umožňuje údržbu. Tyto technologie mohou zvýšit celkovou provozní efektivitu frézovacích strojů.

Internet věcí (IoT)

Inteligentní technologie, jako je IoT, rychle umožňují sběr a analýzu dat na CNC frézkách. Tato technologie umožňuje výrobcům sledovat stav svých strojů, odstraňovat případné problémy a provádět rychlé úpravy.

Automatizace

V současné době se CNC frézovací procesy stávají plně automatizovanými. Stále populárnější jsou nejrůznější pokročilá zařízení, jako jsou například výměníky nástrojů pro manipulaci s různými nástroji, obrobky, a dokonce i systémy pro sledování opotřebení nástrojů.

Pokročilé materiály

CNC frézování se vyvíjí s využitím nových pokročilých materiálů, včetně kompozitů z uhlíkových vláken a vysoce pevných a lehkých slitin.

Závěr

Frézování je klíčovou výrobní metodou. Hraje důležitou roli v mnoha průmyslových odvětvích při výrobě různých kvalitních dílů. Zahrnuje dokončování rovných i zakřivených povrchů, takže je velmi univerzální.

Moderní technologie a pokročilé nástroje, jako jsou šroubovicové frézy, frézy s proměnným stoupáním a zubaté frézy, dále zlepšily frézování z hlediska rychlosti úběru materiálu, přesnosti velikosti, struktury tvaru a tolerance povrchu.  

Pokud máte jakýkoli požadavek na CNC frézování, kontaktujte nás, nabídneme vám do 24 hodin, GC forma je jedním z nejlepších frézovacích strojů na světě. 10 nejlepších služeb CNC obrábění na světě.