Ostření fréz (popis procesu)
Domácí i zahraniční výrobci vyrábějí stovky typů a tisíce standardních velikostí všech druhů fréz, které jsou klasifikovány podle technologických vlastností a konstrukčních prvků.
Zvláštností ostřících fréz je poměrně velká délka a křivost řezných hran jejich zubů. Při ostření je nutné zajistit, aby se povrch kotouče pohyboval přesně po hraně. Obzvláště obtížné je v tomto ohledu ostření tvarových fréz, které mají zadní roh. Pro zachování tvarového profilu frézy a zjednodušení ostření se couvací zuby brousí pouze podél přední plochy (kde jsou přední a kde zadní plochy, viz níže). Nabroušené zuby, které mají rovný nebo standardizovaný zakřivený tvar, se brousí podél zadní plochy. Drážkovací a upichovací frézy jsou broušeny podél přední a zadní plochy zubů. O jejich broušení si přečtěte v článku Broušení kotoučových pil.
Ostření se provádí na specializovaných a univerzálních strojích pro ostření fréz nebo méně často ručně.
Materiál frézy
Pro výrobu fréz se používají různé materiály: uhlíkové a legované nástrojové oceli, rychlořezné nástrojové oceli, tvrdé slitiny, minerální keramika, CBN, diamanty.
Používané typy nástrojových ocelí jsou U7A, U8A, U9A, KhG, KhV5, 9KhS, KhVG atd.
Rychlořezná nástrojová ocel používaná pro výrobu fréz se dělí na ocel běžné produktivity (R6M5, R9, R12, R18 atd.) a zvýšené produktivity. Do poslední kategorie patří oceli legované kobaltem, vanadem, wolframem a molybdenem (R6M3, R18F2K5, R9F2K10, R9F2K5 atd.).
Tvrdé slitiny, ze kterých jsou zuby frézy vyrobeny, jsou vyráběny ve formě desek standardních velikostí a tvarů, připevněných k tělu frézy vysokoteplotním pájením (například stříbrná pájka PSr-40) nebo pomocí závitových spojů (prefabrikované frézy) . Skládají se z karbidů wolframu, titanu a tantalu vázaných kobaltem. Frézy ze slitin wolframu a kobaltu (VK2, VK3, VK6, VK6M, VK8 atd.) se používají pro zpracování litiny, neželezných kovů a nekovových materiálů. Slitiny titan-wolfram-kobalt (T5K10, T15K6, T14K8, T30K4 atd.) jsou méně odolné než slitiny typu VK, ale mají vyšší odolnost proti opotřebení při zpracování dílů z různých druhů ocelí. Pro zpracování ocelí se také převážně používají tříkarbidové slitiny, sestávající z karbidů wolframu, tantalu, titanu a kobaltu (TT7K12 aj.).
Pokud má fréza frézy z pájených plátů, neznamená to, že jsou vyrobeny z tvrdé slitiny. Mohou být například vyrobeny z rychlořezné oceli.
Geometrie zubů frézy
Na základě provedení zubů se rozlišují frézy se zašpičatělými (ostřenými) a zadními zuby. U špičatých zubů je část zadní plochy o šířce f přiléhající k řezné hraně rovina. Špičaté zuby jsou naostřeny podél zadní plochy. I když v případě potřeby je lze naostřit podél předního povrchu zubu.
Geometrie zubů frézy: a – broušený zub, b – couvaný zub
Zadní plocha zadních zubů, které jsou opatřeny tvarovanými frézami, sleduje Archimedovu spirálu. Vzhledem k tomu, že opracování tvarové plochy je technologicky velmi obtížné, provádí se ostření fréz s hloubenými zuby podél přední plochy.
Bez ohledu na to, kolik zubů je na fréze, lze každý z nich považovat za samostatnou frézu, vyznačující se standardními parametry pro jakoukoli frézu – přední (γ) a zadní (α) úhly, velikost broušené plochy (f) , úhel sklonu zubů (λ) .
Geometrie zubů frézy
Místo f je část zadní plochy zubu, která je vystavena broušení při ostření podél zadní plochy. K hlavnímu opotřebení zubů dochází podél této plochy, její velikost ovlivňuje velikost třecí síly mezi frézou a obrobkem, proto je nutné ji udržovat v určitém rozmezí.
Hlavní úhel čela γ — úhel mezi tečnou k přední ploše a axiální rovinou. Měří se v rovině, která prochází daným bodem kolmo k hlavnímu břitu.
Hlavní úhel hřbetu α – úhel mezi tečnou k zadní ploše v uvažovaném bodě hlavního břitu a tečnou ke kružnici rotace tohoto bodu. Funkcí úhlu α je snížit tření mezi frézou a obrobkem.
Pomocný úhel hřbetu α1 charakterizuje zvýšenou vůli mezi ošetřovaným povrchem a tělem zubu. Potřeba ostřit frézy pod pomocným úhlem vzniká při určitém opotřebení frézy a zvětšení plochy f. Jeho účelem je snížit tření mezi zubem a zpracovávaným materiálem. Ne všechny frézy mají tento úhel.
V závislosti na tvaru a směru řezné hrany mohou být zuby rovné nebo šroubovité. Sklon zubů frézy se vyznačuje úhel λ mezi rozvinutou šroubovicovou hranou a osou frézy.
Hodnoty úhlu závisí na typu frézy, jakosti slitiny nebo oceli, ze které je vyrobena, a na typu materiálu, který je určen ke zpracování.
Při zpracování viskózních materiálů se hlavní úhel čela volí v rozmezí 10-20° nebo více. U tvrdokovových fréz pro zpracování ocelí se blíží nule nebo dokonce záporu. Úhel hřbetu se také může značně lišit.
Broušení čelních fréz na dřevo
Tvarové stopkové frézy lze ostřit bez speciálního nástroje pro ostření fréz podél přední plochy tenkým diamantovým kamenem. Blok leží buď na okraji stolu, nebo, pokud má fréza hluboké vybrání, je upevněn, jak je znázorněno na fotografii níže. Fréza je poháněna podél pevného bloku.
Broušení čelních fréz na dřevo
Broušení čelních fréz na dřevo
Před naostřením frézy je ložisko odstraněno
Broušení čelních fréz na dřevo
Během procesu ostření se blok navlhčí čistou nebo mýdlovou vodou. Po naostření se umyje a vysuší.
Jak se přední plocha obrousí, hrana bude ostřejší a průměr frézy se mírně zmenší.
Pokud má fréza vodicí ložisko, je třeba je nejprve odstranit (pokud je to možné) a teprve poté nabrousit. Pokus ušetřit minutu skončí zničeným ložiskem a poškozenou frézou. Řezačku musíte také očistit od zbytků pryskyřice dřeva pomocí rozpouštědla.
Stejně jako při ostření jakéhokoli jiného nástroje je třeba použít tyče různé zrnitosti v závislosti na tloušťce vrstvy odstraňovaného materiálu a požadované čistotě povrchu. Před ostřením se musíte ujistit, že blok má správný tvar.
Při ostření každé frézy, abyste zachovali symetrii, byste se měli snažit provést stejný počet ostřících pohybů a se stejným tlakem.
Pokud je materiál řezaček dostatečně měkký, můžete místo špalku použít brusný papír nalepený na rovnou plochu (pruh z tvrdého dřeva nebo pásek oceli).
Čelní frézy na dřevo lze také brousit na brusce při nízké rychlosti kotouče pomocí vhodného brusného kotouče.
Broušení koleček
V závislosti na materiálu, ze kterého jsou frézy vyrobeny, mohou být broušeny bílými nebo normálními aluminovými kotouči, CBN kotouči, zelenými kotouči z karbidu křemíku nebo diamantovými kotouči (PCD). Například elektrokorundové kotouče mohou zajistit kvalitní ostření fréz na dřevo nebo kov vyrobených pouze z nástrojové nebo rychlořezné oceli běžné produktivity, zatímco CBN kotouče dokážou naostřit frézy z rychlořezné oceli se zvýšenou produktivitou, diamantové kotouče a kotouče ze zeleného karbidu křemíku – frézy z tvrdých slitin
Při použití brusných kotoučů (zejména diamantových) je vhodné je chladit chladicí kapalinou.
Jednou z výrazných nevýhod diamantu je jeho relativně nízká teplotní stabilita – při teplotě okolo 900°C diamant hoří.
Tepelná odolnost různých materiálů, °C
S rostoucí teplotou klesá mikrotvrdost abrazivních materiálů. Zvýšení teploty na 1000°C snižuje mikrotvrdost téměř 2-2,5krát ve srovnání s mikrotvrdostí při pokojové teplotě. Zvýšení teploty na 1300°C způsobuje snížení tvrdosti abrazivních materiálů téměř 4-6x.
Používání vody k chlazení může vést ke korozi součástí a součástí stroje. K odstranění koroze se do vody přidává mýdlo a některé elektrolyty (uhličitan sodný, soda, fosforečnan sodný, dusitan sodný, křemičitan sodný atd.), které vytvářejí ochranné filmy. Pro běžné mletí se nejčastěji používají roztoky mýdla a sody, pro jemné mletí se používají nízkokoncentrované emulze.
Chcete-li zvýšit produktivitu broušení brusnými kotouči a snížit specifické opotřebení, měli byste zvolit největší zrnitost, která poskytuje požadovanou třídu čistoty povrchu broušeného nástroje.
Pro výběr zrnitosti brusiva v souladu s fází broušení můžete použít tabulku v článku o brusných kamenech.
Obvodová rychlost kotouče při ostření tvrdokovových zubů by měla být cca 10-18 m/s. To znamená, že při použití kotouče o průměru 125 mm by se otáčky motoru měly pohybovat kolem 1500-2700 ot./min. Ostření křehčích slitin se provádí při nižší rychlosti z tohoto rozsahu. Při ostření tvrdokovových nástrojů vede použití drsných podmínek ke vzniku zvýšeného pnutí a trhlin, někdy i k vylamování řezných hran, což zvyšuje opotřebení kotouče.
Tvar kruhu pro ostření zadního úhlu zubů na válcové ploše je miskovitý (ChTs nebo ChK) nebo diskovitý (1T, 2T, 3T), přední úhelník je diskový nebo plochý.
Různé tvary brusných kotoučů
Frézovací stroj na ostření
S ohledem na nejobtížnější případy – spirálové zuby, musí stroj na ostření fréz zajišťovat rotační a translační pohyb broušené frézy. Níže uvedený obrázek ukazuje stroj na ostření stopkových fréz E-90 DAREX.
Stroj na ostření čelních fréz
Orientace frézy pomocí jehly
Podstatou ostření stopkové frézy je, že když se pohybuje podélně vzhledem ke kružnici, současně se otáčí synchronizovaně kolem své osy. Díky tomu je nabroušená hrana v kontaktu s kolem vždy ve stejné výšce (je zajištěn stejný úhel ostření). Synchronizace translačních a rotačních pohybů se dosahuje pomocí kopírovací jehly opřené o dutinu na přední ploše zubu. Přitlačením broušeného zubu k jehle a plynulým pohybem frézy v axiálním směru obsluha jediným pohybem nabrousí zub na celou délku.
Ostření bočních zubů. Ve zjednodušené podobě vypadají zuby ostřícího šroubu takto. Fréza je instalována v kleštině.
Sledovací jehla je nastavena do polohy, kdy je ve své nejvyšší poloze a její špička se dotýká vnější hrany drážky stopkové frézy.
Ostření spirálových fréz
Fréza je instalována ve své původní (vysunuté) poloze, ve které je jehla umístěna v blízkosti dříku a opírá se o drážku zubu.
Brusný kotouč se posune pomocí knoflíku bočního posuvu do polohy, kdy jeho vnější hrana splývá s jehlou.
Motor se zapne a rukojeť přímého posuvu pomalu posouvá kruh směrem k fréze, dokud nezačne jiskřit. Poté se pomocí posuvové stupnice nastaví tloušťka odebraného kovu (obvykle 25-50 mikronů).
Ostření spirálových fréz
Ostření zubu na celou jeho délku se provádí zatažením vřetena s frézou, dokud se fréza nespojí z jehly. V tomto případě musíte zajistit, aby byl řezák neustále v kontaktu s jehlou. Tím je zajištěna rotace frézy nezbytná k tomu, aby byla ostřená hrana v kontaktu s kotoučem ve stejné relativní poloze.
Ostření spirálových fréz
Pro zajištění čistého zpracování se průchod frézy opakuje ještě jednou, aniž by se změnila tloušťka odebraného kovu. Tím je zpracování jednoho zubu dokončeno a podobná operace se opakuje u všech ostatních zubů. Aby byly všechny zuby naostřeny stejně, neměli byste měnit tloušťku odstraňovaného kovu, která byla původně nastavena pomocí knoflíku pro přímý posuv.
Změnou polohy jehly tak, aby její hrot spočíval na různých bodech drážky zubu (například na okraji nebo uprostřed), můžete změnit hodnoty úhlu α a α1.
Broušení koncových zubů. Pro ostření koncových zubů musí být stopková fréza nastavena do polohy, ve které by byl broušený zub umístěn přísně vodorovně. Ostřící systém E-90 je vybaven odstupňovaným kroužkem, který umožňuje snadnou a jednoduchou instalaci koncových zubů vodorovně. Pokud používáte stroj na ostření fréz, který není vybaven podobným mechanismem, můžete vodorovnost zubů nastavit pomocí čtyřhranu.
Ostření koncových zubů frézy
Horizontální ostření sady zubů se provádí pohybem hrany ostřícího kotouče podél hrany zubu. Úhel ostření se nastavuje vertikálním pohybem kotouče nebo nakláněním vřetena pomocí frézy (pokud je to možné).
Ostření koncových zubů frézy
Sklon vřetena brusky
Kontrola kvality ostření
Po naostření je nutné frézu zkontrolovat. Přítomnost třísek, škrábanců a prasklin se kontroluje vizuálně pouhým okem nebo pomocí lupy pomocí přístrojů, kontroluje se házivost zubů, hodnoty úhlů a drsnost povrchu.
Přípustné odchylky předních a zadních úhlů ostření všech fréz jsou ±1°. Úhly lze měřit speciálním úhloměrem 2URI nebo kyvadlovým úhloměrem.
U standardních fréz je regulováno radiální házení dvou sousedních (σcm) a dvou protilehlých (σpr) zubů a také axiální házení. Přípustné hodnoty radiálního a čelního házení zubů frézy jsou uvedeny v tabulce níže (u fréz, které nemají koncové zuby, je uvedena dovolená házivost nosných konců).
Přijatelné hodnoty házivosti zubů frézy
Kvalita ostření nebo povrchové úpravy se kontroluje vnější kontrolou pomocí lupy. Řezné hrany fréz musí být bez zářezů a rýh.
Pokud jsou na povrchu zubu zubaté stopy, výstupky se při použití frézy odštípnou a velmi rychle se otupí. Měli byste se snažit, aby povrch zubu byl velmi hladký.
Přítomnost trhlin na deskách z tvrdé slitiny se zjišťuje pomocí lupy a smáčení desek petrolejem. V tomto případě, pokud jsou praskliny, vychází petrolej.
Video:
Při používání obsahu tohoto webu musíte na tento web umístit aktivní odkazy, které budou viditelné pro uživatele a vyhledávací roboty.