Tabulky řezných režimů frézování: posuvy pro frézy

1. Základní pojmy a vzorce pro výpočet řezných režimů

Řezné podmínky při frézování jsou souborem parametrů, které určují podmínky pro zpracování materiálu. Správná volba řezných podmínek je klíčovým faktorem pro dosažení optimální produktivity, kvality zpracování a životnosti nástroje.

Hlavní parametry řezného režimu během frézování jsou:

Rychlost řezání (V)

Řezná rychlost se měří v metrech za minutu (m/min) a je to vzdálenost, kterou urazí bod břitu nejdále od osy otáčení za jednotku času. Výpočet se provádí pomocí vzorce:

V = (π × D × n) / 1000
kde:
V — řezná rychlost (m/min)
D — průměr frézy (mm)
n – otáčky vřetena (ot./min)
π = 3.14

Otáčky vřetena (n)

Opačný vzorec pro určení požadovaných otáček vřetena je:

n = (1000 × V) / (π × D)

Zdroj (S)

Existuje několik typů podání:

• Posuv na zub (Sz) — pohyb frézy během otáčení jednoho zubu, měřený v mm/zub
• Posuv na otáčku (So) — pohyb pro jednu plnou otáčku frézy, měřený v mm/ot.
• Minutové podání (Sm) — rychlost pohybu stolu nebo řezačky, měřená v mm/min

Sm = Sz × z × n
Takže = Sz × z
kde:
z — počet zubů frézy

2. Řezná rychlost a faktory, které ji ovlivňují

Řezná rychlost je nejdůležitějším parametrem ovlivňujícím výkon obrábění, kvalitu povrchu a životnost nástroje. Volba optimální řezné rychlosti závisí na mnoha faktorech.

Faktory ovlivňující rychlost řezání:

Zpracovaný materiál. Mechanické vlastnosti materiálu obrobku mají rozhodující vliv na volbu řezné rychlosti. Tvrdé a pevné materiály vyžadují snížení rychlosti, zatímco měkké materiály, jako je hliník, umožňují vysoké rychlosti.

Materiál řezné části frézy. Moderní karbidové frézy umožňují práci rychlostmi 3–5krát vyššími než frézy vyrobené z rychlořezné oceli. Povlaky (TiN, TiAlN, AlCrN) navíc zvyšují přípustnou řeznou rychlost o 20–50 %.

Typ frézování. Během hrubování se řezná rychlost snižuje o 20–30 % oproti dokončování, aby byla zajištěna stabilita procesu při vysokém zatížení. Během dokončování se používají maximální povolené rychlosti pro dosažení vysoké kvality povrchu.

Chladicí podmínky. Použití chladicí kapaliny umožňuje zvýšit řeznou rychlost o 15–25 % díky lepšímu odvodu tepla a sníženému tření. Chlazení je obzvláště důležité při obrábění nerezových ocelí a titanových slitin.

Rada: U moderních CNC strojů se doporučuje začít s 80 % řezné rychlosti stolu a postupně ji zvyšovat, přičemž se sleduje kvalita zpracování a opotřebení nástroje.

3. Posuv při frézování: typy a výpočet

Posuv je druhým nejdůležitějším parametrem po řezné rychlosti. Správná volba posuvu zajišťuje optimální tloušťku řezné vrstvy, která ovlivňuje řezné síly, kvalitu povrchu a životnost nástroje.

Stanovení optimálního posuvu na zub

Posuv na zub závisí na následujících faktorech:

• Průměr frézy – s rostoucím průměrem se zvyšuje povolený posuv
• Tuhost systému AIDS (obráběcí stroj-upínací přípravek-nástroj-součást)
• Požadovaná drsnost povrchu
• Výkon pohonu stroje

Pro frézy obrábějící ocel se doporučuje následující přístup k posuvu:

Sz = k × D
kde:
k = 0.006–0.008 pro obtížně obrobitelné materiály
k = 0.008–0.012 pro konstrukční oceli
k = 0.012–0.020 pro hliníkové slitiny
D — průměr frézy v mm

Rychlost řezání v ose Z

Při frézování je důležité správně zvolit rychlost řezání nástroje do materiálu podél osy Z. Doporučuje se použít:

Pro tvrdé materiály se používá dolní limit (0.2), pro měkké materiály horní limit (0.3).

Poznámka: Překročení doporučeného posuvu na zub může vést ke zlomení nástroje, zejména při práci s frézami malého průměru (méně než 3 mm).

4. Vlastnosti práce s koncovými frézami

Stopkové frézy jsou nejuniverzálnějším nástrojem pro frézovací operace, které umožňují obrábění drážek, kapes, kontur a trojrozměrných ploch. Správný výběr řezných podmínek pro stopkové frézy je zásadní vzhledem k jejich relativně nízké tuhosti.

Výběr počtu zubů

Počet zubů frézy se volí v závislosti na zpracovávaném materiálu:

• 2–3 zuby – pro hliník, plasty a měkké materiály (zajišťují dobrý odvod třísek)
• 3–4 zuby — univerzální frézy pro středně tvrdé oceli
• 4–6 zubů – pro tvrdé oceli a litinu (zajišťuje hladký řez)

Hloubka řezu

Doporučená hloubka řezu (ap) pro stopkové frézy:

• Při obrábění drážek: ap ≤ 1×D (pro zajištění efektivního odvodu třísek)
• Pro zpracování kontur: ap ≤ 1.5×D
• Pro hrubování s velkým přesahem: ap ≤ 0.5×D

Šířka frézování

Optimální šířka frézování (ae) závisí na typu obrábění:

• Hrubování: ae = (0.4-0.7)×D
• Dokončování: ae = (0.05-0.2)×D
• Vysokorychlostní obrábění (HSM): ae = (0.05-0.1)×D při zvýšeném posuvu

Doporučení: Při práci s koncovými frézami malého průměru (méně než 6 mm) věnujte zvláštní pozornost házení vřetena a kvalitě upínání nástroje. Házení větší než 0.01 mm může vést k rychlému opotřebení nebo zlomení frézy.

5. Řezné režimy pro stopkové frézy

Stopkové frézy se používají k opracování rovných povrchů a poskytují vysokou produktivitu díky velkému počtu současně pracujících zubů. Zvláštností čelního frézování je, že hlavní řeznou práci provádějí koncové břity.

Výběr průměru koncové frézy

Průměr koncové frézy se volí podle pravidla:

D = (1.25-1.5) × B
kde B je šířka zpracovávaného povrchu

Tím je zajištěno pokrytí obráběného povrchu a eliminovány neopracované oblasti v případě možného vybočení vřetena.

Vlastnosti nastavení režimu

Pro stopkové frézy jsou typické následující vlastnosti:

• Posuv na zub se volí v rozmezí 0.1-0.3 mm/zub v závislosti na průměru a tuhosti systému.
• Hloubka řezu může při hrubém obrábění dosáhnout 10-15 mm.
• Řezná rychlost je o 10–15 % vyšší než u fréz stejného průměru

Vzory na řezání

Při čelním frézování se používají tři hlavní schémata pro instalaci frézy vzhledem k obrobku:

• Symetrický — osa frézy prochází středem obrobku. Používá se pro tuhé obrobky.
• Asymetrické s odsazením směrem ke vchodu — pro zpracování nepevných obrobků
• Asymetrické s odsazením směrem k výstupu — pro zpracování žáruvzdorných ocelí

6. Doporučení pro výběr režimů pro různé materiály

Každý materiál má své vlastní vlastnosti zpracování, které je třeba vzít v úvahu při výběru řezných režimů. Podívejme se na hlavní skupiny materiálů a optimální přístupy k jejich frézování.

Konstrukční oceli

Oceli s pevností do 750 MPa jsou ve strojírenství nejběžnější. Pro jejich zpracování se doporučuje:

• Používejte univerzální karbidové frézy s povlakem TiAlN
• Řezná rychlost 80–150 m/min pro karbid, 25–40 m/min pro HSS
• Povinné použití chladicí kapaliny během dokončování

Nerezová ocel

Vlastnosti zpracování korozivzdorných ocelí:

• Snížení řezné rychlosti na 45-95 m/min v důsledku sklonu ke zpevnění materiálu
• Zvýšený posuv na zub pro eliminaci tření na zadní ploše
• Důkladné chlazení je povinné
• Použití fréz se zvětšeným úhlem hřbetu (12–15°)

Je důležité, aby se: Při zpracování nerezových ocelí je nepřijatelné pracovat s tupým nástrojem – to vede k intenzivnímu zpevnění povrchové vrstvy.

Slitiny hliníku

Hliník a jeho slitiny umožňují práci při vysokých řezných rychlostech:

• Řezná rychlost 200-420 m/min v závislosti na slitině
• Použití jednobřitých nebo dvoubřitých fréz pro efektivní odvod třísek
• Použití leštěných drážkovacích fréz
• Chladicí kapalina nebo proud vzduchu pro odstranění třísek

Neželezné kovy

Při zpracování mosazi a bronzu zvažte:

• Mosaz: řezná rychlost 130–320 m/min, regulace teploty proti změknutí
• Bronz: řezná rychlost 80–150 m/min, možné řezání za sucha
• Použití fréz se zvětšenými úhly řezu (10–15°)

7. Praktické tipy pro optimalizaci procesu frézování

Dosažení optimálních výsledků frézování vyžaduje nejen správný výpočet řezných podmínek, ale také zohlednění mnoha praktických aspektů.

Strategie zpracování

Frézování nahoru a dolů. Na moderních CNC strojích se doporučuje používat souosé frézování, které zajišťuje lepší kvalitu povrchu a menší opotřebení nástroje. Souosé frézování se používá pouze v případě, že je v pohonech posuvu značná vůle.

Trochoidální frézování. Pro zpracování drážek v tvrdých materiálech je efektivní použití trochoidní strategie – fréza se pohybuje po kruhové dráze s postupným posunem. To umožňuje využít celou délku břitu a prodloužit životnost nástroje.

Vstup a výstup materiálu

Správná organizace vstupu frézy do materiálu je pro životnost nástroje zásadní:

• Použijte hladký oblouk nebo šikmý vstup místo přímého zanoření
• Poloměr vstupního oblouku musí být alespoň 0.5×D frézy
• Vyhněte se náhlým změnám směru pohybu v zatáčkách

Ovládání vibrací

Vibrace jsou hlavním nepřítelem kvalitního zpracování. Abyste je minimalizovali:

• Použijte co nejmenší možné přesah nástroje
• Pokud je L/D > 4, použijte antivibrační trny.
• Upravte otáčky, když dojde k rezonanci.
• Používejte frézy s nerovnoměrnou roztečí zubů

Opotřebení nástroje

Známky opotřebení řezné nástroje, které vyžadují úpravu režimů nebo výměnu nástroje:

• Zvýšená řezná síla a hluk
• Zhoršení kvality ošetřeného povrchu
• Změna barvy třísek (modrání při zpracování oceli)
• Vizuálně znatelné opotřebení na zadní ploše větší než 0.3 mm

Doporučení pro optimalizaci: Pro typické operace veďte protokol o řezných režimech. Zaznamenávejte nejen vypočítané parametry, ale také skutečně použité režimy, životnost nástroje a kvalitu obrábění. To vám umožní rychle zvolit optimální režimy pro opakující se práci.

Aplikace moderních CAM systémů

Moderní CAM systémy nabízejí vestavěné kalkulačky řezání a databáze materiálů. Je však důležité si uvědomit:

• Začněte se 70–80 % doporučených režimů systému
• Zvažte specifické vlastnosti stroje a nástroje
• Upravte si své rutiny na základě praktických zkušeností
• Používejte funkce adaptivního řízení posuvu

Zřeknutí se odpovědnosti: Tento článek slouží pouze pro informační účely. Uvedené režimy řezání jsou přibližné a měly by být upraveny s ohledem na specifické podmínky zpracování, vlastnosti zařízení a nástroje. Autor nenese odpovědnost za případné poškození zařízení nebo nástrojů při použití uvedených doporučení.

Zdroje informací:

• GOST 25762-83 „Řezání. Termíny, definice a označení obecných pojmů“
• GOST 26595-85 „Koncové frézy s mechanickým upevněním vícestranných karbidových desek“
• ISO 13399 „Reprezentace a výměna dat řezných nástrojů“
• Příručka strojního inženýra. Ve 2 svazcích. Editoval A.M. Dal’skij
• Doporučení od výrobců řezných nástrojů: Sandvik Coromant, Seco Tools, Kennametal

© 2025 Společnost Inner Engineering. Všechna práva vyhrazena.