FRÉZOVACÍ NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚCÍ STROJE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY

FRÉZOVACÍ NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚCÍ STROJE MILLING TOOLS FOR CNC MACHINE TOOLS

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS

AUTOR PRÁCE

LUKÁŠ VAMPOLA

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2009

doc. Ing. ANTON HUMÁR, CSc.

FSI VUT

BAKALÁěSKÁ PRÁCE

Strana 5

ABSTRAKT V této bakaláĜské práci jsou popsány frézovací nástroje pro CNC obrábČcí stroje. První kapitola je zamČĜena na CNC frézky a CNC obrábČcí centra. Hlavní pohled je upírán na zásobníky a typy nástrojĤ pro CNC stroje. V další kapitole jsou popsány vlastní frézovací nástroje. Popis a rozdČlení je provedeno z hlediska konstrukce, oznaþování, nástrojového materiálu a užití. Jsou zde uvedeny výhody, nevýhody a použití daného nástroje nebo nástrojového materiálu. V dnešní dobČ se pro obrábČní nejvíce používají vymČnitelné bĜitové destiþky ze slinutého karbidu. StČžejní þást bakaláĜské práce je vČnována sortimentu frézovacích nástrojĤ renomovaných producentĤ. Z mnoha významných jsem si vybral spoleþnosti Sandvik Coromant a Pramet Tools. Klíþová slova CNC frézky, CNC obrábČcí centra, Frézy

ABSTRACT In this bachelor’s thesis are described milling tools for CNC machine tools. The first part is target the CNC milling machines and CNC machining centres. The main set eyes on tool holder magazines and type of tools for CNC machine tools. In next part of thesis are described milling tools. Description and partition are performed in light of construction, marking, tool materials and using. There are wrote advantage, disadvantage and using tools or material for tools. Replaceable cutting edges from sintered carbides are most used for milling on the present. Pivotal part of bachelor’s thesis is attended to range of products for milling from renowned producers. I chose Sandvik Coromant and Pramet Tools from many notable concerns. Key words CNC milling machine, CNC machining centre, Milling cutter

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE VAMPOLA, Lukáš. Frézovací nástroje pro CNC obrábČcí stroje: BakaláĜská práce. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2009. 40 s.. Vedoucí práce doc. Ing. Anton Humár, CSc.

FSI VUT


Strana 6

Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakaláĜskou práci na téma Frézovací nástroje pro CNC obrábČcí stroje vypracoval samostatnČ s použitím odborné literatury a pramenĤ, uvedených na seznamu, který tvoĜí pĜílohu této práce.

Datum

…………………………………. Jméno a pĜíjmení bakaláĜe

FSI VUT


Strana 7

PodČkování DČkuji tímto doc. Ing. Antonu Humárovi, CSc. za cenné pĜipomínky a rady pĜi vypracování bakaláĜské práce.

FSI VUT


Strana 8

OBSAH Abstrakt ......................................................................................................................... 5 Prohlášení..................................................................................................................... 6 PodČkování................................................................................................................... 7 Obsah ............................................................................................................................ 8 Úvod............................................................................................................................... 9 1 Základní charakteristiky CNC frézek a obrábČcích center...................................................................................................... 10 1.1 Popis a Ĝízení CNC frézek a obrábČcích center.......................................... 10 1.1.1Definice CNC................................................................................................ 10 1.1.2NC Program.................................................................................................. 10 1.2 CNC obrábČcí centrum.................................................................................... 11 1.2.1Charakteristické znaky CNC obrábČcího centra ................................... 11 1.2.2Frézovací obrábČcí centra s horizontální osou vĜetena ........................ 11 1.2.3Frézovací obrábČcí centra s vertikální osou vĜetena............................. 11 1.2.4Nástroje pro CNC frézovací obrábČcí centra ......................................... 13 1.2.5Zásobníky nástrojĤ ...................................................................................... 14 2 Charakteristika frézovacích nástrojĤ z hlediska konstrukce, nástrojového materiálu, zpĤsobu oznaþování a užití................................................................... 15 2.1 Charakteristika frézovacích nástrojĤ z hlediska konstrukce...................... 15 2.2 Materiály pro frézovací nástroje..................................................................... 17 2.2.1RychloĜezné oceli ........................................................................................ 17 2.2.2Slinuté karbidy.............................................................................................. 17 2.2.3Cermety......................................................................................................... 18 2.2.4Keramika....................................................................................................... 19 2.2.5Polykrystalický kubický nitrid boru ............................................................ 20 2.2.6Polykrystalický diamant .............................................................................. 20 2.3 ZpĤsob znaþení frézovacích nástrojĤ ........................................................... 22 2.4 Užití frézovacích nástrojĤ................................................................................ 22 3 Frézovací nástroje pro CNC obrábČcí stroje a centra v sortimentu výroby nejvýznamnČjších domácích a svČtových producentĤ nástrojĤ ......................... 23 3.1 Sortiment firmy Sandvik Coromant................................................................ 23 3.1.1Frézy do rohu 90°........................................................................................ 25 3.1.2ýelní frézy 65°, 45° a zahlubovací fréza 10° .......................................... 26 3.1.3Frézy pro tvarové frézování ....................................................................... 27 3.1.4Frézy pro vnitĜní zapichování a Ĝezání závitĤ ......................................... 27 3.1.5ýelní válcové frézy ze slinutého karbidu ................................................. 27 3.1.6Ostatní frézy Ĝady CoroMill ........................................................................ 29 3.2 Sortiment firmy Pramet tools .......................................................................... 30 3.2.1Frézy do rohu 90°........................................................................................ 30 3.2.2ýelní frézy 75°, 60° a 45° ........................................................................... 30 3.2.3Kopírovací frézy........................................................................................... 31 3.2.4Ostatní frézy ................................................................................................. 31 3.3 Porovnání sortimentu Sandvik Coromant a Pramet Tools ........................ 31 ZávČr............................................................................................................................ 32 Seznam použitých zdrojĤ ......................................................................................... 33 Seznam použitých zkratek a symbolĤ.................................................................... 35 Seznam pĜíloh ............................................................................................................ 36

FSI VUT


Strana 9

ÚVOD V souþasné dobČ je na trhu s frézovacími nástroji pomČrnČ velké množství druhĤ fréz a vymČnitelných bĜitových destiþek. V dĤsledku celosvČtového vývoje významných výrobcĤ jsou k dispozici frézy rĤzných tvarĤ a specifického použití, od tvarových, jednoúþelových fréz po univerzální frézy. Rozsahy prĤmČrĤ zaþínají na nČkolika setinách milimetru a u velkých frézovacích hlav konþí ve stovkách milimetrĤ. Materiály užívané k výrobČ Ĝezných nástrojĤ jsou zejména rychloĜezné oceli, slinuté karbidy, cermety, keramika, polykrystalický kubický nitrid boru a polykrystalický diamant. Každý materiál má svoji oblast použití a své specifické vlastnosti. K nejpoužívanČjším materiálĤm v souþasnosti patĜí povlakované slinuté karbidy, které jsou pevné a tvrdé a jejich povlak jim zajišĢuje termochemickou stabilitu.

FSI VUT

1


Strana 10

ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY CNC FRÉZEK A OBRÁBċCÍCH CENTER

1.1

Popis a Ĝízení CNC frézek a obrábČcích centra 8, 15

1.1.1

Definice CNC

Pojem CNC (Computer Numerical Control) oznaþuje poþítaþem (þíslicovČ) Ĝízený stroj. Pracovní funkce þíslicovČ Ĝízeného výrobního stroje jsou ovládány Ĝídícím systémem pomocí vytvoĜeného programu. Program se skládá z alfanumerických znakĤ, které svou posloupnosti tvoĜí bloky nebo vČty. Je vytváĜen nezávisle na stroji mimo výrobní dílnu a je zcela oddČlen od výrobního stroje. Díky tomuto oddČlení lze pružnČ reagovat na zmČnu výroby tvarovČ i velikostnČ odlišných výrobkĤ. SeĜízení stroje je zkráceno na minimum a s využitím výpoþetní techniky se zmenšuje þas na pĜípravu. CNC stroje se uplatĖují ve všech oblastech strojírenské výroby (obrábČní, tváĜení, montáž, mČĜení). 1.1.2

NC Program

Program pro þíslicovČ Ĝízený obrábČcí stroj musí být psán podle syntaktických pravidel, která jsou do urþité míry specifická pro každý obrábČcí stroj a systém. Informace zapsané v programu urþují pohyby pracovních orgánĤ stroje (supportĤ, vĜeten, stolĤ, atd.) jak velikostí, smyslem a smČrem, tak i podmínkami tČchto pohybĤ (otáþky, posuv) bČhem pracovního cyklu. Dále Ĝídí výmČnu nástrojĤ pĜípadnČ obrobkĤ. Program obsahuje tyto informace: x Geometrické: popisují dráhu nástroje, která je dána rozmČry obrábČné souþásti, zpĤsobem obrábČní a popisuje pĜíjezdy a odjezdy k obrobku a od nČho. Jde tedy o popis drah nástroje v kartézských souĜadnicích, vycházejících z rozmČrĤ souþásti na výrobním výkrese. Popis je proveden v osách X, Y, a Z (u tĜí-osých) a þasto i v dalších osách dle konstrukce stroje a nároþnosti výrobkĤ. x Technologické: stanovují technologii obrábČní z hlediska Ĝezných podmínek (otáþky, Ĝezná rychlost, hloubka tĜísky, posuv). x Pomocné: informace a povely pro stroj pro pomocné funkce (napĜ. smČr otáþení vĜetene, zapnutí þerpadla chladící kapaliny).

FSI VUT


1.2

CNC obrábČcí centrum

1.2.1

Charakteristické znaky CNC obrábČcího centra 6, 8

Strana 11

CNC obrábČcí centrum lze charakterizovat jako þíslicovČ Ĝízený obrábČcí stroj který má: x dostateþnČ vysokou tuhost a pĜesnost, x automatickou výmČnu nástrojĤ bČhem pracovního cyklu, x dokáže provést rĤzné operace pĜi jednom upnutí obrobku, x nastavit vzájemnou polohu obrobku a nástroje (pomocí servomechanismĤ a odmČĜovacích zaĜízení, které tvoĜí regulaþní obvod pro polohování), x Ĝídit otáþky, posuvy a pomocné úkony, x a pro automatizovaný cyklus je nezbytné þištČní a odvod tĜísek (tĜískové hospodáĜství). Z technologického hlediska jsou CNC obrábČcí centra rozdČlována na: x obrábČcí centra pro výrobu rotaþních souþástí (soustružnická obrábČcí centra: horizontální a vertikální), x obrábČcí centra pro výrobu nerotaþních souþástí (frézovací obrábČcí centra: horizontální a vertikální). K hlavním charakteristickým znakĤm všech obrábČcích center patĜí vysoký rozsah a plynulá regulace Ĝezných a posunových rychlostí, valivé, zakrytované vedení všech pohybĤ a zásobníky nástrojĤ rĤzných typĤ. 1.2.2

Frézovací obrábČcí centra s horizontální osou vĜetena 6

Jsou to víceúþelové stroje (tĜí- až pČtiosé) (obr. 1.1), na kterých lze nejen frézovat, ale i Ĝezat závity, vrtat, vyvrtávat, vystružovat atd.. Jsou urþené pro obrábČní nerotaþních souþástí zejména skĜíĖovitého tvaru. Nástrojová þást bývá obvykle nemČnná se tĜemi navzájem kolmými Ĝízenými osami (X, Y a Z), zatímco obrobková þást se dvČma rotaþními osami (A a B). Vyskytují se i varianty se dvČma osami v nástrojové þásti (X a Y) a tĜemi osami (Z, A a B) v obrobkové þásti. Pro obrábČní tČžkých a rozmČrných obrobkĤ je obrobková þást konstruovaná jako pevná upínací deska Ĝízená osami (X, Y a Z) nebo otoþný stĤl (osy X, Y, Z a B) þi pČtiosý stroj (osy X, Y, Z, A a B). Ve všech uvedených pĜípadech je nástrojová þást obrábČcích center s horizontální osou vĜetena mimo dosah tĜísek. 1.2.3

Frézovací obrábČcí centra s vertikální osou vĜetena 6

Jsou to víceúþelové stroje (tĜí- až pČtiosé) (obr. 1.2), na kterých lze nejen frézovat, ale i Ĝezat závity, vrtat, vyvrtávat, vystružovat atd.. Jsou urþené pro obrábČní plochých nerotaþních souþástí. Obrobková þást mĤže mít prostý pevný stĤl nebo „dvojstĤl“ s krytem proti tĜískám pro upínání následné souþásti bČhem obrábČní. VĜeteno je umístČno na pojízdném portálu a má ovládané tĜi osy (X, Y a Z) nebo jsou varianty s dvČmi ovládanými osami (X a Z), které mají v obrobkové þásti Ĝízené osy Y, A a C).

FSI VUT


Obr. 1.1 Horizontální frézovací centrum Mori Seiki HVM 630 6

Strana 12

Obr. 1.2 StĤl 5-ti osého frézovacího centra MCU 630V-5X 9

Frézovací centra (vertikální i horizontální) jsou þasto doplnČny o dopravník pro kontinuální odvod tĜísek (obr.1.3).

Obr. 1.3 Dopravník tĜísek vertikálního frézovacího centra Mori Seiki GV 5035 AX 6

FSI VUT

1.2.4


Strana 13

Nástroje pro CNC frézovací obrábČcí centra 6

Základní znaky nástrojĤ pro CNC obrábČcí centra: x mají stavebnicovou konstrukci (každý nástroj nemusí obsahovat všechny uvedené položky): základní držák pro upnutí na obrábČcím centru (obr. 1.4), redukþní þleny (umožĖují zmČnu velikosti pĜíþného prĤĜezu), prodlužovací þleny (umožĖují zmČnu polohy špiþky Ĝezné þásti nástroje) upínací þleny pro upnutí Ĝezných þástí nástroje, Ĝezná þást nástroje (nebo normalizovaný nástroj), x seĜizují se mimo stroj, na speciální seĜizovacím pĜístroji , (zajištČní pĜesné polohy Ĝezné þásti nástroje), x pro výrobu Ĝezných þástí se používají kvalitní nástrojové materiály, které se vyznaþují zejména vysokou Ĝezivostí, x jejich optimální trvanlivost obvykle nepĜesahuje hodnotu T=15 minut (pracují s vysokými Ĝeznými rychlostmi).

Obr. 1.4 Upínaþe firmy Pramet Tools pro rotaþní nástroje 13

FSI VUT

1.2.5


Strana 14

Zásobníky nástrojĤ 6

Pro ukládání nástrojĤ v obrábČcích centrech slouží zásobníky s kapacitou 20 – 50 nástrojĤ, nČkdy i 100 – 150. Mohou být umístČné na stojanu, ve vĜeteníku, na stole stroje i mimo stroj. Dle konstrukce je dČlíme na revolverové, bubnové, deskové, regálové (obr. 1.5), voštinové, ĜetČzové (obr. 1.6), meandrové, atd. Samotnou výmČnu nástroje zajišĢuje speciální manipulaþní zaĜízení, které vyjme nástroj z vĜetena, uloží ho do zásobníku, vybere jiný nástroj a vloží ho do vĜetena stroje. Každý nástroj má v zásobníku svojí pozici nebo je oznaþen identifikaþním kódem, podle kterého je umožnČn Ĝídícímu programu centra výbČr nástroje pro výmČnu. Když sled nástrojĤ odpovídá technologickému postupu, je kódována pozice nástroje a výhodou jsou krátké þasy na výmČny nástrojĤ a minimální pohyby zásobníku. Nevýhodou je nutnost výmČny vČtšiny nástrojĤ pĜi výrobČ jiné souþásti. Uložení nástrojĤ v zásobníku mĤže být také náhodné a kóduje se nástroj. Nevýhodou jsou velké pohyby zásobníku pĜi vyhledávání a výmČnČ nástroje.

Obr.1.5 Regálový zásobník nástrojĤ 16

Obr.1.6 ěetČzový zásobník nástrojĤ 16

FSI VUT


Strana 15

2 CHARAKTERISTIKA FRÉZOVACÍCH NÁSTROJģ Z HLEDISKA KONSTRUKCE, NÁSTROJOVÉHO MATERIÁLU, ZPģSOBU OZNAýOVÁNÍ A UŽITÍ 2.1 Charakteristika frézovacích nástrojĤ z hlediska konstrukce 6, 11 Nástroje pro frézování se nazývají frézy. Jsou to vícebĜité a nČkdy i tvarovČ složitČjší nástroje, které mají rozsáhlý zpĤsob použití. V závislosti na jejich technologickém užití je rozdČlujeme do skupin dle rĤzných hledisek. RozdČlení z hlediska umístČní zubĤ x Válcové - zuby jsou umístČny na válcové ploše. Jsou urþeny k frézování ploch rovnobČžných s osou frézy. x ýelní - zuby jsou umístČny na þelní ploše. Používají se k frézování rovinných ploch. x Válcové þelní - zuby jsou umístČny na þelní i válcové ploše. UpotĜebí se pĜi souþasném frézování dvou rovin na sebe kolmých (obr. 2.1). Obr. 2.1 ýelní válcová fréza 12 RozdČlení z hlediska provedení zubĤ x Frézované zuby - þelo i hĜbet tvoĜí rovinné plochy, na hĜbetČ zpevĖuje bĜit úzká fazetka o šíĜce 0,5 až 2 mm a ostĜení se provádí na hĜbetČ x Podsoustružené zuby - hĜbetní plocha je tvoĜena þástí Archimédovi spirály, þelo zubu je tvoĜeno rovinnou plochou a ostĜení se provádí na þele. Tyto zuby jsou vhodné pro tvarové frézy, protože pĜi ostĜení na þele se jejich profil mČní jen nepatrnČ. x Lité zuby – hĜbetní plochu tvoĜí válec. RozdČlení z hlediska konstrukþního uspoĜádání x Celistvé frézy – tČleso i zuby jsou vyrobeny ze stejného materiálu x S vloženými noži – v souþasné dobČ se témČĜ nepoužívá x S vymČnitelnými bĜitovými destiþkami – destiþky se mechanicky pĜipevní k tČlesu frézy (obr. 2.3) Obr. 2.2 Nastavitelná stopková fréza pro srážení hran s vymČnitelnou bĜitovou destiþkou 12

FSI VUT

Strana 16


RozdČlení z hlediska poþtu zubĤ x Jemnozubé – velký poþet zubĤ vzhledem k prĤmČru frézy x Polohrubozubé - kompromis mezi jemnozubými a hrubozubými x Hrubozubé – malý poþet zubĤ. Pro klidný chod frézy by mČly být v zábČru alespoĖ dva zuby. RozdČlení z hlediska smČru zubĤ x PĜímé zuby x Šikmé zuby x Zuby ve šroubovici – zuby vnikají do zábČru postupnČ, Ĝezný proces je klidnČjší a plynulejší (obr. 2.3). Obr. 2.3 ýelní válcová hrubovací fréza s bĜity ve šroubovici 12 RozdČlení dle geometrického tvaru funkþní þásti: x x x x x x x x

Válcové (obr. 2.1 a obr. 2.3), kotouþové (obr. 2.4), úhlové (obr. 2.2), drážkovací (obr. 2.5), kopírovací, rádiusové, pro výrobu ozubení, pro výrobu závitĤ.

Obr. 2.4 Kotouþová fréza 12 RozdČlení dle smyslu otáþení x PravoĜezné x LevoĜezné RozdČlení dle upnutí x Nástrþné x S upínací stopkou – válcovou (obr. 2.5) – kuželovou

Obr. 2.5 Stopková fréza na T-drážky 12

FSI VUT

2.2


Strana 17

Materiály pro frézovací nástroje 1, 3, 6

Nástroje dČlíme dle materiálu zubĤ na frézy z rychloĜezné oceli, slinutých karbidĤ, cermetĤ, Ĝezné keramiky, polykrystalického kubického nitridu bóru a polykrystalického diamantu. Na tyto Ĝezné materiály se mohou nanášet ochranné povlaky, které zajišĢují delší životnost a tvrdost povrchu nástroje.

2.2.1

RychloĜezné oceli

HSS (High Speed Steel) – Speciální druh oceli, který se používá pro výrobu namáhaných obrábČcích nástrojĤ pro rychlé obrábČní souþástí zejména v pĜírodním stavu. Ocel vyniká vysokou tvrdosti a žárupevností. RychloĜezná ocel má pĜibližnČ dvakrát vČtší houževnatost než slinuté karbidy a šestkrát vČtší než keramika

2.2.2

Slinuté karbidy

Slinutý karbid se vyrábí z kovového pojiva a rĤzných karbidĤ pomocí práškové metalurgie. NejdĤležitČjší karbidy jsou karbid wolframu (WC), karbidy titanu (TiC), karbid tantalu (TaC) a karbid niobu (NbC). Jako pojivo je používán kobalt (Co). Velikost þástic je v rozmezí 1 až 10 Pm a tvoĜí až 95% objemu Ĝezného materiálu. Vlastní výroba spoþívá v pĜípravČ prášku (pro rĤzné použití jsou zhotoveny rozdílné prášky karbidĤ). Podle toho, jaké má mít vlastnosti vyrobený slinutý karbid se všechny prášky semelou a promísí, aby byla zajištČna homogenita. Další etapou je lisování karbidového prášku do tČlísek na lisech. PĜi lisování získá polotovar výsledný tvar, nikoliv rozmČry a navíc se smrští až o 20 %. Jelikož je i slisovaný materiál porézní, musí se slinovat (tepelný proces, pĜi kterém se póry uzavĜou a zrnka prášku se vlivem difĤze spojí). Proces slinování musí být pĜesnČ Ĝízen (þas i teplota), aby mČl karbid požadované vlastnosti. Teplota slinování je 1400 až 1600°C a podíl tavenin y tvoĜí 10 až 50 objemových procent. Pro dosažení pĜesnosti rozmČrĤ a geometrie se slinuté karbidy brousí pĜípadnČ kartáþuje (pro zaoblení hran v rozsahu od 20 do 100 Pm). V souþasnosti jsou slinuté karbidy nejpoužívanČjší Ĝezné materiály pro obrábČní kovĤ. Dle klasifikace ISO mĤžeme vybrat vhodný slinutý karbid pro urþitý pĜípad použití. Modrá P – vhodné pro materiály tvoĜící dlouhou tĜísku jako je zejména ocel a ocelolitina. Žlutá M – vhodné pro obrábČní austenitických, feritických a martenzitických korozivzdorných ocelí, žáruvzdorných materiálĤ, manganových ocelí, legovaných druhĤ litin, atd. Obr. 2.6 RĤzné povlaky na slinutém karbidu 14

FSI VUT


Strana 18

ýervená K – vhodné pro obrábČní materiálu tvoĜících krátkou tĜísku, zejména litin Zelená N – užití pro neželezné kovy, slitiny hliníku, plasty, dĜevo, atd. HnČdá S – pro obrábČní tepelnČ odolných slitin a slitin titanu. Šedá H – použití pro obrábČní zušlechtČných materiálĤ napĜ. kalené oceli V každé skupinČ jsou uvedena þísla, která specifikují rĤzné požadavky na obrábČní (od hrubování až po dokonþovací operace). Oznaþují se od 01 pro dokonþovací operace za vysokých Ĝezných rychlostí a malým úbČrem materiálu pĜes hlavní oblast použití 25 pro stĜední obrábČní až po skupinu 50 pro hrubování pĜi nízkých Ĝezných rychlostech. Dále to jsou požadavky na odolnost proti opotĜebení (WR) a houževnatost (T) dle zpĤsobu obrábČní. V dnešní dobČ se vČtšina slinutých karbidĤ povlakuje pro zvýšení jejich odolnosti proti opotĜebení, zvýšení výkonnosti a spolehlivosti (obr. 2.6). NejdĤležitČjší materiály pro povlakování jsou: karbid titanu (TiC) šedý, nitrid titanu (TiN) – zlatý (obr. 2.7), oxid hlinitý (AL2O3) – þerný. Obr. 2.7 Struktura slinutého karbidu s tĜívrstvým povlakem 1 2.2.3

Cermety

Cermet je spoleþný název pro všechny tvrdé kovokeramické materiály, u nichž jsou tvrdé složky tvoĜeny karbidem titanu (TiC), karbonitridem titanu (TiCN) nebo nitridem titanu (TiN). Název CERMET znamená CERamic-METal (keramické þástice s kovovým pojivem, obr. 2.8). V praxi lze cermety považovat za slinuté karbidy, zhotovené na bázi titanu místo karbidĤ wolframu. Destiþky z cermetĤ hrají dĤležitou roli pĜi frézování jak u dokonþovacích operací, tak u bČžných pĜípadĤ nasazení a rovnČž pro široké spektrum materiálĤ obrobkĤ. Jsou vhodné zejména pro vysoké Ĝezné rychlosti, malé posuvy a relativnČ velké, ale stejnomČrné hloubky Ĝezu. Naopak je nutné zabránit abrazivnímu opotĜebení, které mĤže vyvolat licí kĤra. Cermety mají také vysokou chemickou stabilitu a tvrdost za tepla, malý sklon k vytváĜení nárĤstku a oxidaþnímu opotĜebení. Obr. 2.8 Struktura cermetu 10

FSI VUT

2.2.4


Strana 19

Keramika

Keramika je souhrnný název pro velký poþet rĤzných Ĝezných materiálĤ. PĤvodnČ se pod tímto pojmem rozumČl oxid hlinitý (AL2O3), jehož použití sahá do minulosti. Keramické materiály chemicky nereagují s materiálem obrobku, jsou tvrdé a mají vysokou tvrdost zatepla. Mohou být použity pĜi vysokých Ĝezných rychlostech a pĜi správném používání zaruþují dlouhou trvanlivost bĜitu a je možné dosáhnout mimoĜádnČ velký objem odebíraného materiálu. ÚspČšné použití závisí na podmínkách obrábČní (stabilita upnutí, stabilita stroje, Ĝezné podmínky, vedení Ĝezu) a na pĜizpĤsobení bĜitu k danému zpĤsobu obrábČní, které je urþováno parametry: druh fasetky, úhel hĜbetu a úhel bĜitu. Existují dva základní typy keramiky: 1)

Na bázi oxidu hlinitého (AL2O3) a)

þistá (oxidická) – relativnČ nízká pevnost a houževnatost, pĜi nepĜíznivých podmínkách dochází k vylamování bĜitĤ. Vlastnosti lze výraznČ zlepšit pĜidáním malého množství oxidu zirkoniþitého. Barva þisté keramiky lisované za studena je bílá (obr. 2.9), za tepla je šedá.

b)

smČsná keramika – vyšší odolnost proti tepelnému šoku získává pĜidáním kovové fáze (karbid titaniþitý, nitrid titanu). Je ménČ náchylná k lomu, ale nelze srovnávat se slinutými karbidy. PĜi výrobČ lisováním má þernou barvu (2.10).

c)

vyztužená keramika - keramika zesílená wiskerem (vlákna o prĤmČru 1 Pm a délce 20 Pm z karbidu kĜemíku). Díky tomu se podstatnČ zvýší pevnost, houževnatost, odolnost proti tepelnému šoku, tvrdost za tepla a odolnost proti opotĜebení. Barva destiþek je zelená a užívají se pro obrábČní žáruvzdorných slitin, kalené oceli, šedé litiny a zejména pĜi obrábČní pĜerušovaným Ĝezem.

2)

Obr. 2.9 VBD z oxidické keramiky lisované za studena 3

Obr. 2.10 VBD ze smČsné keramiky vyrábČné lisováním 3

FSI VUT 2)


Strana 20

Neoxidická keramika na bázi nitridu kĜemíku (Si3N4)

Tato keramika je dvoufázový materiál, v nČmž jsou krystaly nitridu kĜemíku uloženy v pojivu. Vykazuje lepší chování materiálu pĜi tepelném šoku a houževnatost než u keramiky na bázi oxidu hlinitého. Hlavním užitím keramiky na bázi nitridu kĜemíku je obrábČní šedé litiny jak za sucha, tak pĜi chlazení Ĝeznou kapalinou. Na rozdíl od keramiky na bázi oxidu hlinitého jí nevadí pĜerušovaný Ĝez ani promČnná hloubka Ĝezu. 2.2.5

Polykrystalický kubický nitrid boru

CBN (kubický nitrid boru) je po diamantu nejtvrdší Ĝezný materiál. Svoji tvrdost vykazuje i pĜi extrémních teplotách (2000 °C). Vyniká velkou od olností proti abrazivnímu opotĜebení a dobrou chemickou stabilitou. Je houževnatČjší a tvrdší než keramika, ale nemá tak dobrou chemickou a tepelnou odolnost. Oblast použití je hlavnČ obrábČní kalených a povrchovČ kalených obrobkĤ, slinovaných materiálĤ na bázi kobaltu a železa a žáruvzdorné slitiny. ýím je materiál tvrdší, tím je opotĜebení bĜitu nástroje menší. Když je materiál mČkký, musíme poþítat s velkým opotĜebením bĜitu. Polykrystalický kubický nitrid boru (obr. 2.11) používáme zásadnČ pro obrábČní materiálu o tvrdosti 48 HRC a vyšší. Obr. 2.11 Struktura polykrystalického kubického nitridu boru 1 2.2.6

Polykrystalický diamant

Syntetický polykrystalický diamant dosahuje témČĜ stejné tvrdosti jako pĜírodní monokrystalický diamant. Odolává vysokému abrazivnímu opotĜebení. Vyrábí se slinováním jemných krystalkĤ za vysokých teplot a tlakĤ. Pro zaruþení pevnosti a odolnosti proti tepelným a rázovým šokĤm je malý bĜit pevnČ pĜipevnČn na vymČnitelnou destiþku ze slinutého karbidu. Jeho trvanlivost je až 100x vyšší než u slinutých karbidĤ. Pro þelní frézování lze vymČnitelné bĜitové destiþky z PKD (obr. 2.12) použít stejnČ jako bČžné destiþky pro jemné obrábČní, vsazené do speciálních kazet. PĜi obrábČní je nutné použití malých posuvĤ, malé Ĝezné rychlosti a vylouþení pĜerušovaného Ĝezu. PKD není vhodný pro obrábČní houževnatých a železných materiálĤ, rovnČž není vhodný pro obrábČní, kde teplota v oblasti Ĝezu pĜekroþí 600 °C. Obr. 2.12 VBD s Ĝeznou þástí z polykrystalického diamantu 1

FSI VUT

2.3


Strana 21

ZpĤsob znaþení frézovacích nástrojĤ

Znaþení nástrþných a stopkových fréz se skládá z písmen a þíslic, které charakterizují daný nástroj (obr. 2.13). Mezi dĤležité parametry nástrþných patĜí Ĝezný prĤmČr, typ frézy, pracovní poþet ostĜí, smČr Ĝezu, zpĤsob upínání, úhel nastavení, tvar destiþky, úhel hĜbetu, velikost destiþky, délka bĜitu atd.. Pro stopkové frézy je urþující mimo prĤmČru frézy, poþtu pracovních ostĜí a smČru Ĝezu také typ frézy, délka vyložení a typ a velikost upínací stopky.

Obr. 2.13 Znaþení frézovacích nástrojĤ firmy Pramet Tools 12

FSI VUT

2.4


Strana 22

Užití frézovacích nástrojĤ 14

Pro každou frézovací operaci je nutno peþlivČ zvážit výbČr vhodného nástroje, abychom dosáhli požadovaného tvaru a rozmČrĤ souþásti v odpovídající kvalitČ povrchu a optimálních nákladech. PĜi výbČru postupujeme dle urþitých pravidel a pokynĤ výrobce. Doporuþený postup výbČru nástroje od firmy Sandvik Coromant: 1)

Urþení typu operace

Dle druhu operace se urþí typ nástroje (þelní rovinné frézování, frézování do rohu, tvarové frézování, frézování drážek) 2)

Urþení druh materiálu obrobku

PĜi použití nástrojĤ ze slinutého karbidu se urþí dle ISO skupina materiálu (P – ocel, M – korozivzdorná ocel, K – litina, N – hliník, S – žáruvzdorné a titanové slitiny, H – kalený materiál) 3)

Zvolení frézy

Vybrání rozteþe a zpĤsobu upnutí frézy. Pro dlouhé vyložení a nestabilní podmínky použijeme frézu s velkou rozteþí zubĤ, pro materiály tvoĜící krátkou tĜísku a superslitiny použijeme frézu s malou rozteþí zubĤ. PĜíklady fréz jsou na obr. 2.14. 4)

VýbČr VBD

Vybrání geometrie VBD odpovídající provádČné operaci. Pro lehké podmínky (malé Ĝezné síly a výkon) je urþena geometrie L. Pro stĜední podmínky vyhovuje geometrie M a pro hrubování, frézování výkovkĤ a odlitkĤ je urþena geometrie H. 5)

Urþení poþáteþní hodnoty Ĝezných podmínek

ěezné rychlosti a posuvy jsou k nalezení v tabulkách výrobce. Tyto údaje se musí optimalizovat podle stroje a konkrétních podmínek.

Obr. 2.14 Typy fréz pro rĤzné frézovací operace 6

FSI VUT


Strana 23

3 FRÉZOVACÍ NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBċCÍ STROJE A CENTRA V SORTIMENTU VÝROBY NEJVÝZNAMNċJŠÍCH DOMÁCÍCH A SVċTOVÝCH PRODUCENTģ NÁSTROJģ Na svČtovém trhu s nástroji pro CNC obrábČcí stroje a centra je velké množství výrobcĤ s více þi ménČ propracovaným sortimentem nástrojĤ, svým zamČĜením i objemem výroby. Mezi nejznámČjší velké svČtové a domácí výrobce patĜí: Ceratizit, Iscar, Kennametal, Korloy, Mitsubishi, Pramet Tools, Sandvik Coromant, Seco, Walter, Widia, atd. Pro zhodnocení sortimentu jsem si vybral nejvČtšího svČtového výrobce nástrojĤ, švédskou firmu Sandvik Coromant (sortiment pĜehlednČ zpracován v pĜíloze þ.1 formou tabulky) a tuzemskou firmu Pramet Tools.

3.1

Sortiment firmy Sandvik Coromant 14

Tento svČtový výrobce nástrojĤ se svojí Ĝadou nástrojĤ CoroMill najde Ĝešení pro každou frézovací operaci. Tento mnohoúþelový frézovací systém nabízí výkonná nástrojová Ĝešení od tČžkého obrábČní až po nejjemnČjší obrábČní do zrcadlového lesku ve všech typech materiálĤ. Frézy pro þelní frézování, frézování do rohu a frézování drážek jsou na obr. 3.1, frézy pro tvarové frézování na obr. 3.2 a nástroje pro obrábČní hliníku na obr. 3.3.

Obr 3.1 Nástroje firmy Sandvik Coromant Ĝady CoroMill pro všeobecné obrábČní, þelní frézování, frézování do rohu a frézování drážek od hrubování po jemné obrábČní 14

FSI VUT


Strana 24

Obr 3.2 Nástroje firmy Sandvik Coromant Ĝady CoroMill pro tvarové frézování od hrubování po polodokonþovací obrábČní 14

Obr 3.3 Nástroje firmy Sandvik Coromant Ĝady CoroMill pro frézování hliníku od hrubování po jemné obrábČní 14

FSI VUT

3.1.1


Strana 25

Frézy do rohu 90°

CoroMill 290 – fréza pro všeobecné frézování do rohu, pĤsobí nízkou axiální sílou. Je urþena pro všechny oblasti materiálĤ. Vyrábí se v prĤmČrech 40 až 250 mm s velikostí bĜitové destiþky 12 mm. CoroMill 390 – frézy pro hluboké i mČlké frézování do rohu urþené pro všechny oblasti materiálu. Vyrábí se nČkolik typĤ: fréza s dlouhými bĜity pro lehké i tČžké frézování v prĤmČrech 32 až 100 mm s velikostí bĜitové destiþky 11 a 18 mm a v jiném provedení v prĤmČrech 32 až 200 mm s velikostí bĜitové destiþky 11 a 18 mm, þelní fréza a þelní fréza do rohu Coromant Capto v prĤmČrech 16 až 80 mm s velikostí bĜitové destiþky 11 mm, þelní fréza a fréza do rohu Coromant Capto v prĤmČrech 40 až 84 mm s velikostí bĜitové destiþky 18 mm, þelní a þelní fréza do rohu s tlumením vibrací v prĤmČrech 20 až 40 mm s velikostí bĜitové destiþky 11 mm, stopková þelní fréza v prĤmČrech 12 až 42 mm s velikostí bĜitové destiþky 11 a 17 mm, þelní fréza pro upínání pĜes trn v prĤmČrech 40 až 200 mm a s velikostí bĜitové destiþky 11, 17 a 18 mm. CoroMill 490 – frézy s malou hloubku Ĝezu pro frézování do rohu urþené pro všechny oblasti materiálu. Vyrábí se ve tĜech provedeních: þelní fréze a þelní fréza do rohu Coromant Capto v prĤmČrech 20 až 66 mm s velikostí Ĝezné destiþky 8 mm. Nástrþná fréza pro frézování do rohu s prĤmČrem 40 až 80 mm a velikostí Ĝezné destiþky 8 mm a stopková fréza s válcovou stopkou v prĤmČrech 20 až 40 mm a velikostí Ĝezné destiþky 8 mm. Frézy jsou urþeny pro všechny oblasti materiálĤ. CoroMill 690 s dlouhými bĜity – bĜity pĜizpĤsobené pro frézování titanu (aplikaþní oblast dle ISO – S), vyrábí se v prĤmČrech 50 až 100 mm s velikostí bĜitových destiþek 10 a 14 mm. CoroMill 790 – þelní frézy do rohu pro obrábČní neželezných materiálĤ (aplikaþní oblast dle ISO – N), vyrábí se v prĤmČrech 25 až 100 mm s velikostí bĜitových destiþek 16 a 22 mm. CoroMill Century – ýelní fréza urþená pro obrábČní materiálĤ z neželezných kovĤ, litiny a tvrzené oceli. TČlo frézy je z vysoce kvalitní hliníkové slitiny nebo z oceli. Vyrábí se v prĤmČrech od 40 do 200 mm s velikostí Ĝezné destiþky 11 mm. Další verze je vyrábČna se systémem vymČnitelných kazet s montáží frézy na trn s velikostí vymČnitelné destiþky 11 mm a prĤmČrech frézy od 160 mm do 500 mm. CoroMill 331 – x

Univerzální oboustranná kotouþová fréza s nastavitelnými bĜity pro všechny druhy materiálu, vyrábČná v prĤmČrech 80 až 315 mm s velikostí vymČnitelných bĜitových destiþek 4 až 16 mm, (obr. 3.4).

x

Univerzální jednostranná kotouþová fréza urþená pro všechny druhy materiálu s nastavitelnými bĜity. Vyrábí se v prĤmČrech 80 až 160 mm s velikostí vymČnitelných destiþek 11 mm.

FSI VUT


Strana 26

x

Univerzální dvojitá jednostranná kotouþová fréza s nastavitelnými bĜity, vyrábČná v prĤmČrech od 200 do 315 mm s velikostí vymČnitelných destiþek 11 mm, urþená pro všechny druhy materiálu.

x

Univerzální kotouþová fréza s pevnými lĤžky s rozsahem prĤmČrĤ od 40 do 125 mm a velikostí vymČnitelných bĜitových destiþek od 4 do 8 mm.

Obr 3.4 Univerzální oboustranná kotouþová fréza s nastavitelnými bĜity CoroMill 331 od firmy Sandvik Coromant 14 3.1.2

ýelní frézy 65°, 45° a zahlubovací fréza 10°

CoroMill 365 – ýelní fréza pro hrubování litiny a oceli vyrábČná v prĤmČrech od 40 do 250 mm a þelní frézovací hlava s prĤmČrem od 160 do 500 mm s velikostí bĜitové destiþky 15 mm s osmi Ĝeznými hranami. CoroMill 245 – ýelní fréza pro hrubovací až polodokonþovací obrábČní oceli. Vyrábí se v provedení s válcovou stopkou v prĤmČrech od 32 do 80 mm a velikostí bĜitové destiþky 12 mm, dále jako nástrþná fréza na upínací trn v rozsahu prĤmČrĤ od 50 do 250 mm s velikostí bĜitové destiþky 12 a 18 mm. Tato fréza je nabízena i v podobČ frézovací hlavy se systémem vymČnitelných kazet pro montáž na trn v prĤmČrech od 160 do 500 mm s velikostí bĜitové destiþky 18 mm. CoroMill T-MAX 45 – ýelní fréza urþená pro obrábČní v nároþných podmínkách. Rozsah prĤmČrĤ je od 100 do 400 mm s velikostí vymČnitelné bĜitové destiþky 18 mm. CoroMill 210 – Vysoce produktivní universální hrubovací fréza urþená pro obrábČní s vysokým posuvem a pro zahlubovací frézování. Je urþena pro všechny druhy materiálĤ s výjimkou neželezných kovĤ. Vyrábí se v nČkolika rĤzných provedeních v rozsahu prĤmČrĤ od 25 do 160 mm s velikostí bĜitové destiþky 9 a 14 mm.

FSI VUT

3.1.3


Strana 27

Frézy pro tvarové frézování

CoroMill 300 – ýelní fréza pro polodokonþovací operace s lehkým Ĝezem urþené pro všechny druhy materiálĤ. Stopkové frézy této Ĝady se vyrábí v prĤmČrech od 10 do 42 mm s velikostí bĜitové destiþky od 5 do 16 mm (kruhový tvar). Nástrþné frézy jsou k dostání od prĤmČru 25 do 125 mm s velikostí bĜitové destiþky od 8 do 16 mm (kruhový tvar). CoroMill 200 – Robustní hrubovací fréza pro þelní a tvarové frézování pro všechny druhy materiálĤ. Stopková fréza se vyrábí v rozmČrech od 25 do 50 mm s velikostí bĜitové destiþky 10 až 20 mm (kruhového tvaru) a nástrþná fréza je k dostání v prĤmČrech od 50 do 160 mm s velikostí VBD od 12 do 20 mm. CoroMill Ball Nose – Polodokonþovací stopková fréza s kulovým þelem pro tvarové obrábČní všech druhĤ materiálĤ. Vyrábí se od prĤmČru 10 mm do 50 mm s velikostí zaoblení VBD rc = 5 až 25 mm. CoroMill Ball Nose Finishing – Dokonþovací stopková fréza s kulovým þelem pro tvarové obrábČní (aplikaþní oblast dle ISO – P, M, K, H). Velikost kulové hlavy je od 8 do 32 mm s VBD kruhového tvaru ve stejných velikostech. 3.1.4

Frézy pro vnitĜní zapichování a Ĝezání závitĤ

CoroMill 327 – Fréza pro vnitĜní frézování drážek v otvorech s prĤmČrem vČtším než 10 mm pro všechny druhy materiálĤ s výjimkou skupiny H (aplikaþní oblast dle ISO). Drážkovací fréza se vyrábí s velikostí (prĤmČrem) VBD od 6 do 14 mm. Destiþka má tvar drážky. CoroMill 328 – VícebĜitá fréza pro vnitĜní frézování drážek a závitĤ v otvorech vČtších než 39 mm pro všechny druhy materiálĤ s výjimkou skupiny H (aplikaþní oblast dle ISO). PrĤmČr frézy je od 39 do 80 mm s trojúhelníkovou VBD velikosti 13 mm. 3.1.5

ýelní válcové frézy ze slinutého karbidu

CoroMill Plura – ýelní válcové frézy z monolitního karbidu s použitím pro všechny druhy materiálĤ a aplikací od hrubování po dokonþování (obr. 3.5). a)

Stopkové frézy pro obrábČní materiálu tĜídy P, M, K a S (ocel do tvrdosti 47 HRC): x

Hrubovací þelní stopková fréza s hrubou rozteþí zubĤ se stĜedovými bĜity do tvrdosti materiálu 28 HRC s prĤmČrem od 6 do 20 mm a úhlem stoupání šroubovice 30°, 40° a 45° s možnos tí vnitĜního pĜívodu Ĝezné kapaliny.

x

Hrubovací þelní stopková fréza s jemnou rozteþí zubĤ se stĜedovými bĜity s prĤmČrem od 12 do 25 mm a úhlem stoupání šroubovice 45°.

x

Hrubovací þelní stopková fréza se stĜedovými bĜity pro materiály do tvrdosti 48 HRC s prĤmČrem 1 až 20 mm s úhlem stoupání šroubo-

FSI VUT


Strana 28

vice 30° a s pr ĤmČrem 2 až 20 mm s úhlem stoupání šroubovice 45°.

b)

c)

x

Univerzální stopková fréza se stĜedovými bĜity s promČnnou hloubkou drážek pro odvod tĜísky pro materiály s tvrdostí do 48 HRC. Vyrábí se v prĤmČrech od 2 do 25 mm s úhlem stoupání šroubovice 50°.

x

Dokonþovací þelní stopková fréza s jemnou rozteþí zubĤ bez stĜedového bĜitu pro materiály s tvrdostí do 48 HRC. Vyrábí se v prĤmČrech od 3 do 20 mm s úhlem stoupání šroubovice 50° a s prĤmČrem 6 až 20 mm s úhlem stoupání šroubovice 60°.

x

Dokonþovací stopková fréza s kulovým þelem a se stĜedovými bĜity pro materiály s tvrdostí do 48 HRC. Rozsah prĤmČrĤ je od 1 do 20 mm s úhlem stoupání šroubovice 30°.

Stopkové frézy pro obrábČní materiálu tĜídy H (zušlechtČná ocel s tvrdostí 43 až 63 HRC): x

Hrubovací þelní stopková fréza se stĜedovými bĜity a promČnnou hloubkou drážky pro odvod tĜísky. Rozsah prĤmČrĤ frézy je od 2 do 20 mm a úhel stoupání šroubovice je 50°.

x

Hrubovací þelní stopková fréza pro velké rychlosti posuvu. Rozsah prĤmČrĤ frézy je od 4 do 20 mm a úhel stoupání šroubovice je 50°.

x

Dokonþovací stopková fréza bez stĜedového bĜitu od prĤmČru 3 mm do 20 mm s úhlem stoupání šroubovice 50°.

x

Dokonþovací stopková fréza bez stĜedového bĜitu od prĤmČru 5 mm do 20 mm s úhlem stoupání šroubovice 30°.

x

Stopková fréza se zaoblením rohĤ a se stĜedovými bĜity. Vyrábí se v prĤmČrech od 2 do 16 mm s úhlem stoupání šroubovice 30°.

x

Univerzální þelní stopková fréza se stĜedovými bĜity s prĤmČrem od 0,4 do 1 mm. Úhel stoupání šroubovice je 30°.

x

Univerzální þelní stopková fréza s kulovým þelem s prĤmČrem od 0,4 do 1 mm. Úhel stoupání šroubovice je 30°.

x

Stopková fréza s kulovým þelem a rozsahem prĤmČrĤ od 3 do 12 mm a úhlem stoupání šroubovice 30°.

x

Dokonþovací fréza s kulovým þelem rozsahem prĤmČrĤ od 1 do 16 mm a úhlem stoupání šroubovice 30°.

Stopkové frézy pro obrábČní materiálu tĜídy N (zejména hliníku a jeho slitin): x

Hrubovací stopková fréza se stĜedovými bĜity vyrábČná v prĤmČrech od 6 do 25 mm s úhlem stoupání šroubovice 40°.

x

Univerzální stopková fréza s kulovým þelem a prĤmČrem od 2 do 16 mm s úhlem stoupání šroubovice 30°.

FSI VUT

x


Strana 29

Univerzální stopková fréza se stĜedovými bĜity a prĤmČrem od 2 do 12 mm s úhlem stoupání šroubovice 25° a 30°.

Obr 3.5 ýelní válcové frézy z monolitního karbidu CoroMill Plura od firmy Sandvik Coromant 14 3.1.6

Ostatní frézy Ĝady CoroMill

Fréza Coromant pro zahlubovací frézování – Fréza pro zahlubovací frézování se vyrábí v prĤmČrech od 80 do 160 mm s velikostí Ĝezné destiþky 25 mm. Dokonþovací fréza s dlouhými bĜity Coromant – Fréza s velikostí bĜitĤ 18 a 19 mm pro dokonþovací obrábČní vyrábČná v prĤmČrech 50 a 80 mm, (obr 3.6). Válcová vrtací stopková fréza U - Max – Fréza s velikostí bĜitĤ od 8 do 17 mm a prĤmČrem od 12 do 40 mm. Stopková fréza U – Max pro srážení hran – Fréza s úhlem nastavení 45° nebo 60° pro srážení hran s velikostí VBD 12 mm. Drážkovací fréza T – Max – Fréza pro drážkování s jedním bĜitem a prĤmČrem 21,5 mm nebo 32 mm s VBD velikosti 3 mm nebo více bĜity, prĤmČrem 63 mm nebo 80 mm a bĜitovými destiþkami velikosti 3 mm a 5 mm.

FSI VUT

3.2


Strana 30

Sortiment firmy Pramet tools 12

Tato tuzemská firma zaþínala jako s výrobou slinutého karbidu v roce 1951 v Šumperku a zde také zapoþala výroba Ĝezných nástrojĤ osazených slinutým karbidem. Od roku 2000 spoleþnost Pramet Tools kompletnČ inovovala svĤj sortiment nástrojĤ pro tĜískové obrábČní jak po stránce materiálové, tak po stránce nových tvarĤ a geometrií. Znaþení fréz od Pramet Tools na obr. 2.12. 3.2.1

Frézy do rohu 90°

ýelní rovinné frézy – typy a oznaþení: S90AD16E, S90AP11D, S90AP15D, S90AP10D, S90AP16D, S90SD12, W90TP22D, F90TB27X, W90SP25P. Frézy se obvykle vyrábČjí v prĤmČrech od 40 do 160 mm, ovšem nČkteré Ĝady nemají tak širokou nabídku prĤmČrĤ. Velikost Ĝezných destiþek mĤžeme lehce odvodit z oznaþení daného typu a systému znaþení (obr. 2.12). Stopkové frézy – typy a oznaþení: SAD16E, SAP11D, SAP15D, SAP10D, SAP16D, SSO09, SSA, SSC. Stopkové frézy se vyrábí s válcovou stopkou, s Morse kuželem a Weldon upínáním. Dvou až tĜí bĜité stopkové frézy s prĤmČry od 10 do 40 mm jsou osazeny destiþkami o velikostech 10 až 17 mm, dle typu a oznaþení frézy. Válcové frézy – typy a oznaþení: SAP11D, SAP15D, SSAP, SSAP-A, S90AP15D. Válcové frézy mají bĜity ve šroubovici ve velikostech VBD 10 až 15 mm a prĤmČrech 20 až 100 mm. Kotouþové frézy – typy a oznaþení: S90SN, S90SN-R, S90CN(XN), S90CN(XN)-R, F90TP16N, F90TP16R/L. KotouþovČ frézy jsou vyrábČné jako jednostranné o oboustranné, nČkteré typy jsou nastavitelné s upnutím destiþek v kazetách. PrĤmČry fréz se pohybují od 63 mm do 315 mm a velikosti bĜitových destiþek jsou 12 až 16 mm dle oznaþení frézy. 3.2.2

ýelní frézy 75°, 60° a 45°

ýelní frézy 75°- Typy a oznaþení: S75AP11D, S75AP15D, W75SP12D, W75SP15D, W75SN12N. ýelní rovinné frézy a frézovací hlavy mají rozsah prĤmČrĤ od 50 do 315 mm a velikost VBD od 11 do 15 mm. ýelní frézy 60°- Typy a oznaþení: F60SB22X, W60SP25P. ýelní frézy a frézovací hlavy jsou urþené pro tČžké hrubování. Rozsah prĤmČrĤ mají od 125 do 315 mm a velikost VBD 22 a 25 mm. ýelní frézy 45°ýelní rovinné frézy – typy a oznaþení: S45SE09F, S45SE12F, S45SN12Z, S45OD05Z, S45OD05D, S45OD06D, W45SE123F, W45SE15F. ýelní frézy mají rozsah prĤmČrĤ od 32 do 250 mm a velikost bĜitových destiþek 9 až 15 mm. Jsou osazeny rĤznými tvary VBD pro rĤzné aplikace dle oznaþení fréz. Stopkové frézy – typy a oznaþení: SSE09, SSD09, N-SSO09. Stopkové frézy pro sražení hrany 45°. Pr ĤmČry fréz jsou od 8 do 32 mm s velikostí VBD 9 mm.

FSI VUT

3.2.3


Strana 31

Kopírovací frézy

Nástrþné frézy – typy a oznaþení: SCMORD, SMOZD.. Frézy jsou vyrábČny v prĤmČrech od 40 do 100 mm a velikostí bĜitové destiþky 9 – 16 mm. Pro obrábČní hliníku: S90VC22C – fréza s velikostí VBD 22 mm a prĤmČrem 50 – 80mm. Stopkové frézy – typy a oznaþení: B.-SRD.., B-SZD.., K2-SRC.. (obr. 3.6), K2SLC.. Frézy s kruhovými nebo lichobČžníkovými destiþkami s rozmČry od 7 do 32 mm pro dokonþovací operace. PrĤmČry fréz jsou 15 až 32 mm. Pro obrábČní hliníku: A-SVC22C - fréza s prĤmČrem 32 až 40 mm s velikostí VBD 22 mm. Šroubovací frézy – typy a oznaþení: S(C)RD, SZD.., SAD16E, SAP..D, SRC-A. Frézy se závitem pro našroubování na trn mají prĤmČry 10 až 42 mm a velikost bĜitové destiþky od 5 do 20 mm. Pro obrábČní hliníku: SVC22C (obr. 3.7) – fréza s bĜitovou destiþkou velikosti 22 mm vyrábČná v prĤmČrech 32 až 40 mm. 3.2.4

Ostatní frézy

Nastavitelná stopková fréza s oznaþením 2636 pro srážení hran s úhlem nastavení od 10 do 80 mm. PrĤmČr válcové stopky je 25 mm a velikost hrany trojúhelníkovité bĜitové destiþky je 16,5 mm. Fréza pro frézování T-drážek s oznaþením SCC s prĤmČrem od 25 mm do 40 mm a velikostí VBD od 6 do 9 mm. PrĤmČr dĜíku je 12 až 25 mm.

Obr 3.6 Kulové stopkové frézy K2SRC.. od firmy Pramet Tools 12

3.3

Obr 3.7 Šroubovací kopírovací fréza SVC22C pro obrábČní hliníku od firmy Pramet Tools 12

Porovnání sortimentu Sandvik Coromant a Pramet Tools

Spoleþnosti Sandvik Coromant a Pramet Tools bezesporu patĜí mezi nejvČtší výrobce nástrojĤ a tomu odpovídá i kvalita a velikost sortimentu. Sandvik Coromant vyrábí nástroje s úhlem nastavení 90°, 65° , 45° a 10° s p Ĝedem popsanými parametry. Pramet Tools má svoji Ĝadu rozdČlenou dle úhlu nastavení po 15°, t. j.: 90°, 75°, 60° a 45°. Frézy ur þené pro dané druhy frézování mají podobné rozsahy prĤmČrĤ i velikosti VBD. VČtší nabídku má firma Sandvik Coromant pouze frézovacích hlav pro rĤzné aplikace. V této bakaláĜské práci jsem nepopisoval monolitní frézy od Pramet Tools a frézy pro automobilový prĤmysl od Sandvik Coromant.

FSI VUT


Strana 32

ZÁVċR BakaláĜská práce je zamČĜena na popis frézovacích nástrojĤ a sortiment nejvČtších svČtových výrobcĤ. Výroba nástrojĤ se celosvČtovČ zdokonaluje, zvyšují se trvanlivosti nástrojĤ a zlepšují se nástrojové materiály. Znalost tČchto materiálĤ ze základní kámen úspČchu a spoleþnČ s volbou technologie a frézovacího nástroje lze dosáhnout optimální podmínky pĜi obrábČní. Volbu nástroje je vhodné prakticky ovČĜit zkouškami a porovnat s jinými variantami od rĤzných producentĤ. PĜi volbČ nástroje se Ĝídíme doporuþením výrobce s cílem zefektivnČní výroby, úspory energie, þasu a finanþních prostĜedkĤ. Souþasné vývojové trendy smČĜují k zvyšování podílĤ nástrojĤ ze slinutého karbidu a jejich stále dokonalejšímu povlakování. Už se nehledají za každou cenu nové materiály, ale spíše se urþuje pĜesné vymezení oblasti pro optimální využití již známých materiálĤ.

FSI VUT


Strana 33

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJģ 1. AB SANDVIK COROMANT – SANDVIK CZ s.r.o. PĜíruþka obrábČní – Kniha pro praktiky. PĜel. M. Kudela. 1. vyd. Praha: Scientia, s. r. o. 1997. 857 s. PĜel. z: Modern Metal Cuttig - A Practical Handbook. ISBN 91-97 22 99-4-6. 2. ýEP, R. Zkoušky nástrojĤ z Ĝezné keramiky v podmínkách pĜerušovaného Ĝezu – disertaþní práce. [online]. [cit. 20. dubna 2009]. Ostrava: VŠB – TU Ostrava Fakulta strojní, 2005. 101s. Dostupné na World Wide Web: 3. HUMÁR, A. Materiály pro Ĝezné nástroje. MM publishing s.r.o., 2008. 235 s. ISBN 978-80-254-2250-2. 4. HUMÁR, A., PÍŠKA, M. Technologie frézování. MM PrĤmyslové spektrum Speciální vydání. ZáĜí 2004. ISSN 1212-2572., s. 26-50. 5. HUMÁR, A., PÍŠKA, M. Upínání rotaþních nástrojĤ. MM PrĤmyslové spektrum - Speciální vydání. ZáĜí 2004. ISSN 1212-2572., s. 70-83. 6. HUMÁR, A. Technologie I - Technologie obrábČní - 1. þást [online]. [cit. 10. bĜezna 2009]. Studijní opory pro podporu samostudia v oboru "Strojírenská technologie" MS studijního programu "Strojírenství". VUT v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2003, 138 s. Dostupné na World Wide Web: 7. HUMÁR, A. Technologie I - Základní metody obrábČní - 1. þást. [online]. [cit. 15. bĜezna 2009]. Interaktivní multimediální text pro magisterskou formu studia v oboru "Strojírenská technologie" MS studijního programu "Strojírenství". VUT v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2004, 17 s. Dostupné na World Wide Web: 8. KOĕÁě V. Popis þíslicové Ĝízených obrábČcích strojĤ. [online]. [cit. 7. bĜezna 2009]. 8s. Dostupné na World Wide Web: < http://vkonar.ic.cz/dokumenty/zaklady_prog/popis_CNC.pdf> 9. KOVOSVIT MAS. Popis vertikálních a horizontálních obrábČcích center. [online]. [cit. 2. bĜezna 2009]. Dostupné na World Wide Web: http://www.kovosvit.cz/2008/cs/technologie-frezovani/ 10. KěÍŽ A., KESL M. Hodnocení kvality tepelného zpracování nástrojových ocelí. [online]. [cit. 5. kvČtna 2009]. Západoþeská univerzita v Plzni, 200?. 26s. Dostupné na World Wide Web:< http://www.ateam.zcu.cz/download/kvalita.pdf> 11. NOVOTNÝ, K., ZEMýÍK, O. PĜípravky a nástroje. [online]. [cit. 28. bĜezna 2009]. Studijní opory pro podporu samostudia v oboru "Strojírenská technologie" kombinovaného BS, studijního programu "Strojírenství". VUT v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 200?, 119 s. Dostupné na World Wide Web:

FSI VUT


Strana 34

12. PRAMET TOOLS. Katalog nástrojĤ pro frézování. [online]. [cit. 29. dubna 2009]. Dostupné na World Wide Web: < http://www.pramet.com/download/katalog/pdf/Milling%202009%20CZSK%20screen.pdf> 13. PRAMET TOOLS. Katalog upínaþĤ rotaþních nástrojĤ. [online]. [cit. 29. dubna 2009]. Dostupné na World Wide Web: < http://www.pramet.com/download/katalog/pdf/Upinace%202007%20CZAJ.pdf 14. SANDVIK COROMANT. Katalog nástrojĤ pro frézování. [online]. [cit. 20. dubna 2009]. Dostupné na World Wide Web: < http://www2.coromant.sandvik.com/coromant/downloads/catalogue/CZE/M C_2009_Klick_CZE_D.pdf> 15. ŠTUPLA M. CNC obrábČcí stroje a jejich programování. BEN – technická literatura. 1. vyd. Praha 2006. ISBN 978–80–7300–207–7 16. TOS VARNSDORF. Popis obrábČcích center. [online]. [cit. 7. bĜezna 2009]. Dostupné na World Wide Web: http://www.tosvarnsdorf.cz/cz/vyrobniprogram/tostec

FSI VUT


Strana 35

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLģ Zkratka/Symbol ap Cermet CNC

Jednotka [mm] -

Co Dc HB HRC HSS

[mm] -

HV ISO

-

PKBN

-

NbC NO P, M, K, N, S, H

-

PKD rc SK TaC TiC VBD WC X, Y, Z, A, B

[mm] -

Popis Hloubka zábČru ostĜí Druh Ĝezného materiálu Computer Numeric Control Poþítaþem Ĝízený stroj Chemická znaþka kobaltu Výpoþtový prĤmČr frézy Tvrdost podle Brinella Tvrdost podle Rockwella High Speed Steel – rychloĜezná nástrojová ocel Tvrdost podle Vickerse International Organisation for Standartization - Mezinárodní organizace pro standartizaci Polykrystalický kubický nitrid boru Karbid niobu Nástrojové oceli Oznaþení druhu Ĝezného materiálu dle normy ISO 513:2002 Polykrystalický diamant PolomČr zaoblení VBD Slinutý karbid Karbid tantalu Karbid titanu VymČnitelná bĜitová destiþka Karbid wolframu Osy obrábČcích strojĤ

FSI VUT


Strana 36

SEZNAM PěÍLOH PĜíloha 1

Tabulka frézovacích nástrojĤ Ĝady CoroMill firmy Sandvik Coromant

FSI VUT


Strana 37

PĜíloha 1 Oznaþení frézy

PrĤmČr Dc [mm]

ObrábČný materiál (dle ISO)

Velikost VBD [mm]

Použití

CoroMill 245

Hloubka zábČru ostĜí [mm] 6, 10

32 - 250

P, M, K N, S, H

12, 18

rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování s pĜerušovaným Ĝezem a velkým vyložením nástroje

CoroMill 290

10, 7

40 - 250

P, M, K N, S, H

12

rovinné þelní frézování, frézování do rohu, frézování hran (obrysĤ), frézování drážek, frézování tenké stČny

CoroMill 365

6

40 - 250

P, K, H

15

rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování s pĜerušovaným Ĝezem

CoroMill 390

10, 15.5

12 - 200

P, M, K N, S, H

11, 18

rovinné frézování, frézování do rohu, frézování hran (obrysĤ), frézování drážek, frézování tenké stČny, tvarové a ponorné frézování

CoroMill 390

36 - 85

32 - 200

P, M, K N, S, H

11, 17, 18

rovinné frézování, opakované frézování do rohu, frézování drážek

CoroMill 490

5.5

20 - 80

P, M, K N, S, H

8

rovinné þelní frézování, frézování do rohu, frézování drážek, frézování tenké stČny, tvarové a ponorné frézování

FSI VUT Oznaþení frézy

Strana 38

BAKALÁěSKÁ PRÁCE PrĤmČr Dc [mm]


Velikost VBD [mm]

Použití

CoroMill 690

Hloubka zábČru ostĜí [mm] 53 - 112

50 - 100

S

10, 14

rovinné þelní frézování, opakované frézování do rohu, frézování drážek

CoroMill Century

2 - 10

40 - 200

P, M, K N, S, H

11

rovinné þelní frézování, frézování tenkých stČn, frézování do rohu

CoroMill 790

12, 18

25 - 100

P, M, K N, S

16, 22

rovinné þelní frézování, frézování do rohu, tvarové frézování, frézování drážek, ponorné frézování

CoroMill Coromant (dokonþovací fréza s dlouhými bĜity)

100 150

50 - 80

P, M, N, S, H

18, 19

frézování do rohu, frézování drážek

CoroMill 200

5 - 10

25 - 160

P, M, K N, S, H

10 - 20

CoroMill 300

0.7 - 8

10 - 125

P, M, K N, S, H

5 - 16

rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování s pĜerušovaným Ĝezem a velkým vyložením nástroje, tvarové frézování rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování s pĜerušovaným Ĝezem a velkým vyložením nástroje, tvarové frézování

FSI VUT

Oznaþení frézy

CoroMill 210

Strana 39


Hloubka zábČru ostĜí [mm] 1.2, 2

PrĤmČr Dc [mm]


Velikost VBD [mm]

Použití

25 - 160

P, M, K S, H

9, 14

rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování s pĜerušovaným Ĝezem a velkým vyložením nástroje, tvarové frézování, frézování drážek tvarové frézování

CoroMill s kulovým þelem

8.6 44.6

5 - 25

P, M, K N, S, H

5 - 25

CoroMill s kulovým þelem dokonþovací

1.2 - 4.8

8 - 32

P, M, K H

8 - 32

tvarové frézování

CoroMill 331 nastavitelná

6 - 33.8

80 - 315

P, M, K N, S, H

4 - 16

CoroMill 331 pevná lĤžka

6, 8, 10

40 - 125

P, M, K N, S, H

4-8

T - MAX Q

2-6

80 - 315

P, M, K N, S

2.1 - 6.1

rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování tenkých stČn, ponorné frézování, frézování drážek, frézování do rohu rovinné þelní frézování, rovinné þelní frézování tenkých stČn, ponorné frézování, frézování drážek, frézování do rohu frézování hlubokých drážek

CoroMill 327

1.5 - 6.5

9,7 21,7

P, M, K N, S

6 - 14

frézování hlubokých drážek

FSI VUT

Oznaþení frézy

Strana 40


Hloubka zábČru ostĜí [mm] 1.3 5.15

PrĤmČr Dc [mm]


Velikost VBD [mm]

Použití

39 - 80

P, M, K N, S

13

frézování hlubokých drážek

CoroMill Plura

0.2 - 90

0,4 - 25

P, M, K N, S, H

---

frézování do rohu, tvarové frézování, frézování drážek, ponorné frézování

T - MAX 45

12

100 400

P, M, K N, S, H

18

rovinné þelní frézování (i s pĜerušovaným Ĝezem)

CoroMill 328

FRÉZOVACÍ NÁSTROJE PRO CNC OBRÁBĚCÍ STROJE

Recommend Documents