2. Prázdná formace

• Surový materiál se rozřeže a zhruba vytvaruje do válcového polotovaru, který je mírně naddimenzován, aby bylo možné provést následné obráběcí operace.

3. Broušení drážek

• Specializované CNC brusky vytvářejí šikmé drážky, které jsou nezbytné pro řezání a odvod třísek.
• Geometrie drážek (počet drážek, úhel šroubovice atd.) je pečlivě navržena na základě zamýšleného použití a obráběného materiálu.

4. Vytváření geometrie konců

• Ploché dno a čtvercové břity jsou přesně broušeny, aby byla zajištěna přesná řezná geometrie.

5. Ostření a dokončovací práce

• Řezné hrany jsou broušeny pro dosažení maximální ostrosti.
• Pro zlepšení kvality povrchu a toku třísek mohou být použity konečné úpravy, jako je leštění.

6. Kontrola kvality

• Přísné kontrolní procesy zajišťují, že hotové odvalovací frézy splňují rozměrové tolerance, kvalitu řezných hran a požadavky na povrchovou úpravu.

Běžné materiály

Rychlořezná ocel (HSS):

• Výhody: Dobrá houževnatost, tepelná odolnost a cenová dostupnost.
• Použití: Obrábění pro všeobecné účely v různých materiálech. Dobře pracuje s měkčími ocelemi, hliníkem a plasty.

Kobaltová rychlořezná ocel (HSS-Co):

• Výhody: Lepší tvrdost, odolnost proti opotřebení a tepelná odolnost ve srovnání se standardními HSS.
• Použití: Hoblovací materiál s vysokou přesností: Obrábění tvrdších materiálů, jako je nerezová ocel a tvrdší slitiny.

Karbid wolframu v pevném stavu:

• Výhody: Výjimečná tvrdost, odolnost proti opotřebení a tuhost. Umožňuje vyšší řezné rychlosti a delší životnost nástroje.
• Applications: Velkoobjemová výroba, obrábění tvrdých materiálů (nástrojové oceli, kalené oceli, litina) a abrazivních materiálů.

Méně běžné, specializované materiály

Práškové oceli (PM):

• Výhody: Nabízejí rovnováhu mezi houževnatostí HSS a odolností proti opotřebení karbidu. Mohou být formulovány se specifickými vlastnostmi pro specifické aplikace.

Keramika:

• Výhody: Extrémní tvrdost a tepelná odolnost pro obrábění při velmi vysokých rychlostech.
• Aplikace: Vhodné pro obrábění v tvrdých a tvrdých materiálech: Speciální aplikace pro vysokoteplotní slitiny a velmi tvrdé materiály. Křehčí než karbid, což vyžaduje opatrné použití.

Povlaky

Povlaky se často aplikují pro zvýšení výkonu průchodnosti frézy bez ohledu na základní materiál:

• Nitrid titanu (TiN): Povlak pro všeobecné použití, který zvyšuje odolnost proti opotřebení a snižuje tření.
• Nitrid titanu a hliníku (TiAlN): Zlepšená tvrdost a odolnost proti oxidaci pro vysokoteplotní aplikace.
• Nitrid chromu (CrN): Vhodný pro obrábění neželezných materiálů a plastů díky nízkým třecím vlastnostem.
• Uhlík podobný diamantu (DLC): Poskytuje extrémní odolnost proti opotřebení a nízké tření pro specializované aplikace.

Běžné nátěry:

• Nitrid titanu (TiN): Všestranný povlak pro všeobecné použití, který zvyšuje odolnost proti opotřebení, snižuje tření a zlepšuje povrchovou úpravu.
• Nitrid titanu a hliníku (TiAlN): Zvyšuje tvrdost a tepelnou stabilitu, takže je ideální pro obrábění při vysokých teplotách a tvrdších materiálů.
• Karbonitrid titanu (TiCN): Nabízí vyváženou odolnost proti opotřebení a mazivost, což je užitečné pro různé materiály.
• Nitrid chromu (CrN): Poskytuje dobrou odolnost proti opotřebení a nízký koeficient tření, výhodný pro obrábění neželezných kovů a plastů.

Specializované povlaky:

• Nitrid hliníku a titanu (AlTiN): Vyniká při vysokorychlostním obrábění, zejména za sucha, díky své vynikající tepelné odolnosti.
• Nitrid hliníku a chromu (AlCrN): Nabízí lepší odolnost proti oxidaci a opotřebení při ještě vyšších teplotách než AlTiN.
• Uhlík podobný diamantu (DLC): Poskytuje výjimečnou odolnost proti opotřebení a nízké tření pro náročné aplikace, často se používá pro obrábění abrazivních materiálů.
• Vícevrstvé povlaky: Kombinace různých povlaků pro vytvoření povrchu na míru se specifickými vlastnostmi (např. vrchní vrstva odolná proti opotřebení na houževnaté základní vrstvě).

Faktory ovlivňující výběr povlaku

Optimální povlak pro průchodovou frézu závisí na:

• materiálu obrobku: Tvrdé nebo abrazivní materiály vyžadují tvrdší povlaky odolnější proti opotřebení.
• Podmínky obrábění: Vysoké rychlosti a teploty vyžadují povlaky s vyšší tepelnou stabilitou.
• Mazání: Při obrábění za sucha mohou být výhodné povlaky s nižšími koeficienty tření.
• Požadovaná životnost nástroje a náklady: Pokročilé povlaky obecně zvyšují životnost nástroje, ale jsou dražší.

Klínovací frézy (čtyřhranné frézy) jsou pozoruhodně univerzální nástroje, které nacházejí uplatnění v širokém spektru průmyslových odvětví. Zde je přehled jejich hlavních použití:

Klíčová odvětví a aplikace

• Výroba (obecně):
• Drážkování: Vytváření drážek, kanálků a drážek v různých součástech.
• Obrábění: Tvorba rovných a hladkých povrchů pro správné spárování dílů.
• Frézování ramen: Vytváření hranatých ramen, stupňů a kapes v obrobcích.
• Profilování: Vytváření složitých tvarů a kontur.
• Letectví a kosmonautika: Obrábění lehkých, vysoce pevných slitin pro letecké součásti.
• Automobilový průmysl: Obrábění dílů motorů, součástí převodovek a forem pro odlévání.
• Zdravotnictví: Výroba chirurgických nástrojů, implantátů a přesných součástí pro lékařské přístroje.
• Výroba forem a zápustek: Výroba složitých forem pro plasty, kovy a další materiály.
• Zpracování dřeva: Přestože nejsou tak běžné, mohou být průchodkové frézy použity pro tvarování dřeva a kompozitních materiálů.
• Elektronika: Vytváření drážek a kapes pro desky plošných spojů a další elektronické součástky.

Konkrétní příklady

• Obrábění drážky pro uchycení pojistného kroužku v mechanické sestavě.
• Vytvoření rovné plochy na obrobku pro přesnou montáž jiné součásti.
• Frézování čtvercového ramene pro přesné umístění v přípravku.
• Profilování hrany součásti pro dosažení specifického designu.
• Vytváření forem pro vstřikování plastových dílů.

Proč jsou přímočaré frézy oblíbené

Jejich všestrannost vyplývá z:

• Geometrie čtvercového řezu: Schopnost vytvářet svislé i vodorovné rysy v obrobku.
• Široký rozsah velikostí: K dispozici jsou malé průměry pro složité práce a větší průměry pro úběr těžkého materiálu.
• Kompatibilita s materiálem: Vhodné pro různé kovy, plasty a kompozity.

Klínovací frézy (čtyřhranné frézy) jsou velmi univerzální a nacházejí uplatnění v celé řadě průmyslových odvětví. Zde je rozdělení hlavních z nich:

Klíčová odvětví

• Všeobecná výroba: Toto je nejširší kategorie, kde jsou průchodkové frézy nezbytné. Používají se k drážkování, čelnímu frézování, frézování ramen a profilování v různých odvětvích výroby.
• Letectví a kosmonautika: Obrábění vysoce pevných a lehkých slitin (jako je hliník a titan) pro letecké komponenty vyžaduje přesnost a odolnost průchodkových fréz.
• Automobilový průmysl: Klínovací frézy se hojně používají při výrobě součástí motorů, převodovek a při vytváření forem pro odlévání různých automobilových dílů.
• Zdravotnictví: Přesnost potřebná pro chirurgické nástroje, implantáty a lékařské přístroje často závisí na obrábění pomocí průchodkových fréz.
• Výroba forem a zápustek: Při výrobě složitých a komplexních forem pro plasty, kovy a další materiály se často používají různé druhy průchodkových fréz.
• Nástrojárny a lisovny: Tyto dílny, které vyrábějí zakázkové nástroje a zápustky pro výrobu, se ve velké míře spoléhají na průchodkové frézy pro jejich univerzálnost při frézování různých tvarů a materiálů.

Ostatní odvětví (méně častá, ale stále použitelná)

• Dřevozpracující průmysl: Přestože nejsou tak dominantní jako v kovovýrobě, lze průchodkové frézy používat k tvarování dřeva a kompozitních materiálů.
• Elektronika: Lze je použít k vytváření drážek a kapes pro desky plošných spojů a další elektronické součástky.

Proč jsou průchodkové frézy tak rozšířené

• Všestrannost: Jejich čtvercová geometrie umožňuje vytvářet drážky, rovné plochy, ramena a dokonce i některé profily.
• Kompatibilita materiálů: Dodávají se z materiálů a s povlaky vhodnými pro obrábění různých kovů, plastů a kompozitů.
• Rozsah velikostí: Dostupnost malých a velkých průměrů umožňuje jejich použití při složitém i náročném obrábění.

Stroje, které používají průchodové frézy

Klínovací frézy (čtyřhranné frézy) se používají především v CNC frézkách. Zde je jejich rozdělení:

• CNC vertikální obráběcí centra (VMC): Jedná se o nejběžnější typ stroje pro průchodkové frézy. VMC mají svisle orientované vřeteno a obrobek se pohybuje na stole s řízením v osách X, Y a někdy i Z. Obráběcí stroje jsou určeny pro obrábění v osách X, Y a někdy i Z.
• CNC horizontální obráběcí centra (HMC): Koncepce je podobná jako u VMC, ale vřeteno je orientováno vodorovně. HMC se často používají pro těžší obrobky nebo pro obrábění více stran dílu v jednom nastavení.
• CNC frézky (obecně): Tato kategorie zahrnuje širší kategorii CNC strojů, které jsou schopny držet a přesně řídit frézu s vůlí. Do této kategorie spadají jak VMC, tak HMC.
• CNC frézy: Některé výkonnější CNC frézy lze přizpůsobit frézování měkčích kovů pomocí průchodkových fréz, i když jsou primárně určeny pro dřevo a plasty.

Proč jsou CNC stroje ideální

• Přesnost a preciznost: CNC stroje nabízejí vysokou úroveň přesnosti a opakovatelnosti, která je potřebná pro efektivní použití průchodkových fréz.
• Tuhost: CNC stroje mají robustní konstrukci, která minimalizuje vibrace a chvění, což vede k dobré povrchové úpravě a delší životnosti nástrojů.
• Automatizace: Automatizace: Možnost programování složitých obráběcích operací na CNC strojích umožňuje efektivitu a důslednost při používání vůlí fréz.

Další úvahy

• Držáky nástrojů: K upnutí do vřetena CNC stroje je třeba kompatibilní nástrojový držák (např. držák frézy nebo upínací sklíčidlo).
• Upínání obrobků: Bezpečné upnutí obrobku je pro bezpečnost a přesnost při používání upínacích fréz v prostředí CNC klíčové.

Pomoc při navrhování

• Přizpůsobení: Spolupráce se zákazníky při navrhování průchodkových fréz se specifickou geometrií, rozměry a tolerancemi pro jedinečné aplikace.
• Výběr materiálu: Doporučení optimálního materiálu substrátu (HSS, třídy karbidu atd.) a povlaků na základě materiálu obrobku, parametrů obrábění a požadované životnosti nástroje.
• Optimalizace pro výkon: Použití konstrukčního softwaru a simulací k návrhu geometrie drážek, úhlů šroubovice a dalších prvků, které zlepšují odvod třísek, snižují řezné síly a zvyšují celkový výkon.

Technická podpora

• Doporučení parametrů obrábění: Poskytování pokynů k řezným rychlostem, posuvům, hloubkám řezu a strategiím mazání pro optimalizaci výkonu nástroje pro konkrétní nastavení.
• Řešení problémů s procesem: Analýza problémů při obrábění a navrhování modifikací nástrojů, úprav parametrů nebo alternativních způsobů upínání k řešení problémů, jako je chvění, špatná kvalita povrchu nebo nadměrné opotřebení nástroje.
• Analýza konečných prvků (FEA): Potenciální využití pokročilých simulací k předpovědi řezných sil, průhybu nástroje a tepelného chování v náročných podmínkách, optimalizace konstrukce nástroje a parametrů procesu.
• Aplikační testování: Vlastní zařízení pro testování prototypů nebo nových konstrukcí vůlí fréz v reálných scénářích obrábění, ověřování výkonu a dolaďování konstrukcí před zahájením výroby.

Další podpůrné služby

• Přebroušení a obnovení povlaku nástroje: Nabídka služeb pro prodloužení životnosti opotřebovaných odvalovacích fréz obnovením řezných hran a opětovným nanesením povlaků.
• Vzdělávací zdroje: Vypracování technických příruček, webových seminářů nebo školení, které pomohou zákazníkům lépe porozumět aplikacím a osvědčeným postupům pro průchodové frézy.

Důležité úvahy

• Úroveň podpory nabízené společností Baucor by se pravděpodobně lišila v závislosti na potřebách zákazníka a rozsahu projektu.
• K efektivnímu poskytování těchto komplexních služeb jsou nezbytné silné konstrukční a inženýrské schopnosti.

Klíčové prvky designu

Průměr:

• Určuje se podle velikosti obráběného prvku (šířka drážky, plocha čela atd.).
• Menší průměry umožňují lepší přístup do úzkých prostor, ale mají menší tuhost.
• Větší průměry poskytují tuhost pro úběr těžkého materiálu, ale mohou být geometricky omezené.

Délka řezu (délka drážky):

• Délka frézy (délka řezu): určuje maximální hloubku řezu při jednom průchodu.
• Krátké, standardní a dlouhé řezné délky poskytují flexibilitu pro různé aplikace.

Počet drážek:

• Více drážek zlepšuje kvalitu povrchu a umožňuje vyšší rychlost posuvu.
• Menší počet drážek zlepšuje odvod třísek při hlubokých řezech nebo hrubování.
• Obvykle se pohybuje v rozmezí 2-6 drážek.

Úhel šroubovice:

• Ovlivňuje odvod třísek, řezné síly a vibrace nástroje.
• Standardní úhel šroubovice kolem 30° poskytuje dobrou rovnováhu.
• Vysoké úhly šroubovice (> 45°) jsou vhodné pro měkčí materiály a dokončovací operace.

Geometrie konců:

• Čtyřhranný konec: Standardní pro obecné drážkování, čelní frézování a frézování ramen.
• Kulový hrot: Pro profilování a zakřivené povrchy.
• Poloměr (rohový poloměr): Přidává malý poloměr do rohů, což je užitečné pro snížení koncentrace napětí v obrobku.

Hrdlo (reliéf):

• Zajišťuje vůli mezi stopkou nástroje a obrobkem.
• Nutné pro hlubší řezy nebo profilovací operace.

Průměr stopky:

• Musí odpovídat možnostem držáku nástroje na CNC stroji.

Materiál:

HSS pro všeobecné použití a měkčí materiály.

Kobaltový HSS pro lepší tepelnou odolnost a obrábění tvrdších materiálů.

Karbid pro vysoké otáčky, tvrdé materiály a dlouhou životnost nástroje.

Povlaky:

• TiN, TiAlN, CrN, DLC a další zvyšují odolnost proti opotřebení, snižují tření a zlepšují výkon ve specifických aplikacích.