Kolik otáček má mít fréza?

Proč se fréza rychle otupí? Co způsobuje zuhelnatění zpracovávaného materiálu (dřevotříska, MDF nebo dřevo) po opracování frézou? Proč fréza hoří? Jak zabránit ulpívání pryskyřic na řezných hranách frézy? Na výše uvedené otázky existuje pouze jedna odpověď – je špatně zvolena rychlost (frekvence) otáčení frézy.

Moderní frézovací zařízení pro zpracování laminovaných dřevotřískových nebo MDF deskových materiálů je vybaveno motory, které umožňují dosahovat rychlosti vřetene přes 20000 XNUMX ot./min. Na jedné straně to ovlivňuje produktivitu zařízení, protože se zvyšuje rychlost pohybu nástroje nebo rychlost posuvu obrobku. Na druhou stranu se zvyšuje kvalita zpracování: snižuje se pravděpodobnost zvedání vlasu na MDF, odírání dřeva a štěpkování na laminované dřevotřísce.

Ze zvyku, z neznalosti, nebo prostě z lenosti, abyste si netrápili hlavu všemožnými návody k obsluze, režimy zpracování a jinými zapeklitostmi, je rychlost otáčení řezačky nastavena na maximální úroveň, při které jsou všechny materiály jsou zpracovávány pomocí všech dostupných fréz. To je hlavní důvod všech potíží.

Faktem je, že při vysoké rychlosti (frekvenci) rotace frézy a nízké rychlosti posuvu obrobku běží řezná hrana frézy většinu času naprázdno a namísto odřezávání další třísky z materiálu zpracováno, marně se o něj otírá. Každý ví, co se děje v důsledku tření – zahřívání. Navíc, čím vyšší je rychlost otáčení frézy, tím intenzivnější je tření a tím více se fréza zahřívá.

Zdálo by se, co je zde zvláštního? No, topí se. Když to vezmete do dlaně, vaše ruka vydrží. Co se stane s kovem?! A přesto…

Proč fréza pálí a rychle se otupí?

Teplo vznikající třením fréz o materiál se postupně rovnoměrně rozvádí po celém jejím těle. Proto při krátkodobém provozu zahřívání prakticky není cítit. Při zpracování materiálů však teplota dosahuje maximálních hodnot právě na řezných hranách. A čím vyšší je rychlost otáčení frézy, tím silnější je tření a zahřívání hran.

To je patrné zejména u fréz s velkým průměrem. Zde je lineární rychlost pohybu vnější části řezné hrany vzhledem k materiálu mnohem vyšší. V důsledku toho se hrany frézy zahřívají a po vychladnutí ztmavnou namodralým nádechem a to je neklamné znamení, že kov byl zahřátý do bodu, kdy začíná měnit své vlastnosti. Vědecky řečeno, uhlíková složka v kovu vyhoří, což mu dává vlastnosti tuhosti. Pokud si pamatujete, jak měkký a poddajný se stává obyčejný hřebík, když byl v žhavém uhlí kamen nebo ohně, pak je snadné si představit, jaké nové vlastnosti získá fréza v důsledku přehřátí.

Sluší se dodat, že při ostření frézy rychlost otáčení brusného kotouče nebo kotouče a stupeň přítlaku nástroje přímo ovlivňují ohřev broušených hran. Pokud nepoužijete chladicí kapalinu, pak se jakýkoli karbidový kov změní na obyčejný kus železa, který se po mírném zatížení může deformovat. Mimochodem, to je důvod, proč se životnost fréz, vrtáků a pil po naostření výrazně snižuje.

Proč materiál hoří?

Zde je vše velmi jasné: v důsledku tření frézy o materiál se vytváří vysoká teplota, pod jejímž vlivem začíná dřevo vyhořet. K zamezení tohoto jevu je nutné snížit rychlost (frekvenci) otáčení frézy a zvýšit rychlost posuvu obrobku. Tyto akce by však měly být provedeny za předpokladu, že si řezačka zachovala ostření. V opačném případě se zatížení na něm nebo pohonné jednotce výrazně zvýší, což může vést k jejich zhroucení.

Pryskyřice ulpívající na fréze

Mnoho dřev obsahuje pryskyřice. Při výrobě deskových dřevěných materiálů, jako jsou dřevotřískové desky a MDF, se navíc používají formaldehydové pryskyřice. Při mechanickém zpracování těchto materiálů zahřátých třením dochází k varu částic pryskyřic, padajících na zuby řezného nástroje a spolu s prachem na nich ulpívají. Obvykle to nezpůsobuje výrazné problémy, pokud je správně zvolen režim posuvu obrobku a řezná rychlost nástroje. V opačném případě, když je některý z parametrů vypočítán nesprávně, rychlost otáčení frézy je příliš vysoká a zpracování se provádí při nízké rychlosti, na nástrojových frézách se objeví tmavý pryskyřičný povlak. Navíc čím silnější je tento rozpor, tím rychleji se tvoří. Současně se snižuje kvalita zpracování, na laminovaných površích se objevují třísky, dřevo začíná hořet, nástroj dostává další napětí, rychle se přehřívá a selhává. Proto je výběr rychlosti otáčení frézy a rychlosti posuvu materiálu tak důležitý.

Kromě správného výpočtu režimu zpracování materiálu je třeba dbát na péči o řezný nástroj, tedy vzniklý pryskyřičný povlak rychle očistit, případně smýt běžnou teplou vodou.

Výpočet rychlosti (frekvence) otáčení frézy

Pro správný výpočet rychlosti otáčení frézy a rychlosti jejího pohybu je nutné vzít v úvahu mnoho faktorů, včetně fyzikálních a mechanických vlastností materiálu a nástroje, hloubky a šířky zpracování atd.

Na druhou stranu materiály jako MDF a dřevotřískové desky jsou mnohem snadněji zpracovatelné ve srovnání například s různými kovy. Za základ tedy můžeme brát pouze ukazatel kvality zpracování, tedy přítomnost drsnosti, rýh, třísek a otřepů na ošetřovaném povrchu.

Pro více či méně kvalitní zpracování laminovaných dřevotřískových desek je nutné, aby rychlost posuvu na zub frézy (nebo zjednodušeně řečeno tloušťka třísek vycházejících zpod frézy) byla 0,05 – 0,15 mm. Běžná dvoubřitá fréza by tedy měla řezat 0,1 – 0,3 mm na otáčku a 15000 – 1500 mm na 4500 15000 otáček. To znamená, že rychlost posuvu materiálu do frézy při 1,5 4,5 ot./min by měla být 25 – 75 m/min nebo XNUMX -XNUMX mm/s.

Pokud potřebujete provádět zpracování při nízké rychlosti posuvu, například při práci s ruční frézkou, lze výpočet rychlosti otáčení frézy provést na základě rychlosti frézky, přičemž výpočty se provádějí v opačném pořadí. Řekněme, že materiál je zpracováván rychlostí 10 mm/s nebo 600 mm/min. Při rychlosti posuvu na zub rovné 0,1 mm a práci s dvoubřitou frézou bude požadovaná rychlost otáčení frézy 600/(0,1 × 2)=3000 ot./min.

Bezpečnostní opatření při práci s frézami

Výrobci frézovacích zařízení a nástrojů zpravidla připojují ke svým výrobkům bezpečnostní pokyny a udávají doporučené provozní režimy fréz. Níže uvedená tabulka ukazuje bezpečné parametry pro rychlost otáčení frézy v závislosti na průměru.

Průměr frézy, mm

Maximální rychlost otáčení frézy, ot./min

V tomto článku budeme hovořit o výpočtu hlavních parametrů používaných pro výběr režimu řezání na frézkách a také se trochu dotkneme důležitých kritérií pro výběr fréz.

Výběr parametrů frézování

Při výběru režimu řezání na frézce je třeba vypočítat následující parametry:

– Otáčky hřídele vřetena (n) – závisí na typu a vlastnostech použitého vřetena a frézy a také na vlastnostech zpracovávaného materiálu. Tento parametr se vypočítá pomocí následujícího vzorce: n (ot./min) = 1000 * V/ π * D, kde V je řezná rychlost (m/min), π je číslo Pi (3.14) a D je průměr řezné části frézy (mm). Řezná rychlost (V) je dráha, kterou za minutu urazí bod řezné hrany frézy a tento parametr by měl být převzat z referenčních tabulek (příklad takové tabulky je uveden níže).

Když se výpočet provádí pro frézy s malým průměrem, může být rychlost otáčení vřetena větší než počet otáček, které vřeteno může poskytnout, takže v tomto případě pro další výpočty rychlosti otáčení je skutečná maximální rychlost otáčení vřetena je přijato.

– Rychlost posuvu (S) je rychlost pohybu řezného nástroje, která se vypočítá podle následujícího vzorce: S (mm/min) = fz * z * n, kde fz je posuv na zub frézy (mm), z je počet zubů frézy, n je rychlost vřetena (ot/min). Posuv na zub (fz) při obrábění určitých materiálů lze převzít z referenčních tabulek, například z tabulky níže:

Tabulka pro výpočet řezné rychlosti a posuvu na zub

Zpracovaný materiál	Řezná rychlost (V), m/min	Posuv na zub frézy (fz) podél jeho průměru (d), mm
		0.5mm	1 2–XNUMX XNUMX mm	3 4–XNUMX XNUMX mm	5 6–XNUMX XNUMX mm	8 10–XNUMX XNUMX mm
Umělá hmota	300-400	0.02	0.06	0.15	0.20	0.30
Plexisklo	100-150	0.02	0.05	0.10	0.18	0.25
dřevo	200-450	0.02	0.035	0.055	0.09	0.12
Hliník, mosaz, bronz, měď	120-250	0.01	0.02	0.03	0.04	0.07
Hliník měkký	120-500	0.01	0.03	0.04	0.05	0.08
Hořčík	150-300	0.01	0.02	0.035	0.04	0.075
ocel	35-50	0.005	0.01	0.015	0.02	0.03
Litina	40-60	0.005	0.015	0.02	0.03	0.04
Titan	20-30	0.005	0.01	0.02	0.03	0.04

Po výpočtu hodnoty rychlosti posuvu ji upravte na základě tuhosti stroje. Pokud má stroj vysokou tuhost a mechanickou kvalitu, pak se rychlost posuvu zvolí blíže k maximálním vypočítaným, ale pokud je tuhost stroje poměrně nízká, zvolí se nižší hodnoty rychlosti posuvu. Rychlost posuvu podél osy Z by měla být mezi 1/3 a 1/5 rychlosti posuvu (S).

– Hloubka frézování na průchod (osa Z) – tento parametr přímo závisí na délce řezné hrany a také na tuhosti frézy a stroje. Hloubka frézování by měla být zvolena postupným zvyšováním tohoto parametru a pozorováním výsledků práce. Pokud během provozu zaznamenáte špatnou kvalitu řezu nebo cizí vibrace, pak k vyřešení tohoto problému budete muset snížit hloubku na průchod a upravit rychlost posuvu.