I. Co je frézování s vysokým posuvem?
Vysokoposuvové frézování (zkráceně HFM) je pokročilá frézovací strategie v moderním CNC obrábění. Jejím hlavním rysem je „malá hloubka řezu a vysoká rychlost posuvu“. Ve srovnání s tradičními frézovacími metodami tato technologie využívá extrémně malou axiální hloubku řezu (obvykle v rozmezí od 0,1 do 2,0 mm) a extrémně vysokou rychlost posuvu na zub (až 5–10krát vyšší než u tradičního frézování) v kombinaci s vysokou rychlostí vřetena, čímž dosahuje ohromující rychlosti posuvu.
Revoluční povaha této koncepce obrábění spočívá v úplné transformaci směru řezné síly, která přeměňuje škodlivou radiální sílu generovanou při tradičním frézování na prospěšnou axiální sílu, čímž umožňuje vysokorychlostní a efektivní obrábění. Rychloposuvná frézovací hlava je právě specializovaný nástroj určený k realizaci této strategie a stala se nepostradatelným nástrojem pro obrábění v moderní výrobě forem, leteckém a automobilovém průmyslu a dalších.
II. Princip fungováníFréza pro vysoké posuvy
Tajemství vysokoposuvové frézy spočívá v její unikátní konstrukci s malým hlavním úhlem. Na rozdíl od tradičních fréz s hlavním úhlem 45° nebo 90° má hlava vysokoposuvové frézy obvykle malý hlavní úhel 10° až 30°. Tato změna geometrie zásadně mění směr řezné síly.
Proces mechanické transformace: Když se čepel dostane do kontaktu s obrobkem, malý hlavní úhel čela způsobí, že řezná síla směřuje převážně v axiálním směru (podél osy tělesa nástroje) spíše než v radiálním směru (kolmo k ose), jako je tomu u tradičního frézování. Tato transformace má za následek tři klíčové efekty:
1. Efekt potlačení vibrací: Obrovská axiální síla táhne řezací kotouč „směrem“ k hlavní hřídeli, což způsobuje, že systém řezacího nástroje a hlavní hřídele je v napjatém stavu. Tím se účinně potlačují vibrace a chvění, což umožňuje plynulé řezání i při velkém přesahu.
2. Ochranný účinek stroje: Axiální síla je přenášena axiálním ložiskem hlavního hřídele stroje. Jeho únosnost je mnohem vyšší než u radiálních ložisek, čímž se snižuje poškození hlavního hřídele a prodlužuje se životnost zařízení.
3. Efekt zvýšení posuvu: Eliminuje omezení vibrací, což umožňuje nástroji zvládat extrémně vysoké posuvy na zub. Rychlost posuvu může dosáhnout 3 až 5krát vyšší než u konvenčního frézování, přičemž maximální rychlost dosahuje více než 20 000 mm/min.
Tato důmyslná mechanická konstrukce umožňuje rychloposuvné frézovací hlavě udržovat vysoký úběr kovu a zároveň výrazně snižovat vibrace při řezání, čímž pokládá základy pro vysoce kvalitní obrábění povrchů.
III. Hlavní výhody a charakteristikyFréza pro vysoké posuvy
1. Vysoce efektivní obrábění: Nejvýraznější výhodou vysokoposuvové frézy je její vynikající rychlost úběru kovu (MRR). Přestože je axiální hloubka řezu relativně malá, extrémně vysoká rychlost posuvu tento nedostatek zcela kompenzuje. Například když běžná portálová frézka používá k obrábění nástrojové oceli rychloposuvovou frézovací hlavu, může rychlost posuvu dosáhnout 4 500–6 000 mm/min a rychlost úběru kovu je 2–3krát vyšší než u tradičních fréz.
2. Vynikající kvalita povrchu: Díky extrémně hladkému procesu řezání lze rychloposuvovým frézováním dosáhnout vynikající kvality povrchu, obvykle dosahující Ra 0,8 μm nebo i vyšší. V mnoha případech lze povrchy opracované pomocí rychloposuvových frézovacích hlav použít přímo, čímž se eliminuje proces polodokončování a výrazně se zkrátí výrobní proces.
3. Pozoruhodný efekt úspory energie: Výzkum ukazuje, že spotřeba energie při rychloposuvném frézování je o 30 % až 40 % nižší než u tradičního frézování. Řezná síla se efektivně využívá k úběru materiálu, místo aby se spotřebovávala na vibrace nástroje a stroje, čímž se dosahuje skutečně ekologického obrábění.
4. Může výrazně prodloužit životnost nástrojového systému: Plynulý proces řezání snižuje nárazy a opotřebení nástroje a životnost nástroje lze prodloužit o více než 50 %. Nízká radiální síla také snižuje zatížení vřetena obráběcího stroje, takže je obzvláště vhodná pro staré stroje s nedostatečnou tuhostí nebo pro scénáře obrábění s velkým rozpětím.
5. Výhody obrábění tenkostěnných dílů: Extrémně malá radiální síla umožňuje, aby byla vysokorychlostní fréza ideální volbou pro obrábění tenkostěnných a snadno deformovatelných dílů (jako jsou konstrukční komponenty leteckého průmyslu, díly forem karoserií automobilů). Deformace obrobku je ve srovnání s tradičním frézováním snížena o 60–70 %.
Referenční informace o typických parametrech obrábění pro frézy s vysokým posuvem:
Při použití vysokoposuvové frézy o průměru 50 mm s 5 břity pro obrábění nástrojové oceli P20 (HRC30):
Otáčky vřetena: 1 200 ot/min
Rychlost posuvu: 4 200 mm/min
Axiální hloubka řezu: 1,2 mm
Radiální hloubka řezu: 25 mm (boční posuv)
Rychlost úběru kovu: Až 126 cm³/min
IV. Shrnutí
Vysokoposuvová fréza není jen nástroj; představuje pokročilý koncept obrábění. Díky důmyslné mechanické konstrukci transformuje nevýhody řezné síly na výhody a dosahuje tak perfektní kombinace vysoké rychlosti, vysoké účinnosti a vysoké přesnosti obrábění. Pro strojírenské podniky, které čelí tlaku na zvyšování efektivity a splnění požadavků na vysokou kvalitu obrábění, je racionální použití technologie frézovacích hlav s rychlým posuvem nepochybně strategickou volbou pro zvýšení konkurenceschopnosti.
S neustálým vývojem CNC technologie, nástrojových materiálů a CAM softwaru se technologie rychloposuvového frézování bude dále vyvíjet a poskytovat silnou technickou podporu pro inteligentní transformaci a modernizaci výrobního průmyslu. Okamžitě zapojte rychloposuvovou frézovací hlavu do svého výrobního procesu a zažijte transformační efekt efektivního obrábění!
Čas zveřejnění: 3. září 2025
