Biți de frezat: tipuri, materiale, acoperiri și cum să-l alegeți pe cel potrivit

O freză greșită nu are doar performanțe slabe, ci eșuează. Alegeți o freză pătrată cu 4 caneluri pentru aluminiu și veți înfunda canelurile, veți genera căldură și vă veți distruge finisarea suprafeței înainte de a termina prima trecere. Decizia se rezumă la geometrie, materialul substratului, numărul canelurilor și acoperirea - și fiecare dintre acești factori se schimbă în funcție de ceea ce tăiați. Acest ghid îl defalcă astfel încât să puteți potrivi instrumentul potrivit sarcinii de la început.

Ce sunt biți de frezat și cum funcționează

Biții de frezat sunt freze rotative cu mai multe caneluri utilizate pe mașinile CNC și morile manuale pentru a îndepărta materialul atât prin tăiere periferică, cât și prin tăierea frontală. Spre deosebire de burghie, care taie doar axial, frezele cu capat taie simultan pe lateral și pe partea inferioară - ceea ce le face atât de versatile pentru crestare, profilare, buzunare și conturare.

Pe măsură ce axul se rotește, fiecare canelură cuplează piesa de prelucrat și forfecă o așchie. Aceste așchii se deplasează în sus prin canelurile canelului și departe de zona tăiată. Numărul de caneluri, unghiul elicei și geometria muchiei de tăiere determină cât de agresiv îndepărtează unealta materialul și ce fel de finisare lasă în urmă.

Cele mai multe freze moderne sunt tăiere în centru , adică au geometrie de tăiere atât pe fața de capăt, cât și pe periferie. Acest lucru le permite să se cufunde direct în material - o capacitate critică pentru operațiunile de buzunare în care trebuie să începeți o tăiere în mijlocul unei piese de prelucrat.

Tipuri de biți de frezat

Alegerea geometriei corecte a frezei este prima decizie și este determinată în întregime de forma caracteristicii pe care trebuie să o tăiați.

Freze cu capăt pătrat sunt alegerea implicită pentru majoritatea lucrărilor de frezare. Acestea produc sloturi cu fundul plat, buzunare cu umeri pătrați și coborâri curate. Dacă nu sunteți sigur de ce profil aveți nevoie, începeți de aici. Colțurile ascuțite le fac eficiente la îndepărtarea materialului, deși aceeași claritate se poate ciobi pe tăieturi dure sau întrerupte.

Pentru conturarea 3D și suprafețele sculptate, freze cu cap bilă sunt indispensabile. Vârful lor emisferic urmărește curbe și contururi complexe fără pete plate. Ele sunt cele mai potrivite pentru lucrări de matriță și matriță, precum și pentru orice piesă cu fileuri sau profile sculptate. Compensația este că viteza de tăiere chiar la vârf se apropie de zero - ceea ce înseamnă că centrul mingii se taie lent și poate lăsa urme de martor în pasele puțin adânci.

Freze cu raza de colt împărțiți diferența. Au un fund plat ca o freză cu capăt pătrat, dar cu o rază mică șlefuită pe fiecare colț - de obicei 0,1 mm până la 3 mm. Această rază elimină punctul de concentrare a tensiunii la colțurile ascuțite, prelungește semnificativ durata de viață a sculei și merită specificată ori de câte ori proiectul o permite. Multe magazine folosesc în mod implicit freze cu raza de colț chiar și pentru buzunare standard, deoarece îmbunătățirea duratei de viață este semnificativă.

Când trebuie să îndepărtați rapid cantități mari de material, Freze de degroșare cu 4 caneluri pentru îndepărtarea agresivă a materialului sunt construite special pentru locul de muncă. Muchiile de tăiere zimțate sau în formă de undă despart așchiile în segmente mai scurte, reducând forțele de tăiere și permițând cuplare radială mai profundă decât o freză standard în aceleași condiții de ax. Folosiți-le pentru a degroșa rapid un bloc, apoi treceți la o freză de finisare pentru trecerea finală.

Freze conice sunt utilizate atunci când o caracteristică necesită tiraj - cavități matrițe, pereți matrițe și găuri conice. Unghiul de conicitate este șlefuit în instrument, astfel încât fiecare trecere produce o față de aspirare consistentă. Mori de teșit tăiați o margine teșită la un unghi fix și mori de foraj combinați găurirea prin plonjare cu frezarea periferică într-o singură unealtă, salvând schimbarea sculei atunci când trebuie să începeți un buzunar de la o intrare forată.

Carbură vs HSS: Alegerea materialului potrivit

Materialul substratului determină cât de dur, cât de rigid și cât de rezistent la căldură este unealta dvs. Pentru majoritatea lucrărilor CNC de astăzi, această alegere este carbură solidă — și din motive întemeiate.

Frezele din carbură solidă sunt semnificativ mai rigide decât oțelul de mare viteză, ceea ce înseamnă o deformare mai mică la vârf la sarcinile de tăiere. Această rigiditate se traduce direct în precizie dimensională și finisare a suprafeței. Carbura își păstrează, de asemenea, duritatea la temperaturi mult mai ridicate decât HSS, ceea ce înseamnă că poate rula la viteze mai mari de suprafață fără a se înmuia la muchia de tăiere. În mediile de producție de tăiere a oțelului sau a inoxului, uneltele cu carbură durează de obicei peste HSS cu un factor de 5-10×.

HSS are încă un loc - în primul rând pe morile manuale cu viteze limitate ale axului, pentru materiale moi, cum ar fi lemnul sau materialele plastice, în care costul carburii nu este justificat și în situațiile în care vibrațiile sau tăierile întrerupte ar ciobi o margine de carbură. Cobalt HSS (M42) extinde oarecum intervalul de temperatură, făcându-l util pentru oțel inoxidabil pe echipamente mai vechi.

Pentru aplicații CNC solicitante, răsfoiți gama noastră completă de carbură solidă end mills for a full range of milling applications — de la freze universale de uz general la modele specifice materialelor optimizate pentru aluminiu, inoxidabil, titan și oțeluri călite.

Numărul de flaut și ce înseamnă pentru tăietura dvs

Numărul fluturilor afectează trei lucruri: spațiul de așchiere, finisarea suprafeței și viteza de avans pe care o puteți rula. Găsiți greșit și fie introduceți chipsuri înapoi în tăietură, fie rulați mai încet decât trebuie.

Regula practica: mai puține flute pentru materiale moi unde jetoanele sunt mari și au nevoie de spațiu pentru a scăpa, mai multe fluturi pentru materiale dure în cazul în care așchiile sunt mici și doriți mai multe muchii de tăiere care se angajează pe revoluție. Funcționarea unei freze cu 4 caneluri din aluminiu la viteze mari de avans este una dintre cele mai frecvente cauze ale tăierii așchiilor și defecțiunii sculei - canelurile se împachetează solide înainte ca așchiile să aibă șansa de a curăța.

Mai multe caneluri vă permit, de asemenea, să rulați o rată de avans mai mare în IPM pentru aceeași încărcătură de cip pe dinte, deoarece fiecare revoluție angajează mai multe muchii. De aceea, frezele cu 5 și 6 caneluri pot crește randamentul în finisarea oțelului fără a modifica viteza axului - pur și simplu multiplicați angajarea pe dinte.

Acoperiri care prelungesc durata de viață a sculei

O acoperire nu modifică geometria sculei - schimbă modul în care suprafața se comportă la căldură și frecare. Acoperirea potrivită poate dubla sau tripla durata de viață a sculei în anumite materiale; cel greșit poate accelera eșecul.

AlTiN (nitrură de aluminiu și titan) este stratul de acoperire pentru metale feroase. Pentrumează un strat dur de alumină la suprafață la temperaturi ridicate, care devine de fapt mai dur pe măsură ce se încălzește. Acest lucru îl face ideal pentru prelucrarea uscată a oțelurilor întărite, inoxidabil și fontă la viteze mari ale arborelui. Are performanțe slabe în aluminiu - conținutul de aluminiu din acoperire se poate lega de materialul piesei de prelucrat și poate cauza marginea acumulată.

TiN (nitrură de titan) este acoperirea familiară de uz general de culoare aurie. Mărește duritatea suprafeței și reduce frecarea într-o gamă largă de materiale. Nu este la fel de agresiv ca AlTiN în aplicații la temperaturi înalte, dar este o îmbunătățire solidă față de carbura neacoperită pentru majoritatea oțelurilor și fontei comune.

TiSiN (nitrură de siliciu de titan) este conceput pentru materiale foarte dure - prelucrare peste 50 HRC unde temperaturile sunt extreme. Combină duritatea foarte mare cu rezistența excelentă la oxidare, făcându-l alegerea potrivită pentru oțelurile matrițe și aliajele aerospațiale.

For aluminiu și materiale neferoase , evitați AlTiN. În schimb, căutați acoperiri ZrN (nitrură de zirconiu) sau carbon asemănător diamantului (DLC) - ambele nu sunt reactive cu aluminiul și oferă suprafața cu frecare scăzută de care aveți nevoie pentru a preveni formarea muchiei. Carbura neacoperită, lustruită, se comportă bine și în aluminiu atunci când opțiunile acoperite nu sunt disponibile.

Ca regulă generală: tăiere uscată în metale feroase dure → AlTiN; oțel general → TiN; oțeluri foarte dure → TiSiN; aluminiu și cupru → ZrN sau neacoperite.

Selectarea biților de frezat în funcție de materialul piesei de prelucrat

Fiecare material de piesă de prelucrat prezintă un set diferit de provocări — duritatea, conductibilitatea termică, comportamentul așchiilor și reactivitatea cu materialele pentru scule, toate schimbă designul optim al frezei. Iată cum să potriviți instrumentul cu materialul.

Aliaje de aluminiu sunt moi, dar renumite pentru muchia încorporată — aluminiul se lipește de unealtă și distruge treptat geometria muchiei de tăiere. Folosiți freze cu 2 sau 3 caneluri, cu un unghi de greblare lustruit, foarte pozitiv și esofago mari. Unghiurile înalte ale helixului (45°) îmbunătățesc evacuarea așchiilor. Pentru lucrări de producție, explorați freze din carbură construite special pentru tăierea aliajelor de aluminiu — cu geometrie optimizată și acoperiri care împiedică aderența la viteze mari de suprafață.

Oțel inoxidabil se întărește rapid, ceea ce înseamnă că orice unealtă care sta sau freacă - în loc să taie curat - crește imediat duritatea materialului dinainte. Utilizați freze ascuțite, rigide, cu geometrie pozitivă a greblei și evitați frecarea cu orice preț. Rulați cu lichid de răcire adecvat și nu lăsați niciodată ca viteza de avans să scadă la zero la jumătate. Al nostru freze de capat optimizate pentru prelucrarea oțelului inoxidabil sunt proiectate cu o geometrie care forfecă mai degrabă decât freacă, prelungind durata de viață a claselor 304, 316 și duplex.

Aliaje de titan combinați o conductivitate termică scăzută cu o reactivitate ridicată - căldura rămâne în zona de tăiere și titanul se va suda pe unealtă la temperaturi ridicate. Utilizați unelte ascuțite, rigide, cu acoperiri TiAlN sau AlTiN, lichid de răcire de înaltă presiune îndreptat către zona de tăiere și cuplare radială conservatoare. Construit special freze de capat proiectate pentru aliaj de titan utilizați geometrii dezvoltate special pentru a minimiza acumularea de căldură și pentru a rezista tendinței materialului de a se gripa pe fața flancului.

Oțeluri călite (peste 45 HRC) necesită freze cu duritate foarte mare a substratului, toleranțe strânse și acoperiri avansate precum TiSiN. Al nostru freze din carbură de mare viteză și duritate mare pentru oțeluri călite sunt proiectate exact pentru această gamă — repararea matrițelor, întărirea matriței și finisarea post-tratare termică, acolo unde uneltele convenționale eșuează rapid.

Electrozi de cupru — obișnuit în lucrările de electroeroziune — au nevoie de unelte cu muchii ultra-ascuțite și caneluri lustruite care evacuează așchiile curat, fără bavurirea materialului moale. O bavură pe un electrod este o eroare de geometrie care se transferă direct în fiecare parte pe care o declanșează. Specialitate freze universale din carbură concepute pentru lucrări de uz general sunt disponibile, dar pentru finisarea electrozilor merită să specificați unelte dedicate din cupru, cu pregătirea corectă a muchiei.

Parametri cheie: viteze, avansuri și adâncime de tăiere

Geometria și materialul vă duc la instrumentul potrivit. Parametrii de rulare determină dacă acel instrument funcționează sau se uzează în zece minute.

Viteza axului (RPM) este derivat din materialul recomandat de suprafață (SFM) și diametrul sculei: RPM = (SFM × 3,82) / diametru. O freză de carbură de 1/2" din aluminiu 6061 la 1.000 SFM funcționează la aproximativ 7.640 RPM. În 316 inoxidabil la 200 SFM, aceeași unealtă funcționează la aproximativ 1.528 RPM. Materialul antrenează SFM; diametrul îl transformă în RPM.

Rata de alimentare (IPM) rezultă din încărcarea așchiilor pe dinte: IPM = RPM × încărcarea așchiilor × numărul de canale. Mulți mașiniști se concentrează mai întâi pe viteza axului - o greșeală comună. Setați mai întâi sarcina de cip, apoi calculați viteza axului. Funcționarea prea lent cu un avans agresiv freacă mai degrabă decât tăie și generează căldură care scurtează rapid durata de viață a sculei.

Adâncimea de tăiere are două componente: adâncimea axială (cât de departe în jos pe canal) și adâncimea radială (cât de departe în material este lateral). Pentru scanare pe toată lățimea, limitați adâncimea axială la aproximativ 1 × diametru și radială la 100% diametru. Pentru profilarea periferică, puteți crește adâncimea axială la 2–3× diametrul dacă reduceți angajarea radială la 10–20%. Această abordare axială înaltă, radială scăzută – numită uneori frezare trohoidală sau dinamică – prelungește dramatic durata de viață a sculei și permite viteze de avans mai rapide, menținând forțele de așchiere previzibile și gestionabile termic.

Pentru valorile inițiale detaliate, defalcate în funcție de familia de materiale și tipul de acoperire, vitezele frezei de carbură și diagramele de referință ale avansurilor oferiți recomandări tabelate SFM și încărcarea cipurilor pentru materialele obișnuite - un punct de plecare util înainte de a apela pentru mașina și configurarea dvs. specifice.

Greșeli frecvente de evitat

Cele mai multe defecțiuni premature ale frezei au același set mic de cauze fundamentale. Cunoașterea lor în avans economisește o mulțime de instrumente costisitoare.

Contopire excesivă este cel mai mare contributor la vibrații, zgomot și ruperea sculei. Fiecare milimetru de întindere suplimentară înmulțește deviația la vârf. Utilizați cea mai scurtă unealtă care ajunge la caracteristica dvs. - dacă o lungime a canelului de 38 mm funcționează, nu folosiți 60 mm, deoarece se întâmplă să fie pe raft.

Număr de flaut greșit pentru material — rularea sculelor cu 4 caneluri din aluminiu sau unelte cu 2 caneluri din oțel călit. Ambele direcții cauzează probleme; vezi secțiunea de numărare a flauturilor de mai sus.

Tăierea uscată în materiale care au nevoie de lichid de răcire . Titanul, oțelul inoxidabil și prelucrarea de mare viteză a oțelurilor generează căldură mai repede decât o poate disipa aerul. Lichidul de răcire nu este opțional în aceste cazuri - face parte din proces.

Ignorarea curbei în suportul de scule . O unealtă cu 0,02 mm de scurgere are efectiv jumătate din caneluri tăiate și jumătate frecare. Acest lucru creează uzură neuniformă și finisaj slab. Suporturile hidraulice sau cu fixare prin contracție depășesc semnificativ clemele ER standard pentru lucrări de precizie - în special cu freze cu cap de diametru mic, unde curățarea este o proporție mai mare din diametrul sculei.

Reutilizarea instrumentelor uzate după durata de viață efectivă . O freză uzată necesită mai multă forță pentru tăiere, ceea ce crește căldura, deformarea și șansa de rupere bruscă. Uneltele plictisitoare sunt mai periculoase și mai scumpe decât o înlocuire la timp. Urmăriți degradarea finisajului suprafeței și sarcina crescută a arborelui ca semne de avertizare timpurie, nu ultimele.

Pentru îndrumări specifice aplicației și gama completă de serii de freze terminale — de la freze universale din carbură concepute pentru lucrări de uz general până la freze de precizie ultra-dure pentru toleranțe exigente — răsfoiți catalogul nostru complet de produse pentru a găsi specificația potrivită pentru următoarea dvs. lucrare.