بیت های فرز پایانی: انواع، مواد، پوشش ها و نحوه انتخاب مناسب

یک آسیاب پایانی اشتباه نه تنها عملکرد ضعیفی ندارد - بلکه شکست می خورد. آسیاب انتهای مربعی 4 فلوت را برای آلومینیوم انتخاب کنید و فلوت‌ها را مسدود می‌کنید، گرما ایجاد می‌کنید و سطح خود را قبل از انجام اولین پاس خراب می‌کنید. این تصمیم به هندسه، مواد زیرلایه، تعداد فلوت و پوشش بستگی دارد - و هر یک از این عوامل بسته به چیزی که می برید تغییر می کند. این راهنما آن را تجزیه می کند تا بتوانید از همان ابتدا ابزار مناسب را با کار مطابقت دهید.

بیت های فرز انتهایی چیست و چگونه کار می کنند

بیت‌های فرز انتهایی برش‌های چرخشی چند فلوت هستند که در ماشین‌های CNC و آسیاب‌های دستی برای حذف مواد از طریق برش محیطی و انتهایی استفاده می‌شوند. برخلاف مته‌های مته که فقط به صورت محوری برش می‌دهند، فرزهای انتهایی به طور همزمان در کنار و پایین برش می‌دهند - این همان چیزی است که آنها را برای شکاف، پروفیل، جیب‌بندی و کانتور کردن بسیار متنوع می‌کند.

همانطور که دوک می چرخد، هر فلوت قطعه کار را درگیر می کند و یک تراشه برش می دهد. این تراشه ها از شیارهای فلوت بالا می روند و از منطقه برش دور می شوند. تعداد فلوت‌ها، زاویه مارپیچ و هندسه لبه برش همگی تعیین می‌کنند که ابزار با چه شدتی مواد را حذف می‌کند و چه نوع پوششی از خود به جای می‌گذارد.

اکثر آسیاب های انتهایی مدرن هستند برش مرکزی ، به این معنی که آنها دارای هندسه برش در وجه انتهایی و همچنین حاشیه هستند. این به آن‌ها اجازه می‌دهد مستقیماً در مواد فرو بروند - یک قابلیت حیاتی برای عملیات پاک‌سازی در جایی که باید برش را در وسط قطعه کار شروع کنید.

انواع بیت فرز انتهایی

انتخاب هندسه آسیاب انتهایی مناسب اولین تصمیم است و کاملاً بر اساس شکل ویژگی است که باید برش دهید.

آسیاب های انتهای مربعی انتخاب پیش فرض برای اکثر کارهای فرز هستند. آنها شکاف های ته صاف، جیب های شانه های مربعی، و پله های تمیز را تولید می کنند. اگر مطمئن نیستید به کدام نمایه نیاز دارید، از اینجا شروع کنید. گوشه‌های تیز آن‌ها را در برداشتن ذخایر کارآمد می‌سازد، اگرچه همین وضوح می‌تواند بر روی برش‌های سخت یا قطع شده ایجاد شود.

برای کانتورینگ سه بعدی و سطوح حجاری شده، آسیاب انتهای بینی توپی ضروری هستند. نوک نیمکره آنها منحنی ها و خطوط پیچیده را بدون لکه های صاف نشان می دهد. آنها برای قالب‌ها و قالب‌ها و همچنین هر قسمتی که فیله‌ها یا پروفیل‌های حجاری شده دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. نقطه مقابل این است که سرعت برش در نوک به صفر نزدیک می‌شود - به این معنی که مرکز توپ به آرامی قطع می‌شود و می‌تواند روی پاس‌های کم عمق اثری از خود به جای بگذارد.

آسیاب های انتهای شعاع گوشه تفاوت را تقسیم کنید آنها یک کف صاف مانند یک آسیاب انتهایی مربع دارند اما با شعاع کوچکی روی هر گوشه - معمولاً 0.1 میلی متر تا 3 میلی متر. این شعاع نقطه تمرکز تنش را در گوشه‌های تیز حذف می‌کند، عمر ابزار را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد و ارزش آن را دارد که هر زمان که طراحی اجازه می‌دهد مشخص شود. بسیاری از مغازه‌ها حتی برای جیب‌زنی استاندارد از آسیاب‌های شعاع گوشه استفاده می‌کنند زیرا بهبود عمر قابل توجه است.

زمانی که نیاز به حذف سریع مقادیر زیادی از مواد دارید، آسیاب انتهایی خشن 4 فلوت برای حذف تهاجمی ذخایر برای این کار هدفمند ساخته شده اند. لبه های برش دندانه دار یا موج دار، تراشه ها را به بخش های کوتاه تر می شکنند و نیروهای برشی را کاهش می دهند و اجازه درگیری شعاعی عمیق تری نسبت به آسیاب انتهایی استاندارد در همان شرایط دوکی می دهند. از آنها برای خشن کردن سریع یک بلوک استفاده کنید، سپس برای عبور نهایی به آسیاب پایانی بروید.

آسیاب های انتهایی مخروطی زمانی استفاده می شود که یک ویژگی نیاز به پیش نویس دارد - حفره های قالب، دیواره های قالب و سوراخ های مخروطی. زاویه مخروطی در ابزار آسیاب می شود، بنابراین هر عبور یک صفحه پیش نویس ثابت ایجاد می کند. آسیاب های پخ یک لبه اریب را با زاویه ثابت برش دهید و آسیاب های حفاری حفاری غوطه وری را با فرز محیطی در یک ابزار ترکیب کنید، و در صورت نیاز به راه اندازی یک جیب از ورودی سوراخ شده، در تعویض ابزار صرفه جویی کنید.

کاربید در مقابل HSS: انتخاب ماده مناسب

مواد بستر تعیین می کند که ابزار شما چقدر سخت، سفت و چقدر مقاوم در برابر حرارت است. برای اکثر کارهای CNC امروزه، این انتخاب است کاربید جامد - و دلیل خوبی دارد.

آسیاب های انتهایی کاربید جامد به طور قابل توجهی سفت تر از فولاد با سرعت بالا هستند، که به معنی انحراف کمتر در نوک تحت بارهای برش است. این سفتی مستقیماً به دقت ابعاد و پرداخت سطح ترجمه می شود. کاربید همچنین سختی خود را در دماهای بسیار بالاتر از HSS حفظ می کند، به این معنی که می تواند در سرعت های سطح بالاتر بدون نرم شدن در لبه برش کار کند. در محیط های تولیدی برش فولاد یا ضد زنگ، ابزار کاربید معمولاً ضریب 5 تا 10 برابر HSS را دوام می آورد.

HSS هنوز هم جایگاهی دارد - عمدتاً در آسیاب های دستی با سرعت دوک محدود، برای مواد نرم مانند چوب یا پلاستیک که هزینه کاربید توجیه نمی شود، و در شرایطی که لرزش یا برش های قطع شده باعث بریدگی لبه کاربید می شود. کبالت HSS (M42) محدوده دما را تا حدودی گسترش می دهد و آن را برای فولاد ضد زنگ در تجهیزات قدیمی تر مفید می کند.

برای کاربردهای CNC سخت، طیف کامل ما را مرور کنید کاربید جامد end mills for a full range of milling applications - از برش های همه منظوره جهانی گرفته تا طرح های خاص مواد بهینه شده برای آلومینیوم، ضد زنگ، تیتانیوم و فولادهای سخت شده.

شمارش فلوت و معنی آن برای برش شما

شمارش فلوت بر سه چیز تأثیر می‌گذارد: فاصله تراشه‌ها، پرداخت سطح و نرخ تغذیه‌ای که می‌توانید اجرا کنید. اشتباه کنید و یا چیپس ها را دوباره داخل برش پر می کنید یا کندتر از آنچه نیاز دارید کار می کنید.

قانون عملی: فلوت کمتر برای مواد نرم جایی که تراشه ها بزرگ هستند و برای فرار به فضا نیاز دارند، فلوت بیشتر برای مواد سخت جایی که تراشه‌ها کوچک هستند و شما می‌خواهید لبه‌های برش بیشتری در هر دور درگیر شوند. راه اندازی آسیاب انتهایی 4 فلوت در آلومینیوم با نرخ تغذیه بالا یکی از شایع ترین دلایل برش مجدد تراشه و خرابی ابزار است - فلوت ها قبل از اینکه تراشه ها فرصتی برای پاک شدن داشته باشند جامد می شوند.

فلوت‌های بیشتر همچنین به شما امکان می‌دهند نرخ تغذیه بالاتری را در IPM برای همان بار تراشه در هر دندان اجرا کنید، زیرا هر چرخش لبه‌های بیشتری را درگیر می‌کند. به همین دلیل است که آسیاب‌های انتهایی 5 و 6 فلوت می‌توانند بدون تغییر سرعت اسپیندل، کارایی را در تکمیل فولاد افزایش دهند - شما به سادگی درگیری هر دندان را چند برابر کنید.

پوشش هایی که عمر ابزار را افزایش می دهند

یک پوشش هندسه ابزار را تغییر نمی دهد - نحوه رفتار سطح تحت گرما و اصطکاک را تغییر می دهد. پوشش مناسب می تواند عمر ابزار را در مواد خاصی دو یا سه برابر کند. اشتباه می تواند شکست را تسریع کند.

AlTiN (نیترید تیتانیوم آلومینیوم) پوشش کار برای فلزات آهنی است. در دمای بالا یک لایه آلومینا سخت روی سطح ایجاد می کند که در واقع با گرم شدن سخت تر می شود. این آن را برای ماشینکاری خشک فولادهای سخت شده، ضد زنگ و چدن با سرعت دوک بالا ایده آل می کند. در آلومینیوم ضعیف عمل می کند - محتوای آلومینیوم در پوشش می تواند به مواد قطعه کار بچسبد و باعث ایجاد لبه شود.

قلع (نیترید تیتانیوم) پوشش همه منظوره آشنا طلایی رنگ است. سختی سطح را افزایش می دهد و اصطکاک را در طیف وسیعی از مواد کاهش می دهد. در کاربردهای با دمای بالا به اندازه AlTiN تهاجمی نیست، اما نسبت به کاربید بدون پوشش برای اکثر فولادها و چدن معمولی ارتقا یافته است.

TiSiN (نیترید سیلیکون تیتانیوم) برای مواد بسیار سخت مهندسی شده است - ماشینکاری بالاتر از 50 HRC که در آن دما بسیار زیاد است. سختی بسیار بالا را با مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون ترکیب می کند و آن را به انتخاب مناسبی برای فولادهای قالب و آلیاژهای هوافضا تبدیل می کند.

برای آلومینیوم و مواد غیر آهنی از AlTiN اجتناب کنید. در عوض، به دنبال پوشش‌های ZrN (نیترید زیرکونیوم) یا کربن الماس‌مانند (DLC) باشید - هر دو با آلومینیوم واکنش‌پذیر نیستند و سطح اصطکاک پایینی را که برای جلوگیری از ایجاد لبه نیاز دارید، فراهم می‌کنند. کاربید بدون پوشش و صیقلی نیز در آلومینیوم زمانی که گزینه های پوشش دهی شده در دسترس نباشد عملکرد خوبی دارد.

به عنوان یک قانون کلی: برش خشک در فلزات آهنی سخت → AlTiN. فولاد عمومی → قلع؛ فولادهای قالب بسیار سخت → TiSiN; آلومینیوم و مس ← ZrN یا بدون پوشش.

انتخاب بیت های فرز انتهایی بر اساس مواد قطعه کار

هر ماده قطعه کار مجموعه‌ای از چالش‌ها را به همراه دارد - سختی، هدایت حرارتی، رفتار تراشه‌ها و واکنش‌پذیری با مواد ابزار، همگی طراحی بهینه آسیاب نهایی را تغییر می‌دهند. در اینجا نحوه تطبیق ابزار با مواد آورده شده است.

آلیاژهای آلومینیوم نرم هستند اما برای لبه های ساخته شده بدنام هستند - آلومینیوم به ابزار می چسبد و به تدریج هندسه لبه برش را از بین می برد. از آسیاب های انتهایی 2 یا 3 فلوت با زاویه چنگک صیقلی و بسیار مثبت و گلوله های تراشه ای بزرگ استفاده کنید. زوایای مارپیچ بالا (45 درجه) تخلیه تراشه را بهبود می بخشد. برای کارهای تولیدی، ما را کاوش کنید آسیاب های انتهایی کاربید که به طور خاص برای برش آلیاژ آلومینیوم ساخته شده اند - دارای هندسه و پوشش های بهینه که از چسبندگی در سرعت های سطح بالا جلوگیری می کند.

فولاد ضد زنگ به سرعت سفت می شود، به این معنی که هر ابزاری که در جای خود قرار می گیرد یا مالش می یابد - به جای برش تمیز - بلافاصله سختی مواد جلویی را افزایش می دهد. از آسیاب های انتهایی تیز و سفت با هندسه چنگک مثبت استفاده کنید و به هر قیمتی از مالش خودداری کنید. با مایع خنک کننده کافی کار کنید و هرگز اجازه ندهید سرعت تغذیه در وسط برش به صفر برسد. ما آسیاب های انتهایی بهینه شده برای ماشینکاری فولاد ضد زنگ با هندسه ای طراحی شده اند که به جای مالش، برش می دهد و عمر را در گریدهای 304، 316 و دوبلکس افزایش می دهد.

آلیاژهای تیتانیوم هدایت حرارتی کم را با واکنش پذیری بالا ترکیب کنید - گرما در ناحیه برش باقی می ماند و تیتانیوم در دماهای بالا به ابزار جوش می شود. از ابزارهای تیز و سفت و سخت با پوشش‌های TiAlN یا AlTiN، خنک‌کننده با فشار بالا که به ناحیه برش هدایت می‌شود و درگیری شعاعی محافظه‌کارانه استفاده کنید. هدفمند ساخته شده است فرزهای انتهایی مهندسی شده برای آلیاژ تیتانیوم از هندسه هایی استفاده کنید که به طور خاص توسعه یافته اند تا تجمع گرما را به حداقل برسانند و در مقابل تمایل مواد به چسبیدن روی صفحه کناری مقاومت کنند.

فولادهای سخت شده (بالاتر از 45 HRC) به آسیاب های انتهایی با سختی بستر بسیار بالا، تحمل های محکم و پوشش های پیشرفته مانند TiSiN نیاز دارند. ما آسیاب انتهایی کاربید با سرعت بالا و سختی بالا برای فولادهای سخت شده دقیقاً برای این محدوده طراحی شده اند - تعمیر قالب، سخت شدن قالب و تکمیل پس از عملیات حرارتی در جایی که ابزارهای معمولی به سرعت خراب می شوند.

الکترودهای مسی - در کار EDM رایج است - به ابزارهایی با لبه‌های بسیار تیز و فلوت‌های صیقلی نیاز دارید که تراشه‌ها را به طور تمیز و بدون فرورفتن مواد نرم تخلیه کنند. فرز روی الکترود یک خطای هندسی است که مستقیماً به هر قسمتی که جرقه بزند منتقل می شود. تخصص برش های فرز کاربید جهانی که برای کارهای همه منظوره طراحی شده اند در دسترس هستند، اما برای تکمیل الکترود، ارزش تعیین ابزارهای اختصاصی درجه مس با آماده سازی لبه مناسب را دارد.

پارامترهای کلیدی: سرعت، تغذیه و عمق برش

هندسه و مواد شما را به ابزار مناسب می رساند. پارامترهای در حال اجرا تعیین می کنند که آیا آن ابزار در ده دقیقه کار می کند یا فرسوده می شود.

سرعت اسپیندل (RPM) از فوتیج سطح توصیه شده (SFM) و قطر ابزار گرفته شده است: RPM = (SFM × 3.82) / قطر. آسیاب انتهایی کاربید 1/2 اینچی در آلومینیوم 6061 در 1000 SFM تقریباً با 7640 دور در دقیقه کار می کند. در 316 ضد زنگ در 200 SFM، همان ابزار در حدود 1528 RPM کار می کند. مواد SFM را به حرکت در می آورد؛ قطر آن را به RPM تبدیل می کند.

نرخ خوراک (IPM) از تراشه در هر دندان به شرح زیر است: IPM = RPM × تراشه × تعداد فلوت. بسیاری از ماشین‌کاران ابتدا روی سرعت اسپیندل تمرکز می‌کنند - یک اشتباه رایج. ابتدا چیپ لود را تنظیم کنید، سپس سرعت اسپیندل را محاسبه کنید. دویدن خیلی آهسته با تغذیه تهاجمی به جای بریدن، مالش می دهد و گرما تولید می کند که عمر ابزار را به سرعت کاهش می دهد.

عمق برش دارای دو مولفه است: عمق محوری (تا چه اندازه فلوت پایین است) و عمق شعاعی (تا چه حد به سمت ماده است). برای شکاف با عرض کامل، عمق محوری را به حدود 1× قطر و شعاعی را به قطر 100 درصد محدود کنید. اگر درگیری شعاعی را به 10 تا 20 درصد کاهش دهید، برای نمایه‌سازی محیطی، می‌توانید عمق محوری را به قطر 2-3× افزایش دهید. این رویکرد محوری بالا و کم شعاعی - که گاهی اوقات فرز تروکوئیدال یا پویا نامیده می‌شود - به طور چشمگیری عمر ابزار را افزایش می‌دهد و با حفظ نیروهای برش قابل پیش‌بینی و کنترل گرما، سرعت تغذیه سریع‌تر را ممکن می‌سازد.

برای detailed starting values broken down by material family and coating type, the سرعت آسیاب پایانی کاربید و نمودارهای مرجع تغذیه می کند توصیه‌های جدول‌بندی SFM و چیپ‌بار را در میان مواد رایج ارائه دهید - یک نقطه شروع مفید قبل از شماره‌گیری برای دستگاه و راه‌اندازی خاص خود.

اشتباهات رایجی که باید از آنها اجتناب کنید

بیشتر خرابی‌های زودرس آسیاب‌های پایانی دارای مجموعه کوچکی از دلایل ریشه‌ای هستند. دانستن آنها از قبل باعث صرفه جویی در بسیاری از ابزارهای گران قیمت می شود.

برآمدگی بیش از حد بزرگترین عامل ارتعاش، پچ پچ و شکستن ابزار است. هر میلی متر دسترسی اضافی، انحراف در نوک را چند برابر می کند. از کوتاه ترین ابزاری که به ویژگی شما می رسد استفاده کنید - اگر طول فلوت 38 میلی متری کار می کند، از 60 میلی متر استفاده نکنید زیرا اتفاقاً در قفسه است.

تعداد فلوت اشتباه برای مواد - اجرای ابزارهای 4 فلوت در آلومینیوم یا ابزارهای 2 فلوت در فولاد سخت شده. هر دو جهت مشکل ایجاد می کنند. بخش شمارش فلوت در بالا را ببینید.

خشک کردن موادی که نیاز به خنک کننده دارند . تیتانیوم، فولاد ضد زنگ، و ماشینکاری با سرعت بالا فولادها، گرما را سریعتر از هوا تولید می کنند. خنک کننده در این موارد اختیاری نیست - این بخشی از فرآیند است.

نادیده گرفتن runout در نگهدارنده ابزار . ابزاری با خروجی 0.02 میلی متری به طور موثر نیمی از فلوت های خود را برش می دهد و نیمی را مالش می دهد. این باعث سایش ناهموار و پرداخت ضعیف می شود. نگهدارنده های هیدرولیک یا شرینک فیت به طور قابل توجهی از کلت های استاندارد ER برای کار دقیق بهتر عمل می کنند - به خصوص در آسیاب های انتهایی با قطر کوچک که در آن خروجی نسبت بیشتری از قطر ابزار است.

استفاده مجدد از ابزارهای فرسوده گذشته از عمر مفیدشان . آسیاب انتهایی فرسوده نیاز به نیروی بیشتری برای برش دارد که باعث افزایش گرما، انحراف و احتمال شکستگی ناگهانی می شود. ابزارهای کسل کننده خطرناک تر و گران تر از جایگزینی به موقع هستند. مراقب تخریب سطح و افزایش بار دوک به عنوان علائم هشدار اولیه باشید، نه آخرین علائم.

برای application-specific guidance and the full range of end mill series — from برش های فرز کاربید جهانی که برای کارهای همه منظوره طراحی شده اند تا برش های دقیق بسیار سخت برای تحمل های سخت - کاتالوگ کامل محصولات ما را برای یافتن مشخصات مناسب برای کار بعدی خود مرور کنید.