Metryczne frezy palcowe: wybór, prędkości/posuwy i rozwiązywanie problemów

Jak wybrać metryczne frezy palcowe, które pasują do Twojej maszyny i zadania

Wybór dotyczy przede wszystkim geometrii, kontroli rozmiaru i siły skrawania, jaką może wytrzymać Twoja konfiguracja. Zacznij od zablokowania średnicy metrycznej i standardu trzpienia, który faktycznie możesz utrzymać przy niskim biciu.

Dopasuj średnicę i trzonek do posiadanego uchwytu

• W przypadku stosowania tulei zaciskowych metrycznych należy preferować chwyty metryczne (np. 6 mm, 8 mm, 10 mm), aby uniknąć niedopasowania mocowania i mikropoślizgu.
• Docelowe bicie wrzeciona/uchwytu poniżej 0,01 mm na końcówce narzędzia do małych metrycznych frezów palcowych; większe bicie szybko powoduje przeciążenie jednego rowka i zmniejsza trwałość narzędzia.
• Trzymaj odstęp tak krótki, jak to możliwe; podwojenie wysunięcia może spowodować ponad dwukrotne ugięcie przy tym samym obciążeniu skrawania.

Wybierz liczbę rowków i spiralę do odprowadzania wiórów

• Aluminium: 2–3 rowki i wyższa spirala (często 45°) w celu odprowadzania większych wiórów i ograniczenia narostu na krawędzi.
• Stal: 4–6 rowków i spirala ~35°–45° do podparcia krawędzi i utrzymania wytrzymałości narzędzia.
• Głębokie szczeliny: mniejsza liczba rowków zapewnia lepszą ewakuację; W przypadku przejść wykańczających można zastosować więcej rowków, aby uzyskać gładszą powierzchnię.

Wybierz styl zakończenia: kwadrat, promień narożnika lub kulisty nos

• Kwadratowy koniec: ostre narożniki, ogólne profilowanie i rowkowanie.
• Promień naroża (np. R0.5–R1.0) poprawia wytrzymałość krawędzi i zmniejsza odpryski w twardszych materiałach lub w przypadku obróbki przerywanej.
• Kulisty nos: powierzchnia 3D; spodziewaj się niższej efektywnej prędkości skrawania w pobliżu końcówki i odpowiednio dostosuj posuw.

Węglik, HSS i powłoki: co ma znaczenie w praktyce

Materiał i powłoka decydują o wytrzymałości cieplnej, stabilności krawędzi i możliwości spajania wiórów z narzędziem. W przypadku większości frezowań CNC, metryczne frezy palcowe z węglików spiekanych są domyślnym rozwiązaniem zapewniającym produktywność i spójność.

Wybór materiału narzędzia

• Węglik spiekany: najwyższa sztywność i tolerancja cieplna; Idealny do stali i wyższych prędkości wrzeciona.
• HSS / kobalt: bardziej wybaczający w konfiguracjach o niskiej sztywności, ale zazwyczaj niższe dopuszczalne prędkości powierzchniowe.
• Węglik drobnoziarnisty: powszechny wybór w przypadku małych, metrycznych frezów palcowych, gdzie liczy się integralność krawędzi.

Wskazówki dotyczące powłok według materiału

• Aluminium: powłoki niepowlekane lub podobne do ZrN często ograniczają powstawanie wiórów; priorytetem są polerowane flety.
• Stal/nierdzewna: Powłoki klasy TiAlN/AlTiN są powszechnie stosowane ze względu na odporność na ciepło, szczególnie w warunkach suchych lub MQL.
• Tytan: powłoki i ostre, stabilne krawędzie pomagają zarządzać ciepłem; unikaj tarcia, utrzymując rzeczywiste obciążenie wiórów.

Niezawodne prędkości początkowe i posuwy dla metrycznych frezów walcowo-czołowych

Zacznij od prędkości powierzchniowej (Vc) i obciążenia wiórów na ząb (fz). Następnie oblicz prędkość wrzeciona (RPM) i prędkość posuwu (mm/min). Są to praktyczne punkty odniesienia dla narzędzi pełnowęglikowych o typowej sztywności CNC; zmniejszyć, jeśli konfiguracja jest mniej sztywna.

Podstawowe formuły (metryczne)

• obr./min = (Vc × 1000) / (π × D) gdzie Vc to m/min, a D to średnica narzędzia w mm.
• Posuw (mm/min) = obr./min × rowki (z) × fz gdzie fz to mm/ząb.

Jeśli wykonujesz rowki na pełnej szerokości, zmniejsz obciążenie wiórów i/lub prędkość powierzchniową, ponieważ temperatura i ugięcie narzędzia gwałtownie rosną. Jeśli używasz ścieżki narzędzia o wysokiej wydajności (lekkie sprzężenie promieniowe), często możesz zwiększyć posuw, kontrolując obciążenie narzędzia.

Przepracowane przykłady z liczbami rzeczywistymi (metrycznymi)

Te przykłady pokazują, jak zamienić zakresy tabeli na dane wejściowe maszyny. Wartości zakładają metryczne frezy palcowe z węglików spiekanych i stosunkowo sztywną konfigurację CNC.

Przykład 1: 8 mm, 3 rowki z aluminium 6061

1. Wybierz Vc = 250 m/min i fz = 0,04 mm/ząb .
2. obr./min = (250 × 1000) / (π × 8) ≈ 9947 obr./min .
3. Pasza = 9947 × 3 × 0,04 ≈ 1194 mm/min .
4. Jeśli wióry zaczną się spawać, zwiększ odprowadzanie wiórów (podmuch powietrza), nieznacznie zmniejsz Vc lub przejdź na bardziej wypolerowaną geometrię.

Przykład 2: 10 mm, 4 rowki ze stali nierdzewnej 304

1. Wybierz Vc = 120 m/min i fz = 0,03 mm/ząb .
2. RPM = (120 × 1000) / (π × 10) ≈ 3820 obr./min .
3. Posuw = 3820 × 4 × 0,03 ≈ 458 mm/min .
4. Jeśli zauważysz twardnienie lub piszczenie, unikaj zastojów, utrzymuj obciążenie wiórami i rozważ zmniejszenie zazębienia promieniowego.

Typowe awarie metrycznych frezów walcowo-czołowych i sposoby ich naprawy

Większość problemów ma swoje źródło w tworzeniu się wiórów (zbyt cienkie lub zbyt gorące), sztywności (narzędzie/uchwyt/uchwyt roboczy) lub ewakuacji (ponowne cięcie wiórów).

Ślady drgań lub słabe wykończenie

• Skróć występ; nawet niewielka redukcja może znacząco poprawić stabilność.
• Zmniejsz zazębienie promieniowe (przeskok) i zwiększ posuw, aby zachować stałą grubość wióra.
• Wypróbuj metryczny frez palcowy o zmiennej linii śrubowej, jeśli drgania utrzymują się w typowych zakresach obrotów.

Narost na krawędzi (szczególnie w przypadku aluminium)

• Zwiększ odprowadzanie wiórów (podmuch powietrza) i utrzymuj odpowiednią ilość wiórów, tak aby narzędzie tnęło, a nie tarło.
• Używaj polerowanych rowków i geometrii zoptymalizowanej pod kątem aluminium; unikaj powłok zwiększających przyczepność stopu.

Przedwczesne wykruszanie się krawędzi stali

• Dodaj metryczny frez palcowy o małym promieniu naroża i unikaj ostrych zmian kierunku, które powodują gwałtowne obciążenie.
• Sprawdź bicie; jeśli większość pracy wykonuje jeden rowek, trwałość narzędzia szybko spada.
• Zredukuj wstrząsy przy wejściu dzięki spiralnemu lub adaptacyjnemu wejściu zamiast zanurzania.

Praktyczna lista kontrolna konfiguracji zapewniająca spójne wyniki

Nawet najlepsze metryczne frezy palcowe będą działać gorzej, jeśli w konfiguracji wprowadzone zostanie bicie, wibracje lub ponowne cięcie wiórów. Ta lista kontrolna koncentruje się na kontrolowanych czynnikach o dużym wpływie.

Zanim tniesz

• Oczyść stożek, uchwyt i tuleję; drobne zanieczyszczenia mogą spowodować mierzalne bicie.
• Sprawdź wysunięcie narzędzia i upewnij się, że trzpień jest całkowicie podparty przez tuleję zaciskową lub uchwyt hydrauliczny.
• Ustaw początkową konserwatywną głębokość osiową dla rowkowania o pełnej szerokości; zwiększać stopniowo, monitorując dźwięk i obciążenie wrzeciona.

Podczas strojenia

1. Zmieniaj jedną zmienną na raz (RPM, następnie posuw, a następnie zaangażowanie), aby wyizolować efekt.
2. Jeśli wykończenie jest słabe, ale wióry wyglądają zdrowo, zmniejsz zaangażowanie promieniowe i dodaj lekkie przejście wykańczające.
3. Jeśli frytki wyglądają na zakurzone lub odbarwione, prawdopodobnie pocierasz je lub przegrzewasz; zwiększyć obciążenie wiórów lub zmniejszyć prędkość.

Wniosek

Wybierz metryczne frezy palcowe, dopasowując rzeczywisty rozmiar metryczny, liczbę rowków i geometrię do materiału, a następnie oblicz prędkość obrotową i posuw z Vc i fz. Utrzymuj niskie bicie, krótkie wybicie i czyste odprowadzanie wiórów — te trzy czynniki zazwyczaj zapewniają największy wzrost trwałości narzędzia, dokładności i wykończenia powierzchni.