Frez trzpieniowy dostępny jest różnych standardowych rozmiarach, zarówno metrycznych, jak i imperialnych. Do obróbki bardzo małych elementów można zastosować nawet bardzo małe mikro-freziki. Zaskakujące jest to, że o wielkości frezów walcowo-czołowych wiadomo, że tolerancje średnicy dla większości frezów palcowych nie są szczególnie precyzyjne. Jeśli Twoja praca wymaga precyzji, może być konieczne wykonanie cięcia próbnego za pomocą frezu walcowo-czołowego, aby określić jego rzeczywistą średnicę. Możesz również zmierzyć je bezpośrednio, ale cięcie testowe jest bardziej niezawodną metodą.
Frezy trzpieniowe – ile rowków?
Rowki to tak zwane pojedyncze krawędzie tnące lub „zęby”, które tworzą spiralę frezu palcowego.
Liczba rowków, jakie posiada frez walcowo-czołowy, ma kluczowe znaczenie w zależności od materiału, który chcesz frezować i możliwości Twojej maszyny. Najpopularniejsze opcje to 2, 3 lub 4 rowki. Jeśli nie wiesz dokładnie, co robisz, nigdy nie chcesz używać więcej niż 3 rowków do frezowania aluminium. Powodem jest to, że aluminium wytwarza bardzo duże wióry w porównaniu z innymi materiałami. Rowki tworzą ścieżkę ucieczki wiórów, gdy frez walcowo-czołowy znajduje się w otworze lub szczelinie. Frezy z 2 i 3 ostrzami mają dużo większy luz wiórowy, więc lepiej współpracują z aluminium. Używanie 4 rowków, gdzie wióry są głównym ograniczeniem, prawie za każdym razem skutkuje zakleszczeniem wiórów i złamaniem frezu w aluminium.
W przypadku większości innych materiałów 4 rowki to norma. Chcesz użyć jak największej liczby rowków, ponieważ rowki działają jak „mnożnik wrzeciona”. Dla danej prędkości wrzeciona i obciążenia wiórami, 4 ostrza mogą być podawane dwa razy szybciej niż 2 ostrza, co daje lepsze wykończenie powierzchni. 3-ostrzowy został opracowany jako przyjemny kompromis pomiędzy użyciem 2-ostrzowego lub 4-ostrzowego frezu z aluminium. Ma wystarczający luz wiórów dla wszystkich, z wyjątkiem najbardziej ciągliwych rodzajów stopów aluminium, ale może pracować około 50% szybciej niż 2-rowkowy frez przy tych samych obrotach wrzeciona.
Frezy 2-rowkowe
– zwane frezami do kanałków
– do stosowania na drewnie i aluminium
– mniejsza liczba rowków zapewnia lepsze odprowadzanie wiórów, utrzymując chłodzenie frezu, ale pozostawiając bardziej szorstkie powierzchnie skrawania
– do frezowania większości materiałów
– 4-rowkowymi frezami można skrawać twardsze materiały niż 2-rowkowymi, zapewniając ogólnie niższą chropowatość powierzchni (lepszą jakość po jednym przejściu frezu).
Frezy 4-rowkowe:
– do frezowania większości materiałów
– 4-rowkowymi frezami można skrawać twardsze materiały niż 2-rowkowymi, zapewniając ogólnie niższą chropowatość powierzchni (lepszą jakość po jednym przejściu frezu).
Dostępnych jest kilka rodzajów, które są rzadziej spotykane. Frezy z więcej niż 4 rowkami doskonale nadają się do zwiększania produktywności na twardych materiałach, takich jak tytan, gdzie wrzeciono po prostu nie może obracać się bardzo szybko. Są też przypadki, w których 1-rowkowy frez walcowo-czołowy to najlepsze rozwiązanie.
Frez trzpieniowy z ostrzem centralnym czy nie?
Większość 2 i 3 ostrzowych frezów trzpieniowych to frezy z ostrzem centralnym. Niektóre frezy 4-ostrzowe nie posiadają ostrza centralnego. Frez walcowo-czołowy to taki, który można zanurzyć prostopadle w materiał. Frezy bez ostrza centralnego mają otwór pośrodku, bez krawędzi skrawającej, więc zagłębiają się w materiał na bardzo małą odległość i nie można ich dalej popychać.
Rys. 1. Frez trzpieniowy z ostrzem centralnym po lewej i bez ostrza centralnego po prawej stronie.
Jedynym dobrym powodem, dla którego warto kupić frez bez ostrza centralnego, jest to, że jest tańszy. Stosując frezy bez ostrza centralnego mamy przy okazji argument, aby nigdy nie zagłębiać frezów palcowych (no prawie nigdy) prostopadle w materiale. To najtrudniejszy możliwy sposób zagłębiania frezu palcowego w materiał, ruchy pulsacyjne lub spirala są znacznie łagodniejsze. Biorąc pod uwagę tę perspektywę, być może należałoby zawsze wybierać frezy bez ostrza centralnego, aby skłonić użytkowników się do unikania zagłębiania prostopadłego.
Wiercić czy frezować?
Skoro można używać wierteł do zagłębiania w materiał, to po co nam frezy? Krótko mówiąc, wiertło pracuje w górę i w dół, a frez pracuje na boki. Nawet frezy walcowo-czołowe skrawające we wszystkich kierunkach nie są stworzone do tego, aby wprowadzać je prostopadle w materiał (znoszą to gorzej).
Rys. 2. Na rysunku przedstawiono wybór frezów i wierteł. Różnica między jednymi a drugimi polega na kierunku skrawania. Wiertło może jedynie zagłębiać się w materiale wzdłuż swojej najdłużej osi, a frez pracuje poziomo i tnie na boki.
Frezy walcowo-czołowe
1. Frezy walcowo-czołowe skrawają dzięki własnemu ruchowi obrotowemu w kierunku poziomym lub poprzecznym (z boku na bok), podczas gdy wiertło tnie tylko pionowo w dół w materiale.
2. Frezy trzpieniowe są dostępne w całej gamie długości, średnic, ilości rowków i typów. Są wybierane w zależności od skrawanego materiału i wykończenia powierzchni wymaganego dla projektu.
3. Frezy walcowo-czołowe są używane do rowkowania, profilowania, konturowania, pogłębiania i rozwiercania.
4. Frezy walcowo-czołowe umożliwiają skrawanie precyzyjne, od części maszyn, biżuterii, grawerowania drewna, znakowania, cięcia tworzyw sztucznych, po produkcję form.
Wiertła
1. Wiertła wycinają okrągłe otwory prosto w dół w materiale, obracając je w wiertarce obrotowej.
2. Większość wierteł ma spiralny rowek (rowki), które nadają wiertłom skręcony wygląd i pomagają wycinać materiał podczas poruszania się w górę i w dół w otworze.
3. Wiertła HSS (ze stali szybkotnącej) i wiertła z węglików spiekanych są rowkowane (wiertła kręte)
4. Wyjątkiem od tej reguły są wiertła diamentowe, które mają raczej płaski koniec niż spiczasty lub rowkowany. (Chyba że jest to diamentowe wiertło spiralne, które nie jest używane do wiercenia, ale do poszerzania już istniejących otworów, takich jak koraliki).
Powłoki na frezach walcowo-czołowych
Odpowiednia powłoka może znacznie zwiększyć wydajność frezu walcowo-czołowego (lub innego frezu, lub wiertła krętego). Dostępnych jest wiele różnych powłok, z których pewne są niesamowite, a niektóre bardzo egzotyczne i drogie. Decyzja o zastosowaniu powlekanych frezów palcowych to wybór kosztów
w porównaniu z korzyściami. Jeśli Twój proces wytwórczy wystarczająco skorzysta z dodatkowej wydajności jaką dają powłoki premium, zdecydowanie kup frezy palcowe z powłoką.
Często droższe, pokryte powłokami frezy stosuje się w celu zmniejszenia zużycia i tarcia. Jednak nie wszystkie powłoki są odpowiednie dla wszystkich materiałów i chociaż dana powłoka może zwiększać produktywność przy pracy na jednym materiale, może nie nadawać do pracy z innym.
Popularne powłoki to azotek glinu i tytanu (AlTiN) i dwuborek tytanu (TiB2), a przykłady takich frezów to np. GAA29 frezy Tank Power – odpowiednie do skrawania z dużą prędkością.
Powłoka TiN (azotek tytanu) o długiej żywotności jest dobra do stosowania na stali stopowej, aluminium i tworzywach sztucznych. Kolor jest złoty.
Powłoka TiCN (węglikoazotek tytanu) o przedłużonej trwałości ma lepszą odporność na zużycie niż powłoka TiN, dzięki czemu jest dobrym wyborem w przypadku trudnych do obróbki materiałów, takich jak żeliwo sferoidalne, stal nierdzewna, aluminium i tworzywa sztuczne. Kolor jest niebiesko-szary.
Super-żywotna powłoka AlTiN (azotek glinu i tytanu) jest najlepsza do bardzo dużych posuwów/prędkości i zastosowań w wysokich temperaturach. Służy do frezowania żeliwa, stali nierdzewnej, stopów na bazie niklu i tytanu. Nie nadaje się do aluminium. Kolor jest fioletowo-szary.
Frezy walcowo-czołowe o specjalnych geometriach
Podobnie jak powłoki mogą odpowiadać za duże różnice w wydajności między budżetowymi a wysokiej jakości frezami palcowymi, tak samo może być z geometrią. Kiedy zaczynasz, kup dobrej jakości frezy palcowe, ale nie rozbijaj banku na fantazyjne geometrie. Kiedy każdy wzrost produktywności zaczyna być pieniądzem w banku, przetestuj niektóre z najlepszych frezów palcowych, aby zobaczyć, co działa w Twoim przypadku.
Dwie geometrie, które warto wykorzystać dość wcześnie, to frezy z promieniem naroża i frezy z wysokimi spiralami. Frezy walcowo-czołowe mające niewielki promień na krawędzi pozostawiają ładniejsze wykończenie powierzchni i mogą być mniej podatne na odpryski – obie wspaniałe cechy. Natomiast wysokie spirale mogą znacznie lepiej usuwać wióry z materiałów takich jak aluminium. Frez walcowo-czołowy o dużej spirali umożliwia wydajne odprowadzanie wiórów i doskonałe wykończenie części, ale może podlegać zwiększonemu ugięciu, które może prowadzić do złamania narzędzia, jeśli nie jest odpowiednio obsługiwane.
Rys. 3. Nawet niewielki promień naroża obniża podatność na odpryski. Frezy z promieniem naroża dostępne są w sklepie EBMIA.
Frezy trzpieniowe do obróbki zgrubnej
Frezy zgrubne, takie jak te na rys. 4, mają małe ząbki w zębach. Te ząbkowania robią kilka przydatnych rzeczy. Po pierwsze, rozbijają wióry, dzięki czemu łatwiej je usunąć z dziury, w którą wycinasz. Po drugie, są mniej podatne na wpadanie w rezonans. Wszystkie te ząbki wytwarzają różnorodne wibracje, które zakłócają się nawzajem, zamiast tworzyć pojedynczy dźwięk dzwonienia (częściej pisk).
Frezy walcowo-czołowe do obróbki zgrubnej nie są bardzo drogie i mogą zapewnić niezły wzrost produktywności. Warto mieć je w kilku rozmiarach, szczególnie w rozmiarach, które są trochę małe jak na porządny frez składany.
Doskonałe do prac na dużych powierzchniach, frezy walcowo-czołowe do obróbki zgrubnej mają liczne ząbki (zęby) w rowkach, aby szybko usunąć duże ilości materiału, pozostawiając szorstkie wykończenie. Czasami określa się je jako krajacze kolb kukurydzy lub Hog Mills (dosłownie – frez wieprz), na cześć świnki, która „miele” i konsumuje wszystko na swojej drodze.
Rys. 4. Przeznaczone do obróbki zgrubnej frezy trzpieniowe walcowo-czołowe, wieloostrzowe, z ostrzem centralnym, sprawdź na ebmia.pl
Frez trzpieniowy z czołem kulistym
Rys. 5. Frezy z czołem kulistym przystosowane do frezowania matryc mogą okazać się jednymi z najistotniejszych narzędzi wykańczających. Sprawdź, frezy z czołem kulisty w naszym sklepie.
Frez trzpieniowy z czołem kulistym, zakończony ostrzami symetrycznymi który zapewnia lepsze wykończenie powierzchni obrabianego przedmiotu, co oznacza mniej pracy dla Ciebie, ponieważ przedmiot nie musi być dalej wykańczany.
Frezy z czołem kulistym, zwane frezami do matryc, są używane również do frezowania konturowego, płytkich rowków, kieszeni i konturowania.
Wskazówka: Najpierw użyj frezu walcowo-czołowego do obróbki zgrubnej, aby usunąć duże obszary materiału, a następnie użyj frezu kulistego.
Wskazówki i uwagi do prawidłowej pracy z frezami palcowymi
Wybór odpowiedniego frezu do materiału i projektu poprawi jakość Twojej pracy i zmniejszy potrzebę nadmiernego ręcznego wykańczania.
⎯ Posuw musi być dopasowany do optymalnej prędkości pracy frezu palcowego.
⎯ Zmniejszenie prędkości roboczej o 50% może podwoić żywotność frezu trzpieniowego.
⎯ Wybierz odpowiednią liczbę rowków wiórowych do danego zastosowania – właściwe odprowadzanie wiórów ma kluczowe znaczenie, ponieważ nagrzane frezy mogą prowadzić do niskiej jakości cięcia (spalony materiał, wyszczerbione krawędzie i szybkie stępienie frezu).
⎯ Używaj frezów węglikowych do twardszych materiałów i zastosowań wymagających masowej produkcji.
⎯ Czasami konieczne jest użycie frezów walcowo-czołowych o większej długości, ale w celu ograniczenia ugięcia (zginania narzędzia) i działania z odpowiednią prędkością i posuwem, zaleca się zawsze używać najbardziej sztywnych (najkrótszych i najszerszych) frezów palcowych dostępnych dla danego zastosowania.
⎯ Użyj chłodziwa pod ciśnieniem lub sprężonego powietrza, aby zapobiec gromadzeniu się wiórów.
⎯ Używaj całej długości roboczej krawędzi tnących zamiast tylko końcówki. Poprawi to okres trwałości frezu palcowego, ponieważ ciepło i praca są rozprowadzane na większej powierzchni
W kolejnych artykułach opisaliśmy:
Frezy teowe – rodzaje, zastosowanie, frezowanie rowków
Frez VHM – co to jest, rodzaje, zastosowanie
Frezowanie wpustów – parametry, jaki frez?
