Metrické čelné frézy: výber, rýchlosti/posuvy a odstraňovanie problémov

Ako si vybrať metrické stopkové frézy, ktoré vyhovujú vášmu stroju a úlohe

Výber je predovšetkým o geometrii, kontrole veľkosti a o tom, koľko reznej sily dokáže vaša zostava zvládnuť. Začnite uzamknutím metrického priemeru a štandardu stopky, ktoré môžete skutočne držať s nízkym hádzaním.

Prispôsobte priemer a stopku držiaku, ktorý vlastníte

• Pri použití metrických klieštin uprednostňujte skutočné metrické stopky (napr. 6 mm, 8 mm, 10 mm), aby ste predišli nesúladu upnutia a mikropreklzu.
• Cieľové hádzanie vretena/držiaka pod 0,01 mm na hrote nástroja pre malé metrické stopkové frézy; väčšie hádzanie rýchlo preťažuje jednu drážku a znižuje životnosť nástroja.
• Držte výčnelky čo najkratšie; zdvojený výstupok môže viac ako zdvojnásobiť vychýlenie pri rovnakom zaťažení rezom.

Vyberte počet flaut a skrutkovicu na evakuáciu triesok

• Hliník: 2–3 drážky a väčšia špirála (často 45°) na odvádzanie väčších triesok a zníženie hromadenia okrajov.
• Oceľ: 4–6 drážok a ~35°–45° špirála na podporu ostria a udržanie pevnosti nástroja.
• Hlboké štrbiny: menej drážok sa vo všeobecnosti lepšie vysáva; dokončovacie priechody môžu ťažiť z viacerých drážok pre hladší povrch.

Vyberte štýl zakončenia: štvorcový, polomer rohu alebo guľový nos

• Štvorcový koniec: ostré rohy, všeobecné profilovanie a drážkovanie.
• Polomer rohu (napr. R0,5 – R1,0) zlepšuje pevnosť hrany a znižuje vylamovanie v tvrdších materiáloch alebo prerušované rezy.
• Guľový nos: 3D povrch; očakávajte nižšiu efektívnu rýchlosť rezania v blízkosti hrotu a podľa toho upravte posuvy.

Karbid, HSS a povlaky: na čom záleží v praxi

Materiál a povlak určujú tepelnú odolnosť, stabilitu hrán a či sa triesky privaria k nástroju. Pre väčšinu CNC frézovania sú predvolené tvrdokovové metrické stopkové frézy pre produktivitu a konzistenciu.

Výber materiálu nástroja

• Pevný karbid: najvyššia tuhosť a tepelná tolerancia; ideálne pre ocele a vyššie otáčky vretena.
• HSS / kobalt: zhovievavejšie v nastaveniach s nízkou tuhosťou, ale zvyčajne nižšie prípustné povrchové rýchlosti.
• Mikrozrnný karbid: bežná voľba pre malé metrické stopkové frézy, kde záleží na celistvosti hrán.

Vedenie povlaku podľa materiálu

• Hliník: povlaky bez povlaku alebo povlaky podobné ZrN často znižujú zváranie trieskami; uprednostňovať leštené flauty.
• Oceľ/nehrdzavejúca: Povlaky triedy TiAlN/AlTiN sú bežné pre tepelnú odolnosť, najmä v suchých podmienkach alebo podmienkach MQL.
• Titán: povlaky a ostré, stabilné hrany pomáhajú zvládať teplo; zabráňte odieraniu tým, že zachováte skutočné zaťaženie čipu.

Spoľahlivé štartovacie rýchlosti a posuvy pre metrické stopkové frézy

Začnite s povrchovou rýchlosťou (Vc) a zaťažením triesky na zub (fz). Potom vypočítajte otáčky vretena (RPM) a rýchlosť posuvu (mm/min). Toto sú praktické základné línie pre monolitné karbidové nástroje s typickou CNC tuhosťou; znížiť, ak je vaše nastavenie menej tuhé.

Základné vzorce (metrika)

• RPM = (Vc × 1 000) / (π × D) kde Vc je m/min a D je priemer nástroja v mm.
• Posuv (mm/min) = otáčky za minútu × drážky (z) × fz kde fz je mm/zub.

Ak drážkujete na celú šírku, znížte zaťaženie trieskami a/alebo rýchlosť povrchu, pretože teplo a deformácia nástroja prudko stúpajú. Ak používate vysokoúčinnú dráhu nástroja (ľahký radiálny záber), môžete často zvýšiť posuv pri riadení zaťaženia nástroja.

Spracované príklady s reálnymi číslami (metrika)

Tieto príklady ukazujú, ako zmeniť rozsahy tabuľky na strojové vstupy. Hodnoty predpokladajú karbidové metrické stopkové frézy a primerane tuhé CNC nastavenie.

Príklad 1: 8 mm, 3-drážka z hliníka 6061

1. Vyberte Vc = 250 m/min a fz = 0,04 mm/zub .
2. RPM = (250 × 1 000) / (π × 8) ≈ 9 947 ot./min .
3. Posuv = 9 947 × 3 × 0,04 ≈ 1 194 mm/min .
4. Ak sa triesky začnú zvárať, zvýšte odvod triesok (výfuk vzduchu), mierne znížte Vc alebo prejdite na leštenejšiu geometriu.

Príklad 2: 10 mm, 4 drážky z nehrdzavejúcej ocele 304

1. Vyberte Vc = 120 m/min a fz = 0,03 mm/zub .
2. RPM = (120 x 1000) / (π x 10) ≈ 3 820 ot./min .
3. Posuv = 3 820 × 4 × 0,03 ≈ 458 mm/min .
4. Ak spozorujete tvrdnutie alebo pískanie, vyhnite sa zdržiavaniu, udržujte zaťaženie triesky a zvážte zníženie radiálneho záberu.

Bežné poruchy metrických stopkových fréz a ako ich opraviť

Väčšina problémov súvisí s tvorbou triesok (príliš tenké alebo príliš horúce), tuhosťou (nástroj/držiak/uchytenie obrobku) alebo odvádzaním (opätovné rezanie triesok).

Škvrny alebo nekvalitná povrchová úprava

• Skráťte výčnelok; aj malé zníženie môže podstatne zlepšiť stabilitu.
• Znížte radiálny záber (prechod) a zvýšte posuv, aby bola hrúbka triesky konzistentná.
• Ak chvenie pretrváva pri bežných pásmach otáčok, vyskúšajte metrickú stopkovú frézu s premenlivou špirálou.

Zabudovaný okraj (najmä v hliníku)

• Zvýšte odvod triesok (vzduchový prúd) a udržujte primerané zaťaženie triesok, aby nástroj skôr rezal ako drhol.
• Použite leštené drážky a geometriu optimalizovanú pre hliník; vyhnite sa náterom, ktoré zvyšujú priľnavosť vo vašej zliatine.

Predčasné vylamovanie hrán v oceliach

• Pridajte metrickú stopkovú frézu s malým polomerom rohu a vyhnite sa prudkým zmenám smeru, ktoré spôsobujú špičku zaťaženia.
• Skontrolujte hádzanie; ak väčšinu práce vykonáva jedna flauta, životnosť nástroja sa rýchlo zrúti.
• Znížte vstupný šok pomocou špirálového nábehu alebo adaptívneho vstupu namiesto ponorenia.

Praktický kontrolný zoznam nastavenia pre konzistentné výsledky

Dokonca aj tie najlepšie metrické stopkové frézy budú nedostatočne výkonné, ak nastavenie zavedie hádzanie, vibrácie alebo obrábanie triesok. Tento kontrolný zoznam sa zameriava na kontrolovateľné faktory s vysokým vplyvom.

Pred rezaním

• Vyčistite kužeľ, držiak a klieštinu; malé úlomky môžu vytvoriť merateľné hádzanie.
• Skontrolujte vysunutie nástroja a uistite sa, že stopka je plne podopretá klieštinou alebo hydraulickým skľučovadlom.
• Nastavte počiatočnú konzervatívnu axiálnu hĺbku pre drážkovanie v plnej šírke; postupne zvyšovať pri monitorovaní zvuku a zaťaženia vretena.

Počas ladenia

1. Zmeňte vždy jednu premennú (RPM, potom feed, potom zapojenie), aby ste izolovali efekt.
2. Ak je povrchová úprava slabá, ale triesky vyzerajú zdravo, znížte radiálny záber a pridajte ľahkú konečnú úpravu.
3. Ak čipy vyzerajú zaprášené alebo majú zmenenú farbu, pravdepodobne sa trieť alebo sa prehrievajú; zvýšiť zaťaženie triesky alebo znížiť rýchlosť.

Záver

Vyberte si metrické stopkové frézy prispôsobením skutočnej metrickej veľkosti, počtu drážok a geometrie materiálu, potom vypočítajte otáčky za minútu a posuv z Vc a fz. Udržujte nízky hádzavosť, krátke vyčnievanie a čisté odvádzanie triesok – tieto tri faktory zvyčajne prinášajú najväčšie zisky z hľadiska životnosti nástroja, presnosti a kvality povrchu.