Snelle Vergelijking van CNC Freesgereedschappen: Frezen, Draadfrezen & Meer

CNC-machines zijn uitstekend veelzijdige apparaten, mede dankzij de reeks freesgereedschappen die ze kunnen accommoderen. Van frezen tot draadfrezen, er is een gereedschap voor elke operatie, waardoor een CNC-machine een verscheidenheid aan sneden en incisiës in een werkstuk kan uitvoeren.

Deze freesgereedschappen leren kennen is een geweldige manier om CNC-bewerking in het algemeen te begrijpen. En een beter begrip van bewerking helpt je bij het ontwerpen van onderdelen die beter geschikt zijn voor het productieproces.

In dit artikel bekijken we enkele van de meest gebruikte CNC-freesgereedschappen, hoewel er nog veel meer zijn dan de hier besproken.

Basisprincipes van Freesgereedschappen

Een freesgereedschap is een apparaat dat gebruikt wordt om materiaal van een massief blok materiaal te verwijderen. Het wordt gemonteerd op de spindel van een CNC-machine, die computeraanwijzingen volgt om het freesgereedschap waar het moet zijn te sturen.

Freesgereedschappen verwijderen materiaal van het werkstuk door een proces van afschuiving. Dat wil zeggen, het scherpe gereedschap roteert met hoge snelheid en snijdt van het werkstuk veel kleine spaan, die vervolgens van het werkstuk weg worden geëjecteerd. Sommige gereedschappen maken contact met het werkstuk in slechts één punt, terwijl anderen, zoals frezen, het materiaal in meerdere punten raken.

De meeste CNC-machine freesgereedschappen hebben meerdere spanvaten, dit zijn helicale golven die langs de buitenkant van het gereedschap lopen. De spanvaten kunnen gezien worden als de gollen van het freesgereedschap, terwijl de tanden, de scherpe kammen tussen elk spanvat, de pieken zijn. De gesneden spaan van het werkstuk reizen de spanvaten af terwijl ze worden geëjecteerd.

Het ideale aantal spanvaten op een freesgereedschap hangt af van het werkstukmateriaal. Een gereedschap met minder spanvaten is te verkiezen voor zachte materialen, aangezien de verhoogde spanvatbreedte betekent dat grotere spaan geëjecteerd kunnen worden. Een hoger aantal spanvaten kan de snelheid verhogen en is geschikt voor harder materiaal, maar kan leiden tot spaanverstoppingen, aangezien elk spanvat narrower is.

Het type freesgereedschap beïnvloedt de grootte van de spaan die van het werkstuk wordt verwijderd, en zo zal de spindelsnelheid en voedsnelheid.

Freesgereedschap Materialen

Om door het massieve werkstuk te snijden, moeten freesgereedschappen gemaakt zijn van een harder materiaal dan het werkstukmateriaal. En aangezien CNC-bewerking regelmatig wordt gebruikt om onderdelen te maken van zeer harde materialen, beperkt dit het aantal beschikbare freesgereedschapmaterialen.

Gemeenschappelijke freesgereedschapmaterialen omvatten:

Koolstofstaal

Koolstofstaal is een betaalbare staallegering die 0,6-1,5% koolstof bevat, evenals silicium en mangaan.

HSS (High-Speed Steel)

De duurdere HSS is harder en zwaarder dan koolstofstaal dankzij de mengsel van chroom, wolfram en molybdeen.

Hardmetaal (Carbide)

Meestal gesinterd met een ander metaal zoals titanium, zijn hardmetaalgereedschappen slijtvaste en hittebestendige, en bieden een uitstekende oppervlakteafwerking.

Keramiek

Gebruikt om superlegeringen, gietijzer en andere sterke materialen te snijden, zijn keramische gereedschappen bestendig tegen corrosie en hitte.

Freesgereedschap Coatings

De werking van een freesgereedschap hangt af van zijn vorm en materiaal, maar kan ook worden aangepast met een coating over het hoofdmateriaal.

Deze coatings kunnen gereedschappen harder maken, hun levensduur verlengen of ze in staat stellen om sneller te snijden zonder het onderdeel in gevaar te brengen.

Gemeenschappelijke freesgereedschap coatings omvatten:

Titanium Nitride (TiN)

TiN is een coating voor algemeen gebruik met een hoge oxidatietemperatuur die de hardheid van een freesgereedschap verhoogt.

Titanium Carbo-Nitride (TiCN)

TiCN voegt oppervlakte slijmbaarheid en hardheid toe aan een freesgereedschap.

Super-life Titanium Nitride (Al-TiN)

Al-TiN voegt hittebestendigheid toe aan hardmetaalgereedschappen, met name wanneer minimale koelmiddel wordt gebruikt.

Diamant

Diamant biedt een hoog-presterende coating voor het snijden van abrasieve materialen.

Chroom Nitride (CrN)

CrN voegt corrosiebestendigheid en hardheid toe aan freesgereedschappen.

1. Frees (End Mill)

De frees is het meest gebruikte gereedschap voor verticale CNC-bewerking. Met snijtanden aan één uiteinde en aan de zijkanten, kunnen frezen grote hoeveelheden materiaal in korte tijd verwijderen.

Frezen komen in veel vormen. Sommige hebben slechts een enkel spanvat, terwijl andere wel acht of meer kunnen hebben. (Na vier spanvaten kan spaanverwijdering echter een probleem worden.)

Typen frezen omvatten:

• Plat: Algemeen plat gezicht gereedschap geschikt voor 2D-functies
• Balneus: Gereedschap met bolvormig uiteinde geschikt voor 3D-contouren en krommingen
• Stierenus: Gereedschap met plat bodem en afgeronde hoek geschikt voor afrondingen en ruwfrezen

2. Ruwfrees (Roughing End Mill)

Een ruwfrees is een soort frees die gebruikt wordt voor het verwijderen van grotere hoeveelheden materiaal met minder precisie dan een standaard frees.

Het gereedschap getande tanden die grote secties materiaal verwijderen maar een ruwe afwerking op het onderdeel achterlaten. Het produceert kleine spaan die makkelijk te verwijderen zijn.

3. Vlaktefrees (Face Mill)

Vlaktefrezen bestaan uit een massief lichaam met uitwisselbare snijplaten, meestal gemaakt van hardmetaal. Ze worden gebruikt om platte secties op het werkstuk te maken, vaak voordat een ander type snijder wordt gebruikt om gedetailleerde kenmerken te maken.

Omdat de snijranden van vlaktefrezen aan de zijkanten worden gevonden, moet het snijden horizontaal worden uitgevoerd.

Echter, vlaktefrezen kunnen kosten-effectiever zijn dan andere freesgereedschappen, aangezien variaties in snijprofiel bereikt kunnen worden door de kleine snijplaten te vervangen in plaats van het hele gereedschap.

4. Vliegfrees (Fly Cutter)

Vliegfrezen bestaan uit één of twee snijbits in een massief lichaam. De snijbits van een vliegfrees maken brede, ondiepe sneden, wat resulteert in een gladde oppervlakteafwerking.

Het is veelvoorkomender om vliegfrezen met één snijbit te vinden, maar die met twee snijbits — soms "vliegstaven" genoemd — bieden een grotere zwaaibereik.

Minder duur dan vlaktefrezen, kunnen vliegfrezen toch voor soortgelijke doeleinden worden gebruikt.

5. Draadfrees (Thread Mill)

Veel ingenieurs verkiezen draad te maken met taps, maar draad kan ook gemaakt worden met een CNC-machine uitgerust met een draadfrees.

Draadfrezen kunnen inwendige of uitwendige draad snijden, en kunnen beter zijn dan taps voor het doorboren van zeer harde metalen of asymmetrische onderdelen.

6. Boorbits (Drill Bits)

CNC-machines kunnen uitgerust worden met een verscheidenheid aan boorbits voor verschillende bewerkingsoperaties. Boorbits hebben één of meer spanvaten en een kegelvormig snijpunt.

Boorbits gebruikt in CNC-bewerking omvatten:

• Draaiboor: Gebruikt om gaten in het werkstuk te maken
• Centreringsboor: Gebruikt om een gat precies te lokaliseren voor het boren
• Uitstootboor: Gebruikt voor diepgaatboren

7. Reamer (Reamer)

Reamers worden gebruikt om bestaande gaten in het werkstuk te verbreeden, wat resulteert in een exacte gatdiameter en een uitstekende oppervlakteafwerking.

Reamers kunnen gaten creëren met veel strakkere toleranties dan andere freesgereedschappen.

8. Holle Frees (Hollow Mill)

Holle frezen zijn pijpvormige freesgereedschappen die zijn als geïnverteerde frezen. Hun snijranden liggen aan de binnenkant van de pijpvorm, en ze kunnen gebruikt worden om vormen te creëren zoals volle puntjes en vormstralen.

9. Zij-en-Vlaktefrees (Side-and-Face Cutter)

Zij-en-vlaktefrezen hebben tanden zowel aan hun zijkant als rondom hun omtrek, en zijn geschikt voor ongebalanceerde sneden.

Deze freesgereedschappen kunnen gebruikt worden voor het snijden van nuten en gootjes met hoge voedsnelheden. Hun tanden kunnen recht of gestaggerd zijn.

10. Tandwiel Frees (Gear Cutter)

CNC-frezen worden soms gebruikt om metalen tandwielen te creëren voor de productie-industrie. Specifieke tandwiel-freesgereedschappen kunnen gebruikt worden om deze tandwielen te maken.

Het frezen van tandwielen vereist soms een speciaal soort freesmachine bekend als een hobbelmachine.

11. Platte Frees (Slab Mill)

Platte frezen of platte freesgereedschappen worden gebruikt om platte oppervlakken te frezen, meestal met het doeloppervlak parallel aan de machinetafel gemonteerd.

Deze freesgereedschappen hebben geen zijaantanden, en kunnen gebruikt worden voor algemene of zware bewerkingsoperaties.

3ERP biedt professionele CNC-bewerkingsservices voor uw prototyping- en productiebehoeften. Neem contact op voor een snelle offerte.