Vlakfrezen versus omtrekfrezen:belangrijkste verschillen en gereedschapsselectiegids

Frezen is een veel voorkomende bewerking met veel variaties, waardoor de keuze van de juiste methode een cruciale beslissing is voor machinisten. Van deze keuzes is vlakfrezen versus omtrekfrezen een van de meest fundamentele vergelijkingen – waarop alle andere typen zijn gebaseerd. 

Het is niet zo dat ze sterk op elkaar lijken, maar ze brengen beginners vaak in verwarring. Hun snijmechanismen zijn compleet anders. De ene snijdt voornamelijk met het uiteinde van het gereedschap, terwijl de andere met de zijkanten van het gereedschap snijdt. Maar is die informatie voldoende om te beslissen welke methode moet worden gebruikt? Waarschijnlijk niet.

Deze gids vergelijkt zowel vlak- als omtrekfreesbewerkingen, hun voordelen, toepassingen, beperkingen, en enkele selectie-aanbevelingen om u te helpen kiezen tussen de twee.

Wat is vlakfrezen?

Vlakfrezen is een bewerkingsproces waarbij de rotatie-as van het snijgereedschap loodrecht (verticaal) staat op het oppervlak van het werkstuk . Het gereedschap verwijdert materiaal met behulp van de snijranden aan de onderkant en de buitenranden van de frees. 

Normaal gesproken zijn de intredehoeken voor vlakfrezen ongeveer 45° (waarbij axiale en radiale krachten in evenwicht worden gebracht).  Speciale vlakfrezen met hoge voeding gebruiken kleinere hoeken (ongeveer 10–15°) om hoge voedingssnelheden mogelijk te maken.

Vlakfrezen wordt doorgaans gebruikt voor het bewerken en afwerken van grote vlakke oppervlakken (bijvoorbeeld platen, basissen, behuizingen) en om een vlak referentieoppervlak te creëren (Z=0) voor verdere bewerking.

Werkproces van vlakfrezen

Bij vlakfrezen wordt het werkstuk op de machinetafel geklemd en wordt de vlakfrees zo in de spil gemonteerd dat de as verticaal is. De CNC-machine is zo geprogrammeerd dat de frees lineair langs het oppervlak beweegt.

Terwijl het gereedschap langs het oppervlak voortbeweegt, grijpt elk inzetstuk op het snijvlak in en scheurt een chip af. Doordat de wisselplaten radiaal rond de frees zijn verschoven, wordt de materiaalafname over meerdere snijkanten verdeeld, wat een efficiënte verspaning oplevert.

Snijgereedschappen voor vlakfrezen

Voor vlakfrezen zijn speciale frezen en bijbehorende vlakfreeshouders nodig, die worden gekozen op basis van de geometrie van het onderdeel en de bewerkingsvereisten. 

Enkele veelgebruikte vlakfreesgereedschappen zijn:

Schelmolens

Frezen met grote diameter en meerdere wisselplaten op omtrek en vlak. Shell-molens zijn op een as gemonteerd. Met de vlakfreesverlenging kunnen grote oppervlakken worden bedekt en diepe sneden worden gemaakt. Daarom zijn ze standaard voor algemeen frezen op vlakke oppervlakken. 

Vliegensnijders

  Het is een éénpuntsfrees die aan een as is bevestigd (met slechts één wisselplaat). Vliegfrezen produceren zeer gladde afwerkingen op vlakke oppervlakken en zijn eenvoudig in te stellen, maar zijn langzamer dan freesmachines met meerdere wisselplaten. 

Als we een vliegfrees vergelijken met een vlakfrees:het ene is een enkelpuntsgereedschap en heeft minder stijfheid, terwijl het andere meerdere wisselplaten bevat en stijver is om zware bewerkingstaken te ondersteunen. 

Indexeerbare vlakfrezen

Deze gereedschappen omvatten sterke vlakfreeswisselplaten met hardmetaal of keramiek in een massief lichaam. Ze bieden een hoge productiviteit en eenvoudige wisselplaatwissels, ideaal voor productie van grote volumes

Knoppenfrezen (vlakfrezen met ronde wisselplaten)

Deze zijn gespecialiseerd met ronde “knoop”-inzetstukken. Deze zorgen voor een soepele snijwerking op vlakke of licht geprofileerde oppervlakken en kunnen goed omgaan met onderbroken sneden. 

Een onderfrees voor vlakfrezen kan met verschillende snijhoeken presteren voor continu voorbewerken, semi-nabewerken en profileren. 

Voordelen

Vlakfrezen biedt verschillende voordelen:

• Hoge mate van materiaalverwijdering (MRR)
• Glad snijden zorgt voor een uitstekende oppervlakteafwerking.
• Het blinkt uit in het bewerken van brede oppervlakken (bijvoorbeeld platen, bases, matrijsvlakken) in minder gangen.
• Aangezien het snijden over meerdere snijkanten wordt verdeeld, wordt de slijtage verdeeld over de wisselplaten.

Nadelen

Er zijn ook enkele beperkingen, zoals:

• Beperkte toegang tot de tool 
• Geen 3D-contouren
• Hoge initiële gereedschapskosten

Toepassingen

Vlakfrezen wordt gebruikt wanneer een vlak oppervlak moet worden geproduceerd . Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer:

• Oppervlakken/nivelleren :Het afvlakken van de bovenzijde van een onderdeel of onbewerkt gieten/smeden.
• Vierkante uiteinden:knippen een vierkant of plat uiteinde op een blok of staafmateriaal als referentievlak vóór verdere bewerking.
• Grote gezichten afwerken :Het bereiken van de uiteindelijke vlakheid en afwerking van bewerkte platen, behuizingen of matrijscomponenten.
• Voorbereiding op verdere operaties :Een oppervlak onder ogen zien vóór het boren, kamerfrezen of slijpen om een echt referentieoppervlak te garanderen.

Praktische tips en aanbevelingen voor vlakfrezen

Een praktijk die machinisten aanbevelen, is het compenseren van de frees middellijn vanaf het midden van het onderdeel tijdens het bekleden. Dit minimaliseert de spaandikte bij het uittreden, vermindert bramen en verbetert de oppervlakteafwerking. Het helpt ook om freesstilstand te voorkomen, wat trillingen en wisselplaatschade kan veroorzaken. 

Bovendien frequente in- en uitgangen , vooral over gaten of sleuven, moet worden vermeden. Indien onvermijdelijk, verlaag dan de voedingssnelheid tijdens het in- en uitstappen om de snijkant te beschermen en de opbouw van spanning te beperken.

Breng koelvloeistof aan bij het bewerken van harde legeringen om spanen weg te spoelen en de wisselplaatranden te koelen. Voor materialen die droog zagen mogelijk maken (aluminium, kunststoffen) kan gecoat hardmetaal helpen. Houd het werkgebied vrij van spanen om hersnijden te voorkomen.

Wat is perifeer frezen bij verspanen?

Omtrekfrezen (of vlakfrezen) is een bewerking waarbij de freesas evenwijdig loopt aan het werkstukoppervlak . De ccutting-actie vindt plaats langs de omtrek van het roterende gereedschap. 

Normaal gesproken wordt een vingerfrees op een verticale frees gebruikt, zodat de groeven op de frees langs de lengte of omtrek van het onderdeel snijden. Deze methode is ontworpen voor het snijden van sleuven, groeven en contouren rond de randen van een werkstuk. 

Bij omtrekfrezen steekt het gereedschap in tot een bepaalde diepte, waardoor sleuven of complexe contouren worden gefreesd. Het wordt veel gebruikt in industrieën waar randen, diepe groeven en complexe vormen (zoals tandwielen of flenzen) vereist zijn. 

Soorten randfrezen

Omtrekfrezen is, net als vlakfrezen, een van de fundamentele typen freesprocessen, met verschillende subtypen die dezelfde snijaanpak volgen, maar variëren in gereedschappen en toepassingen. 

De standaard randfrezen zijn:

Sleeffrezen

Het snijdt een gleuf of groef die breder is dan de frees door het gereedschap in te steken en te verplaatsen. 

Straddle-frezen

Snijden aan één zijde (of twee parallelle zijden) van het werkstuk met behulp van de zijranden van de frees.

Vorm-/contourfrezen

Dit proces vormt de omtrek van een onderdeel met een geprofileerde frees (bijvoorbeeld een tandwieltandwiel of een spiebaan).

Plaatfrezen

Er wordt gebruik gemaakt van een brede frees die buiten het werkstuk uitsteekt voor grote sneden.

Snijgereedschappen voor randfrezen

Bij omtrekfrezen worden vaak frezen uit één stuk gebruikt die zijn gemaakt voor zijdelingse aangrijping. Sommige randfrezen zijn

Verschillende profielfrezen: Het is het meest voorkomende type randsnijder. Vingerfrezen hebben spiraalvormige groeven rond het lichaam en snijden tegelijkertijd met de zijkanten en de punt

Massieve vingerfrezen (uit één stuk) zijn er in verschillende profielen. Er zijn bijvoorbeeld vierkante vingerfrezen voor sleuven en contouren met platte bodem, kogelfrezen voor 3D-contouren en afrondingen, en hoekfrezen voor afschuiningen en afgeronde randen.

Plaatfrezen (straddle-frezen): Dit zijn brede frezen met tanden op de omtrek (soms aan de zijkanten), ontworpen voor zware sneden op brede oppervlakken of spiebanen. Plaatfrezen kunnen aan beide zijden snijden (straddle).

Voordelen

Er zijn talloze voordelen die gewoon frezen heeft ten opzichte van andere soorten processen:

• Het kan ingewikkelde contouren, krappe radiussen en diepe sleuven snijden.
• Kan een fijne afwerking bereiken op oppervlakken met contouren.
• Een frees met één uiteinde kan gleuffrezen, kamerfrezen en contourfrezen uitvoeren
• Blinkt uit op lange, smalle onderdelen of spiebanen

Nadelen

Enkele beperkingen van perifeer frezen zijn:

• Langzamer op brede oppervlakken; Er zijn mogelijk meerdere passen nodig om de taak te voltooien.
• Voor diepe sleuven of uitsparingen zijn lange frezen nodig, die kunnen doorbuigen 
• Kan overstapmarkeringen veroorzaken als er geen gebruik wordt gemaakt van overlappende passen

Toepassingen

Zoals aangegeven in het eerdere gedeelte, wordt perifeer frezen gebruikt bij axiale snijbewerkingen en profilering. De gebruikelijke perifere freestoepassingen omvatten; 

• Sleufbewerking: Rechte of gebogen sleuven/groeven frezen met een vingerfrees of gleuffrees
• Contouren/profileren: Het bewerken van de omtrek van een onderdeel (bijvoorbeeld het frezen van een flens, gebogen profiel of nokkencontour) met een CNC-gereedschapspad.
• Straddle-frezen: Gebruik twee parallelle frezen om twee tegenover elkaar liggende vlakken tegelijkertijd te bewerken (bijvoorbeeld twee zijden van een blok groeven).
• Tandwielfrezen: Een vormfrees (vormfrees of kookplaat) gebruiken om tandwieltanden, spiebanen, spiebanen of andere geprofileerde kenmerken te genereren
• In zakken doen: Voorbewerken of nabewerken binnenvlakken (met een vingerfreesspiraal of rasterpad).

De belangrijkste verschillen tussen vlakfrezen en omtrekfrezen

De eerdere secties waren gericht op het individueel uitleggen van de processen, hun voordelen, beperkingen en toepassingen. Nu zullen we de onderscheidende factoren belichten die vlakfrezen onderscheiden van omtrekfrezen in daadwerkelijk gebruik.

Laten we eens kijken naar de vergelijkende tabel met een overzicht van vlakfrezen versus omtrekfrezen.

 Vlakfrezen Perifeer frezen Snijrichting As loodrecht; sneden met gereedschapsvlakAs parallel; sneden met gereedschapszijdenSnijdiepte Ondiepe axiale snedenDiepere axiale snedenGereedschapsaangrijping Meerdere wisselplaten verdelen de belasting op het vlak. Zijgroeven grijpen in over de gereedschapslengteOppervlakafwerking Gladde afwerking op grote vlakkenFijn op contouren, schelpjes op vlakke gebiedenGereedschapsontwerp Frezen met meerdere wisselplatenKleinere massieve vingerfrezenMateriaalverwijderingssnelheid Hoog Lager op vlakke oppervlakkenToepassingen Verhardingen, nivellering, haaks makenGleuven, kamers, contouren, profielen

Snijrichting

Een groot verschil tussen omtrekfrezen en vlakfrezen zijn de totaal verschillende snijrichtingen. Bij vlakfrezen staat de as van de frees loodrecht op het onderdeel en doen de snijranden aan de voorkant (onderkant) van het gereedschap het werk. Bij perifeer frezen is de as van de frees evenwijdig aan het oppervlak van het onderdeel en vindt het snijden plaats langs de zijkant (omtrek) van het gereedschap

Snijdiepte

De vlakfrezen zijn gericht op het afvlakken van het oppervlak; hun inzetstukken hebben een beperkt bereik, zodat per doorgang een zeer ondiepe axiale diepte wordt bereikt. 

In het geval van perifeer frezen is hun veelzijdigheid gebaseerd op het gebruik en het type vingerfrees. In de meeste gevallen kunt u vaak diepere sneden (axiaal) bereiken door een vingerfrees in te steken of te hellen, hoewel de praktische diepte beperkt wordt door de gereedschapslengte en stijfheid. 

Toolbetrokkenheid

Als we de gereedschapaangrijping bij vlakfrezen vergelijken met omtrekfrezen, grijpen vlakfrezen het werkstuk aan op het gereedschapsvlak en de rand, waardoor het contact over veel wisselplaten wordt verdeeld; elke wisselplaat ziet slechts een deel van de snede. Daarom wordt de slijtage ook over de wisselplaten verdeeld, wat de standtijd ten goede komt. 

Omtrekfrezen grijpen aan op de zijranden van de frees (bij een vingerfrees, allemaal groeven), zodat de gehele lengte van de snijkant langs de zijkant erbij betrokken is. Samenvattend:bij vlakfrezen wordt het gereedschapsuiteinde gebruikt, terwijl bij omtrekfrezen de gereedschapskant

wordt gebruikt

Oppervlakafwerking en toleranties 

 Vlakfrezen produceert over het algemeen vlakkere, gladdere oppervlakken. Omdat het snijvlak van de frees vlak is en vaak gebruik maakt van wiper wisselplaten, levert vlakfrezen een zeer consistente vlakheid op. De ruwheidswaarde (Ra) varieert doorgaans van 0,8 tot 1,8 µm. 

Daarentegen kan perifeer frezen fijne afwerkingen op contouren produceren; Op een plat vlak laat het echter meestal sint-jakobsschelpen of overstapsporen achter.  De ruwheidswaarde (Ra) varieert doorgaans van 3,2 tot 6,3 µm. Ondertussen variëren de toleranties voor vlakfrezen en omtrekfrezen van ±0,13 mm tot 0,05 mm, afhankelijk van de apparatuur en gereedschappen die in het proces worden gebruikt.

Toolontwerp

Je kunt het proces eenvoudig voorspellen door naar hun tools te kijken. Vlakfrezen zijn grote gereedschappen met meerdere wisselplaten (vaak 3-8 inch of groter). De reden hiervoor is dat ze in één keer een groot oppervlak moeten snijden en bedekken – vandaar een grote diameter en meerdere snijkanten (inzetstukken).

Omtrekfrezen daarentegen zijn kleinere, doorgaans massieve of wisselplaatfrezen, ontworpen voor zijsnijden. Hun snijkanten worden fluiten genoemd en lopen langs de lengte van het gereedschapslichaam. Een typische vingerfrees kan 4 tot 6 spiralen hebben en een diameter hebben van ¼″ tot 1″.

Een vlakfrees heeft tientallen snijkanten op het lichaam, terwijl een vingerfrees (perifeer) 4-6 spaangroeven kan hebben op een gereedschap met een diameter van ¼″–1″

Materiaalverwijderingspercentage

Vlakfrezen, met zijn brede frees en vele tanden, verwijdert materiaal zeer snel per pas. Bij omtrekfrezen wordt minder materiaal per doorgang verwijderd (kleiner gereedschap), waardoor het langzamer gaat op grote volumes vlakke oppervlakken. Periferie kan de verwijdering echter efficiënter concentreren in een sleuf of smal gebied. 

Freessnelheden en voedingen

Als we de perifere freessnelheden en voedingen vergelijken met die van vlakfrezen, zijn de perifere freessnelheden (RPM) langzamer en zijn de voedingssnelheden hoger dan bij vlakfrezen. Dit komt omdat bij vlakfrezen meerdere wisselplaten en een hogere gereedschapsaangrijping nodig zijn. 

Snijsnelheid (RPM)=(Vc​×1000​)/π×D

Aanvoersnelheid( (mm/min))=  RPM× f ​× Z

Bovendien kunt u een online vlakfreesvoedingen en -snelhedencalculator gebruiken om de exacte waarden van voedingen en snelheden te achterhalen. 

Toepassingen

Vlakfrezen wordt doorgaans gebruikt voor verschillende soorten oppervlaktebewerkingen:het vlak maken van een oppervlak, het maken van vierkante randen of het definitief opruimen van een groot vlak. 

Omtrekfrezen wordt gebruikt voor sleuven, kamers, contouren en randen; we zouden zeggen dat het kan worden gebruikt voor alles waarbij het gereedschap langs een pad rond de omtrek van het onderdeel moet bewegen. 

Hoe kiest u tussen vlakfrezen en omtrekfrezen?

De keuze tussen vlakfrezen en omtrekfrezen hangt af van de vereisten en beperkingen van het onderdeel. Houd bij het maken van een keuze rekening met deze factoren:

Geometrie

U moet eerst de geometrie van het onderdeel beoordelen:welk deel van het onderdeel moet worden bewerkt? Vlak gebied versus profiel? Als meer dan 50% van het oppervlak vlak en toegankelijk is, kies dan voor vlakfrezen. Als de meeste kenmerken groeven, contouren en smalle wanden zijn, is omtrekfrezen de meest geschikte optie.

Gewenste afwerking

Als u een zeer strakke vlakheid of een gladde, vlakke afwerking wenst, raden wij vlakfrezen aan. Als echter precisie in zijwanden of vormen vereist is, is omtrekfrezen het beste. Kortom, voor elke klus die een betere oppervlakteafwerking vereist, kiest u voor vlakfrezen.

Kosten

In scenario's waarin een klus met beide mogelijk is, maar er sprake is van kostenbeperkingen, kan perifeer frezen de kosteneffectieve optie zijn. Vlakfrezen en hun wisselplaten zijn per gereedschap duurder dan eenvoudige vingerfrezen. Ze verwijderen echter materiaal sneller. Randfreesgereedschappen zijn goedkoper, maar kunnen langer duren (en dus meer bewerkingstijd). 

In de meeste praktische gevallen volgen machinisten de hybride aanpak. Ze ruwen grote vlakke oppervlakken voor met vlakfrezen en schakelen vervolgens over op omtreksfrezen voor afwerking of profilering. Deze balans zorgt voor een optimale afweging tussen kosten en kwaliteit.

Hoe RapidDirect kan helpen?

Als u een ingenieur, productontwerper of fabrikant bent en op zoek bent naar vlakfrezen, randfrezen of andere CNC-bewerkingsdiensten, is RapidDirect uitgerust om uw project te ondersteunen. We bieden een volledig pakket CNC-freesdiensten met behulp van de modernste 3-assige, 4-assige en 5-assige machines.

Ons team van ingenieurs en machinisten beoordeelt uw ontwerp, toleranties en materiaalvereisten en adviseert vervolgens de meest geschikte en kostenefficiënte bewerkingsaanpak. Onze op maat gemaakte freesdiensten bestrijken alle gangbare metalen en ondersteunen nauwe toleranties zo laag als ±0,05 mm.

Of u nu een enkel prototype of een volledige productierun nodig heeft, wij beschikken over de apparatuur en het personeel om dit met consistente nauwkeurigheid aan te kunnen.

Samenvatting

Vlak- en omtrekfrezen zijn twee fundamentele freesbewerkingen. Het begrijpen van het verschil (omtrekfrezen versus vlakfrezen) is van belang omdat veel andere freessubtypen afhankelijk zijn van deze kernsnijmechanismen.

Vlakfrezen sneden met de voorkant van het gereedschap om een vlak, uniform oppervlak te creëren. Bij omtrekfrezen worden de zijkanten van het gereedschap gebruikt om sleuven, randen en contouren langs het onderdeelprofiel te bewerken.

In de praktijk debatteert u zelden over perifeer versus vlakfrezen, of kiest u uitsluitend voor één methode. Machinisten wisselen vaak tussen de twee in dezelfde baan. Een gebruikelijke workflow is om te beginnen met vlakfrezen om een oppervlak waterpas te maken of op te ruwen, en vervolgens een geschikt perifeer freesproces te volgen om functies zoals sleuven, kamers of profielen te voltooien.

Werk samen met RapidDirect voor deskundige begeleiding en bereik de beste bewerkingsprestaties tegen geoptimaliseerde kosten.

Veelgestelde vragen

Waar wordt vlakfrezen voor gebruikt?

Vlakfrezen wordt voornamelijk gebruikt om grote oppervlakken vlak te maken. Het verwijdert materiaal van de bovenzijde van een werkstuk om een ​​glad oppervlak te creëren. Typische toepassingen zijn onder meer het vlakmaken van platen, het rechtzetten van materiaal en het voorbereiden van een referentieoppervlak voordat verdere bewerking plaatsvindt.

Wat is het verschil tussen vingerfrezen en vlakfrezen?

Een van de belangrijkste verschillen tussen eindfrezen en vlakfrezen is het gebruikte gereedschap.  Een vingerfrees heeft een kleinere diameter en snijdt met zowel de zijkanten als de punt. Een vlakfrees is daarentegen een groter gereedschap dat alleen zijn vlak (onderkant) gebruikt om te snijden. Vlakfrezen voor het maken van vlakke oppervlakken, terwijl een vingerfrees normaal gesproken in het materiaal steekt, waardoor sleuven en profielen ontstaan.

Welke invloed heeft de gereedschapsaangrijping op de oppervlakteafwerking?

De manier waarop de freestanden in het werkstuk grijpen, heeft een grote invloed op de afwerking. In het geval van vlakfrezen bijvoorbeeld, waarbij meerdere tanden op het platte vlak in elkaar grijpen, krijgen we uiteraard een vlakkere afwerking. Bij omtreksfrezen kunnen er echter schulpen achterblijven als u langs een pad snijdt, tenzij ze correct overlappen.