Oberflächenfräsen vs. Endfräsen für spezifische Materialien: Welches Werkzeug funktioniert am besten?

In der Präzisionswelt der CNC-Bearbeitung entscheidet die Wahl zwischen Oberflächen- und Endfräsen häufig für den Unterschied zwischen einem hochwertigen Bauteil und einem verschwendeten Block teurer Legierungen.Während beide Verfahren einen rotierenden Schneider beinhalten, der Material von einem stationären Werkstück entfernt, ihre Mechanik, Werkzeuggeometrie und Leistung variieren signifikant zwischen verschiedenen Materialien.Die Wahl des richtigen Werkzeugs erfordert ein Verständnis der Wechselwirkung dieser Prozesse mit den physikalischen Eigenschaften des Werkstücks, ob es sich um die gummiartige Beschaffenheit von Aluminium oder die hohe Hitzebeständigkeit von Titan handelt.

Die grundlegenden Mechanismen verstehen

Vor der Einsichtnahme in die materialspezifischen Empfehlungen ist es wichtig, die beiden Verfahren zu unterscheiden.Der Schneider ist in der Regel größer im Durchmesser und verfügt über mehrere indexierbare Einsätze. Sein Hauptzweck ist es, große, flache Oberflächen mit hohem Wirkungsgrad zu erzeugen.die eine hohe Materialentfernung (MRR) und eine überlegene Oberflächenveredelung auf breiten Ebenen ermöglicht.

Die Endfräse ist dagegen das "Schweizer Armeemesser" der Bearbeitungswelt.Endmühlen sehen ähnlich wie Bohrereien aus, sind aber für das seitliche Schneiden ausgelegtSie sind unentbehrlich für die Erstellung von Schlitzen, Taschen, komplexen 3D-Konturen und vertikalen Schultern.Sie bieten die erforderliche Präzision für komplizierte Merkmale, die eine große Durchmesser-Flächenmühle einfach nicht erreichen kann.

Aluminiumlegierungen: Geschwindigkeit und Evakuierung

Aluminium ist in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie wegen seines hohen Gewichtsverhältnisses beliebt.die zu einem aufgebauten Rand (BUE) und zu einem katastrophalen Werkzeugversagen führen.

Für Aluminium ist die Fassfräsen die unbestrittene Leistungsfähigkeit für große Platten oder Motorblöcke.Eine große Durchmessermaschine mit poliertem Karbid kann eine Oberfläche in Sekunden reinigenDer Schlüssel hierbei ist die Verwendung von hochpositiven Rake-Winkeln, die helfen, das Material abzuschälen und die durch Reibung erzeugte Wärme zu reduzieren.

Bei der Verarbeitung von Aluminium ist die Anzahl der Flöten von entscheidender Bedeutung.Vorzugsweise 2- oder 3-Flute-Endmühlen. Die größeren "Gallets" oder Zwischenräume zwischen den Flöten ermöglichen eine bessere Splitterentfernung und verhindern, dass die Aluminiumsplitter wieder an das Werkzeug geschweißt werden.Hochhelix-Endmühlen sorgen für eine Scherenwirkung, die zu einer spiegelähnlichen Oberfläche führt.

Stahl und gehärteten Legierungen: Steifigkeit und Wärmebewirtschaftung

Die Verarbeitung von Stahl erfordert einen Fokus auf die Steifigkeit und das Wärmemanagement. Im Gegensatz zu Aluminium erzeugt Stahl erhebliche Schneidkräfte und erzeugt an der Berührungsecke intensive Hitze.

Das Fräsen ist sehr effektiv, um Stahlbauteile auszubrechen, da die Fräsen die Schneidlast auf mehrere indexierbare Einsätze verteilen.Sie sind robuster und können dem starken Druck standhalten, der erforderlich ist, um die Oberfläche von Kohlenstoffstählen wie AISI 1045 zu brechen.Bei der Oberflächenfräsen von Stahl sind spezielle Beschichtungen wie Aluminium-Titannitrid (AlTiN) unerlässlich, um das Werkzeug vor thermischem Schock zu schützen.

Für das Rohmachen werden "Maiskolben" oder Rohmacher verwendet, um Splitter in kleinere Stücke zu zerbrechen, wodurch die Last auf der Maschinenspindel verringert wird.Endmühlen mit 4 bis 6 Flöten sind Standard, da die höhere Flötenzahl die Steifigkeit des Werkzeugs erhöht und eine feinere Einspeisungsgeschwindigkeit ermöglicht, was zu einer präzisen, glatten vertikalen Wand führt.Die Schwingungsbeständigkeit der Endmühle wird zu einer Priorität, um "Reden" zu vermeiden.Das kann sowohl das Werkzeug als auch das Teil ruinieren.

Titan: Die ultimative Herausforderung für die Bearbeitung

Titanium ist bekannt für seine geringe Wärmeleitfähigkeit. Statt dass die Wärme durch die Chips entweicht, bleibt es an der Schneide konzentriert. Dies kann dazu führen, dass Werkzeuge stumpf oder schnell schmelzen.

Bei der Bearbeitung von Titan ist die Fassfräse häufig auf die anfängliche Quadratisierung des Blocks beschränkt.Es ist üblich, "runde Einsätze" in Fassereien für Titan zu verwendenDie kreisförmige Geometrie erlaubt eine Verdünnung der Splitter, wodurch die Wärmebelastung verringert und die Lebensdauer des Werkzeugs verlängert wird.

Das Endfreisen von Titan erfordert extreme Präzision. Maschinisten verwenden häufig eine Technik, die Trochoidalfreisen oder "Hocheffizienzfreisen" (HEM) mit Endfräsen genannt wird.Dies beinhaltet die Verwendung einer kleinen Radialtiefe des Schnitts und hohe AchstiefeDiese Strategie sorgt dafür, daß die Endmühle nicht zu lange im Wärme-Haltungsmaterial vergraben bleibt.Spezialisierte Endmühlen mit variabler Tonhöhe werden eingesetzt, um die Harmoniken zu zerbrechen und die Vibrationen zu verhindern, denen Titan während des Schneidvorgangs ausgesetzt ist.

Edelstahl: Wie man sich gegen die Verhärtung von Werkzeugen behaftet

Edelstahl, insbesondere der 300er Serie wie 304 oder 316, neigt dazu, zu "härten".Das Material wird im nächsten Durchgang deutlich härter und schwerer zu bearbeiten..

Die Oberflächenfräsen sind die bevorzugte Methode, um die durch die Arbeit gehärteten "Häute" eines Edelstahlgusses zu entfernen.Gewährleistung eines einheitlicheren Bearbeitungsprozesses.

Für komplizierte Merkmale in Edelstahl müssen Endmühlen scharf gehalten werden.Die Verwendung einer konstanten Zufuhrgeschwindigkeit und die Vermeidung von "aufhalten" (wo das Werkzeug an einem Ort dreht) ist wichtigDie Veredelung erfolgt durch die Verarbeitung von Karbid, das in der Veredelung mit einem hohen Flötenanteil verwendet wird, um sicherzustellen, dass das Werkzeug das Material effizient durchlässt, ohne übermäßige Hitze zu erzeugen.

Auswahl nach Geometrie und Volumen

Während die Materialeigenschaften ein wesentlicher Faktor sind, bestimmt die Geometrie des Endteils häufig die Wahl.

• Große, flache Flächen:Wenn das Ziel darin besteht, eine Oberfläche zu ebnen oder eine bestimmte Dicke über eine große Fläche zu erreichen, ist das Fassfräsen immer effizienter.

• Komplexe Details:Wenn das Teil Schlitze, Rillen, innere Ecken oder 3D-Skulpturen erfordert, ist die Endmühle die einzige praktikable Option.

• Der hybride Ansatz:In der professionellen Fertigung werden diese Werkzeuge selten isoliert eingesetzt.Anschließend wird das Ende gefertigt, um die spezifischen Merkmale und Endmaße zu ermitteln..

Schlussfolgerung

Die Wahl zwischen Fass- und Endfreihand ist nicht nur eine Frage der Präferenz, sondern eine strategische Entscheidung, die auf der Härte des Materials, der Wärmeleitfähigkeit und der gewünschten Geometrie beruht.Aluminium erfordert eine schnelle Evakuierung., Stahl erfordert eine starre Wärmemanagement, und Titan erfordert fortschrittliche Kühl- und Schneidwege.Hersteller können ihre Zykluszeiten optimieren, die Werkzeuglebensdauer verlängern und die für die moderne Technik erforderliche Präzision erreichen.