CNC-vlakfrezen: het creëren van perfecte oppervlakken

Introductie

CNC-vlakfrezen creëert vlakke oppervlakken. Het snijvlak van de frees voert het snijwerk uit, niet de zijkanten. Boren maakt gaten. Frezen verwijdert materiaal in het algemeen. Vlakfrezen creëert afgewerkte vlakken. Deze handleiding beschrijft hoe het werkt, welke gereedschappen je moet gebruiken en waar het van belang is bij echte werkstukken.

Wat is CNC-vlakfrezen?

Het proces definiëren

Mensen zien de machine draaien. Ze begrijpen niet altijd de geometrie. CNC-vlakfrezen heeft een eenvoudige opstelling. De spindelas staat loodrecht op het werkstuk. Recht omhoog en omlaag. De frees is direct op het werkstuk gericht.

Het doel is vlakheid. Gladde oppervlakken. Een blok haaks maken. Een terras afwerken. Net genoeg materiaal verwijderen om het vlak te maken. Geen diepe gaten. Geen complexe contouren. Gewoon vlak.

Een snelle blik op de snijder

Twee onderdelen zijn hier belangrijk. Het snijlichaam is de metalen schijf. Deze houdt alles bij elkaar. De verwisselbare inzetstukken zijn de eigenlijke snijtanden. Gemaakt van hard materiaal. Vervangbaar. Wanneer een inzetstuk versleten is, wordt het vervangen. Het snijlichaam blijft.

Stel je een dikke schijf voor. Met tanden aan de voorkant en ook aan de buitenkant. De tanden aan de voorkant zorgen voor het grootste deel van het vlakmaken. De tanden aan de buitenkant werken de randen van de schijf bij. Eén gereedschap, twee snijvlakken. Dat is het standaardontwerp voor CNC-vlakfrezen.

De mechanica: hoe werkt CNC-vlakfrezen?

De snijactie

Dit is wat er gebeurt tijdens CNC-vlakfrezen. De frees steekt iets over de rand van het werkstuk heen. Niet gecentreerd. Overhangend. Dat is geen fout. Het is noodzakelijk. Zonder overhang kan het gereedschap niet in één keer over het hele oppervlak frezen.

Twee getallen bepalen de snede. De stapbreedte is de breedte. Hoeveel van het snijvlak van de frees raakt het werkstuk zijdelings? De snijdiepte is de axiale indringing. Hoe diep grijpen de tanden verticaal in. Mensen halen deze twee vaak door elkaar. De stapbreedte is de laterale beweging. De snijdiepte is de verticale indringing. Houd ze gescheiden.

Klimmen versus conventioneel frezen

Bij meedraaiend frezen draait de frees mee met de aanvoerrichting. De tand grijpt de volledige dikte vast bij het ingaan van het materiaal en freest tot nul. Dit is de standaard voor CNC-vlakfrezen op starre machines. Betere afwerking. Minder warmteontwikkeling. Gereedschap gaat langer mee. Eén aandachtspunt: de machine moet spelingvrij zijn. Losse schroeven veroorzaken trillingen of breuk.

Conventioneel frezen – de frees draait tegen de aanvoer in. De tand begint met een dikte van nul. Hij wrijft eerst, en snijdt dan pas. Meer wrijving. Meer warmte. De oppervlaktekwaliteit lijdt eronder. Oude handmatige machines met versleten spindels hebben deze methode nodig. Ook nuttig voor het verwijderen van harde aanslag op gietstukken. Voor de meeste CNC-vlakfreeswerkzaamheden vermijden mensen conventioneel frezen, tenzij ze daartoe gedwongen worden.

Kenmerk	Meelopend frezen	Conventioneel frezen
Rotatie versus voeding	Dezelfde richting	Tegengestelde richting
Chip dikte	Max → nul	Nul → maximum
Oppervlak	Betere	Erger
Warmte	Lagere	Hoger
Machine nodig	Stijf, minimale speling	Losse schroeven acceptabel
Gebruik geval	CNC-bewerking, afwerking	Oude machines, harde schaal

Inzicht in de lead angle

De aanloophoek bepaalt waar de snijkracht naartoe gaat.

• 90-graden snijders– De kracht werkt zijwaarts. Radiale richting. Goed voor rechte schouders. Slecht voor dunne wanden. Het onderdeel buigt door.
• 45-graden snijders– de standaard voor de werkplaats. Krachten worden verdeeld over radiale en axiale krachten. Sommige zijwaarts, sommige naar beneden in de spindel. Gebalanceerd. Veilig voor de meeste toepassingen. CNC-vlakfrezen.
• 75-graden snijders– een compromis. Meer axiale dan radiale kracht. Beter geschikt voor dunne onderdelen of zwakke opspaninrichtingen. De neerwaartse component helpt het werkstuk op zijn plaats te houden.

Kies de aanloophoek op basis van de stijfheid van het onderdeel. Stijf onderdeel, stijve machine? Dan werkt 90 graden prima. Dunne wand of losse opstelling? Dan zorgt 45 of 75 graden voor stabiliteit. Dat is de vuistregel.

Soorten CNC-vlakfrezen & Tooling

Schelmolens versus vlakmolens

Mensen gebruiken deze termen vaak losjes en door elkaar. Dat is niet helemaal correct.

Een vlakfrees heeft een geïntegreerde schacht. Uit één stuk. Het freeslichaam en de bevestigingsas vormen één massief stuk metaal. Je klemt het direct vast in de spindel of een houder.

Een schachtfrees is anders. Het freeslichaam heeft een holle boring. Het wordt gemonteerd op een aparte as. De as gaat vervolgens in de spindel. Schachtfrezen zijn groter. Ze zijn geschikt voor grotere CNC-vlakfreeswerkzaamheden.

Indexeerbaar versus massief hardmetaal

• Indexeerbaar gezicht molens . Vervangbare snijplaten. Het freeslichaam is van staal of aluminium. De snijplaten zijn van hardmetaal. Wanneer een snijkant versleten is, wordt deze opnieuw afgesteld. Draai de frees om voor een nieuwe snijkant. Wanneer alle snijkanten versleten zijn, wordt de snijplaat vervangen door een nieuwe. Het freeslichaam gaat jarenlang mee.

Het meest geschikt voor grote oppervlakken. Goedkoop per snijkant. Voorbewerken. Grote hoeveelheden materiaal verwijderen. Het nadeel? Minder precisie dan massief gereedschap. Onregelmatigheden kunnen oplopen.

• Massief hardmetalen oppervlak molens zijn Eén geheel. Het freeslichaam en de tanden zijn uit één stuk hardmetaal vervaardigd. Samen geslepen. Perfecte concentriciteit. Geen wisselplaatjes die los kunnen raken.

Het meest geschikt voor kleine onderdelen. Hoge precisie. Nabewerking. Het nadeel? Duur. Als het gereedschap versleten is, wordt het hele apparaat weggegooid. Geen vervanging mogelijk.

Bij standaard CNC-vlakfrezen gebruikt men wisselplaatfrezen voor het voorbewerken en volhardmetalen frezen voor het nabewerken. Twee gereedschappen. Twee verschillende taken.

Kenmerk	Indexeerbaar	VHM
constructie	Lichaam + inzetstukken	Een stukje
Kosten per rand	Laag	Hoog (het gereedschap is wegwerpbaar)
precisie	Goed (enige uitloop)	Uitstekend
Best voor	Grote oppervlakken, ruwheid	Kleine onderdelen, afwerking
standtijd	Inzetstukken vervangen	Gereedschap afgedankt

Materialen voor de behuizing van de snijder

De behuizing houdt de inzetstukken vast. De materiaalkeuze is belangrijk.

Stalen behuizingen zijn goedkoop. Zwaar. Het gewicht kan trillingen in sommige opstellingen dempen. Maar zwaar betekent ook een lagere spindelacceleratie. Niet ideaal voor CNC-vlakfrezen op hoge snelheid.

Aluminium behuizingen zijn licht van gewicht. Minder inertie. De machine kan sneller op snelheid komen. Minder trillingen bij veel toepassingen. Duurder dan staal. De investering waard voor hogesnelheidsbewerkingen.

Sommige hoogwaardige freesmachines gebruiken composiet- of titaniumbehuizingen. De meeste werkplaatsen hebben die niet nodig. Staal of aluminium is voldoende voor 95% van de klussen. Kies staal voor budgetvriendelijke klussen op robuuste machines. Kies aluminium voor werk op hoge snelheid of wanneer gewicht een belangrijke factor is.

CNC-vlakfrezen versus CNC-eindfrezen

Twee gereedschappen. Dezelfde machine. Het ene gereedschap vlakt grote oppervlakken af. Het andere freest sleuven en uitsparingen uit. De geometrie is anders. De resultaten zijn anders. De levensduur van het gereedschap is anders. Laten we het eens nader bekijken.

Kenmerk	CNC-vlakfrezen	Einde frezen
Geometrie	Maakt gebruik van het snijvlak en de rand van de snijder. Platte schijf. Veel inzetstukken.	Heeft spiraalvormige groeven aan de zijkanten en de punt. Lange cilinder. Twee tot vier snijkanten.
Oppervlaktecreatie	Grote, vlakke oppervlakken. Vierkante blokken. Cilinderkoppen van de motor.	Sleuven, uitsparingen, contouren, sleutelgaten. Verticale wanden. Complexe 3D-vormen.
Levensduur gereedschap	Gaat over het algemeen langer mee. Meerdere inlays delen de slijtage. Indexeerbare randen worden verwisseld.	Kortere levensduur. Minder groeven. De punt wordt het meest belast.

CNC-vlakfrezen is geschikt voor brede, vlakke oppervlakken. Eindfrezen is geschikt voor details en holtes. Eén machine. Twee verschillende strategieën. Gebruik de juiste.

Wat kun je ermee maken? 5 praktijkvoorbeelden van CNC-vlakfrezen

1. Motorblokken en auto-onderdelen

Het vlak van het motorblok, waar de cilinderkop op vastgeschroefd wordt, is cruciaal. Het moet vlak zijn. Perfect vlak. Anders lekt de koppakking. Koelvloeistof lekt weg. De compressie daalt. CNC-frezen van het vlak zorgt voor dat afdichtingsvlak.

2. Hydraulische ventielhuizen

Olie onder hoge druk stroomt door de hydraulische klep. De klep schuift in de boring. De componenten zijn aan elkaar vastgeschroefd. Elke kromming of vervorming veroorzaakt lekkage. Hierdoor verliest het hydraulische systeem druk. De machine zal dan uitschakelen. CNC-vlakfrezen kan een spiegelglad oppervlak creëren op de contactvlakken. De vlakheidsnauwkeurigheid kan enkele tienduizendsten van een millimeter bedragen.

3. Pijpflenzen

Flenzen verbinden buizen. Tussen de flenzen bevindt zich een pakking. Bouten trekken de flensvlakken tegen elkaar. De pakking wordt samengedrukt en dicht af. Als het flensvlak niet vlak is, lekt de pakking. CNC-vlakfrezen maakt het mogelijk om een ​​verhoogd of een volledig vlak vlak te frezen. Beide stijlen vereisen een glad en egaal oppervlak.

4. Machineonderstellen en montageplaten

Motoren trillen. Pompen trillen. Als de pomp en motor op een oneffen ondergrond zijn gemonteerd, zal dit de trillingen nog verder versterken, waardoor de bouten losraken en de lagers het begeven.

5. Grondstoffen gereedmaken

Dit is de eerste stap in veel machinefabrieken. Het ruw gezaagde werkstuk wordt de werkplaats binnengebracht. Het is roestig en kromgetrokken, zonder rechte randen. De machinist klemt het vast. De oppervlaktelaag wordt verwijderd met behulp van CNC-vlakfrezen. Het werkstuk wordt vervolgens omgedraaid om de andere kant te bewerken. Het wordt nogmaals omgedraaid. Na een aantal bewerkingen vormt het werkstuk een referentiehoek van 90 graden. Het is nu haaks en vlak, klaar voor het volgende proces. Zonder deze eerste vlakfreesstap zouden geen van de volgende onderdelen in elkaar passen.

Elke toepassing vereist CNC-vlakfrezen om dezelfde reden: vlakheid. Dat is wat het proces oplevert.

Voordelen en nadelen van CNC-vlakfrezen

CNC-vlakfrezen heeft duidelijke voordelen. Maar ook echte nadelen. Je moet beide kanten bekijken om een ​​oordeel te kunnen vellen.

De Goede

1. Hoge materiaalafvoersnelheid. Voor vlakke oppervlakken, CNC-vlakfrezen Verwijdert metaal snel. Meerdere snijplaten. Brede frees. Eén bewerking bestrijkt een groot oppervlak. Drastische tijdsbesparing ten opzichte van een vingerfrees.
2. Uitstekende oppervlakteafwerking. De Ra-waarde daalt snel. Gladde afwerking direct na het frezen. Vaak is naslijpen niet nodig. Mensen meten het. Vertrouw erop.
3. Zuinige werking. Wisselplaatjes drukken de kosten. Eén freeslichaam gaat jaren mee. Wisselplaatjes worden vervangen wanneer ze bot zijn. Goedkoper per snijkant in vergelijking met massief hardmetalen gereedschap.

De Slechte

1. Vereist robuuste machines.CNC-vlakfrezen Er is voldoende vermogen nodig. De frees bewerkt een breed materiaalvlak. De spindel moet krachtig genoeg zijn. De machine moet stijf genoeg zijn. Lichtgewicht freesmachines trillen. De oppervlakken lijden eronder.
2. Minder geschikt voor 3D-contouren of diepe sleuven. Dit is niet het gereedschap om mee te beeldhouwen. Niet het gereedschap voor smalle holtes. CNC-vlakfrezen Het gereedschap is geschikt voor vlakke oppervlakken. Dat is alles. Probeer je een diepe gleuf te frezen met een vlakfrees? Het gereedschap is te breed. De geometrie werkt tegen.
3. Hoge initiële gereedschapskosten. Een goede vlakfrees kost een flinke duit. Wisselplaatjes verhogen de kosten. Volhardmetalen vlakfrezen zijn nog duurder. De hoge aanschafkosten schrikken sommige bedrijven af. Zij blijven daarom voor alles vingerfrezen gebruiken. Dat werkt prima voor kleine klussen. Voor grote, vlakke oppervlakken betaalt de investering zich snel terug.

Veelvoorkomende problemen en hoe je ze kunt oplossen

Zelfs bij goed CNC-frezen kunnen er problemen ontstaan. De machine trilt. Het oppervlak ziet eruit als een wasbord. Gereedschap slijt te snel. Maar elk probleem heeft een oorzaak. En voor elke oorzaak is er een oplossing.

Gebabbel (trilling)

Oorzaak: Onvoldoende stijfheid ergens. De machine. De opspaninrichting. Het werkstuk zelf. Of de aanvoersnelheid is verkeerd. Te licht of te zwaar.

Oplossing: Verklein eerst de stapgrootte. Gebruik een smallere snede. Of verander de aanloophoek van de frees. Een frees met een hoek van 45 graden trilt minder dan een frees met een hoek van 90 graden tijdens CNC-vlakfrezen. Controleer ook de conische vorm van de machineas en de gereedschapshouder. Losse verbindingen veroorzaken trillingen.

Slechte oppervlakteafwerking (ribbelpatroon)

Oorzaak: Versleten snijbladen zijn de eerste verdachte. Als het mes bot is, loopt het vast en maakt het lawaai in plaats van te snijden. Controleer ook de spindelsnelheid, om er zeker van te zijn dat die in orde is. Een te hoge snelheid genereert warmte, terwijl een te lage snelheid scheuren in het materiaal kan veroorzaken.

Oplossing: Stel de wisselplaatjes in op een verse snijkant. Dat lost veel afwerkingsproblemen direct op. Zo niet, verhoog dan de voeding per tand. Een te lage voeding kan wrijving en trillingen veroorzaken. Controleer ook de koelvloeistof. Geen koelvloeistof op aluminium leidt tot een ophoping van materiaal op de snijkant. Dat verpest de afwerking.

Over NOBLE – Precisie CNC-bewerking waarop u kunt vertrouwen

Onze kernmogelijkheden voor CNC-bewerking

1. Drie-assig, vier-assig, vijfassige CNC-freesmachineComplexe contouren. Ondersnijdingen. Onderdelen afgewerkt in één opspanning zonder het werkstuk te verplaatsen. CNC-draaien met aangedreven gereedschap maakt assen, bussen en hybride frees-draai-componenten mogelijk.
2. Expertise in vlakfrezen – het onderwerp van deze handleiding. Wij frezen routinematig motorblokken, pijpflenzen en opspanplaten. Vlakheidstoleranties? Zeer nauwkeurig. Mensen sturen ons hun harde onderdelen omdat wij de juiste specificaties hebben.
3. oppervlaktebewerking en CNC-slijpenSpiegelgladde oppervlakken direct na het frezen. Of nauwkeurig slijpen van oppervlakken wanneer de klus dat vereist.
4. Van prototype tot productie. Prototypes in kleine oplage voor testdoeleinden. Grote series van honderd tot honderdduizend stuks. Wij schalen mee.

Onze certificeringen – Kwaliteit zonder compromissen

Certificering	strekking
ISO 9001:2015	Ons kwaliteitsmanagementsysteem garandeert een consistente en traceerbare productie in alle sectoren.
ISO 13485:2016	Specifiek voor de productie van medische hulpmiddelen: strikt risicomanagement, hygiëne en documentatie voor chirurgische en implanteerbare componenten.

Waarom samenwerken met NOBLE?

Interne technische ondersteuning. DFM-feedback vóór aanvang van het snijproces. Optimalisatie van het gereedschapspad voor efficiëntie.

Volledig uitgerust inspectielaboratorium. CMM's. Optische comparatoren. Oppervlakte-afwerkingstesters. Onderdelen worden opgemeten. Registraties worden bijgehouden.

Korte levertijden. Standaard twee tot drie weken. Spoedopties voor wie haast heeft.

FAQ

Is CNC-vlakfrezen hetzelfde als oppervlaktefrezen?

Ja, in de meeste werkplaatsen worden de termen door elkaar gebruikt. Oppervlaktebewerking betekent het maken van een vlak oppervlak. CNC-vlakfrezen is de methode die daarvoor gebruikt wordt.

Kunnen mensen een molen bewerken met een vingerfrees?

Ja, maar het is langzamer. Met een vingerfrees kun je een oppervlak vlak maken door middel van stapsgewijze bewerkingen. CNC-vlakfrezen met een geschikte vlakfrees is veel sneller voor grote oppervlakken.

Wat is de optimale voedingssnelheid voor CNC-vlakfrezen van staal?

Er is geen vast getal dat in alle gevallen geschikt is. Een typisch uitgangspunt is 0.1 tot 0.2 mm per tand voor voorbewerken. Pas de waarde aan op basis van de stijfheid van de machine en de kwaliteit van het wisselplaatje.

Is koelvloeistof nodig bij CNC-vlakfrezen?

Dat hangt af van het materiaal. Staal en roestvrij staal hebben koelvloeistof nodig voor de warmteafvoer en het afvoeren van spanen. Aluminium kan droog worden bewerkt met gepolijste inzetstukken en een luchtstraal.