راهنمای جامع تکنیکال مته فرز: شناخت و کاربرد
معرفی و طبقهبندی متههای فرز
متههای فرز، که اغلب به عنوان فرزهای انگشتی (End Mills) نیز شناخته میشوند، ابزارهای برشی دواری هستند که برای حذف مواد از قطعه کار در عملیات فرزکاری استفاده میشوند. این ابزارها بر اساس شکل، تعداد لبههای برشی، جنس و پوشش سطحی خود به دستههای متفاوتی تقسیم میشوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی بهینه شدهاند.
انواع اصلی مته فرز
متههای فرز در اشکال متنوعی تولید میشوند تا پاسخگوی نیازهای گوناگون ماشینکاری باشند:
- فرزهای انگشتی سرتخت (Flat End Mills): دارای نوک تخت و لبههای برشی تیز، ایدهآل برای ایجاد سطوح صاف، شیارهای عمیق و حفرههای مربعی.
- فرزهای بالنوز (Ball Nose End Mills): دارای نوک نیمکرهای، مناسب برای فرزکاری سهبعدی، ایجاد سطوح کانتوردار و قالبسازی.
- فرزهای رادیوسدار (Corner Radius End Mills): ترکیبی از فرز سرتخت با شعاع کوچک در گوشهها، برای افزایش استحکام لبه و بهبود کیفیت سطح در گوشهها.
- فرزهای خشنتراش (Roughing End Mills / Hog Mills): دارای لبههای برشی دندانهدار یا موجدار برای برداشت سریع و حجم بالای براده، کاهش ارتعاش و افزایش نرخ حذف مواد.
- فرزهای مخروطی (Tapered End Mills): دارای بدنه مخروطی، برای ماشینکاری قالبها و سطوحی با دیوارههای شیبدار.
- فرزهای شیار T (T-Slot End Mills): طراحی شده برای ایجاد شیارهای T شکل در قطعات.
جنس و پوششدهی مته فرز
انتخاب جنس و پوشش مناسب برای مته فرز، تأثیر مستقیمی بر عمر ابزار، کیفیت سطح قطعه کار و راندمان ماشینکاری دارد.
متریال ساخت
- فولاد پرسرعت (HSS): اقتصادی، مناسب برای مواد نرمتر و سرعت برش پایین. انعطافپذیری خوبی در برابر شکستگی دارد.
- فولاد پرسرعت کبالتدار (HSS-Co): نسخهای بهبودیافته از HSS با افزودن کبالت، افزایش مقاومت در برابر حرارت و سایش، مناسب برای مواد سختتر.
- کربید تنگستن (Carbide): بسیار سخت و مقاوم در برابر حرارت و سایش، ایدهآل برای ماشینکاری با سرعت بالا و مواد بسیار سخت. عمر ابزار طولانیتر و دقت ابعادی بالاتری ارائه میدهد.
پوششهای سطحی پیشرفته
پوششها با ایجاد یک لایه سخت و مقاوم بر روی سطح مته، عملکرد آن را به طور چشمگیری بهبود میبخشند:
- TiN (تیتانیوم نیترید): پوششی عمومی با مقاومت خوب در برابر سایش و حرارت.
- AlTiN (آلومینیوم تیتانیوم نیترید): مقاومت عالی در برابر حرارت و اکسیداسیون، مناسب برای ماشینکاری با سرعت بالا و مواد سخت.
- TiCN (تیتانیوم کربن نیترید): سختی بسیار بالا و مقاومت عالی در برابر سایش و چسبندگی براده.
- DLC (کربن شبه الماس): بسیار سخت و دارای ضریب اصطکاک پایین، ایدهآل برای مواد غیرفلزی، پلاستیکها و آلومینیوم.
- TiAlN (تیتانیوم آلومینیوم نیترید): مشابه AlTiN، با مقاومت حرارتی و سایشی بالا.
هندسه و پارامترهای ماشینکاری
طراحی هندسی مته فرز و تنظیم صحیح پارامترهای ماشینکاری، کلید موفقیت در هر عملیات فرزکاری است.
ویژگیهای هندسی
- تعداد فلوت (Flute Count): تعداد لبههای برشی. متههای دو یا سه فلوت برای تخلیه بهتر براده در مواد نرم (مانند آلومینیوم)، و متههای چهار تا شش فلوت یا بیشتر برای پرداختکاری و استحکام بیشتر در مواد سخت (مانند فولاد).
- زاویه هلیکس (Helix Angle): زاویه مارپیچی لبههای برشی. زوایای پایینتر برای مواد سختتر و برش خشن، و زوایای بالاتر برای مواد نرمتر و پرداختکاری بهتر.
- زاویه رگ (Rake Angle): تأثیر بر نیروی برش و شکلگیری براده.
- زاویه کلیرنس (Clearance Angle): جلوگیری از اصطکاک بین مته و قطعه کار.
پارامترهای کلیدی ماشینکاری
- سرعت اسپیندل (Spindle Speed / RPM): سرعت چرخش مته، بر اساس جنس مته، جنس قطعه کار و قطر مته تعیین میشود.
- نرخ پیشروی (Feed Rate): سرعت حرکت مته در طول یا عمق قطعه کار، بر حسب میلیمتر بر دندان (mm/tooth) یا میلیمتر بر دقیقه (mm/min).
- عمق برش شعاعی (Radial Depth of Cut - RDOC): میزان ورود مته به قطعه کار از پهلو.
- عمق برش محوری (Axial Depth of Cut - ADOC): میزان ورود مته به قطعه کار از روبرو.
نکات کاربردی و نگهداری
برای افزایش عمر مته فرز و دستیابی به بهترین نتایج، رعایت نکات زیر ضروری است:
- همواره از مته فرزی با کیفیت و مناسب برای نوع عملیات و جنس قطعه کار استفاده کنید.
- تنظیم دقیق پارامترهای ماشینکاری (سرعت و پیشروی) بر اساس توصیههای سازنده و جنس قطعه کار حیاتی است.
- استفاده از مایع خنککننده (کولانت) مناسب برای کاهش دما، روانکاری و کمک به تخلیه برادهها.
- بررسی منظم متهها برای شناسایی علائم سایش یا آسیب و تعویض به موقع آنها.
- کاهش لرزش در طول فرآیند ماشینکاری از طریق انتخاب گیرههای مناسب و تنظیمات پایدار دستگاه.
- نگهداری صحیح متهها در محیط خشک و محافظتشده از آسیبهای فیزیکی.