Yüz Frezeleme Vs. Omuz Frezeleme Vs. Profil Frezeleme Vs. Hızlı Beslemeli Frezeleme: Kapsamlı Bir Karşılaştırma ve Takım Kılavuzu

Giriş

Frezeleme; havacılık, otomotiv ve kalıp imalatı gibi sektörlerde hassas bileşenlerin oluşturulmasını sağlayan metal işlemenin temel taşlarından biridir. Bu makalede dört yaygın frezeleme tekniği karşılaştırılmaktadıryüzey frezeleme, omuz frezeleme, profil frezelemeve hızlı besleme frezeleme-özelliklerine, uygulamalarına, işleme parametrelerine ve uygun takımlara odaklanmaktadır. Bu kılavuz, belirli parametreleri ve piyasada mevcut takımları inceleyerek, profesyonellere ihtiyaçları için en uygun frezeleme stratejisini seçmelerinde yardımcı olmayı amaçlamaktadır.

Yüzey Frezeleme

Tanım ve İlkeler

Yüzey frezeleme Kesicinin dönme ekseni iş parçasına dik olacak şekilde düz yüzeyler oluşturmak için çok dişli bir yüzey frezesi kullanılmasını içerir. Yüksek verimlilikle geniş, pürüzsüz yüzeyler üretmede mükemmeldir.

Teknik Özellikler

• Kesim Yönü: İş parçası yüzeyine dik, kesme kuvvetleri öncelikle Z ekseni boyunca.
• İşleme Verimliliği: Büyük çaplı, çok dişli kesiciler sayesinde yüksek malzeme kaldırma oranı (MRR).
• Yüzey Kalitesi: Düşük yüzey pürüzlülüğü (Ra 0,8-3,2 μm) sağlar, yarı finisaj ve finisaj için idealdir.
• Araç Tipleri: Büyük çaplı yüzey frezeleri ile freze uçları.

Tipik İşleme Parametreleri

Not: Parametreler, 4-6 dişli, ıslak kesme koşullarına sahip 50 mm çapında bir kesici varsayar.

Ortak Araçlar

• Endekslenebilir Uçlar:
  • Sandvik Coromant: R245-12T3 (45° kurşun açısı, çelik ve dökme demir için çok yönlü).
  • Kennametal: SEKN1203AFTN (kare kesici uç, paslanmaz çelik için sağlam).
  • MAPAL: SPKN1204EDR (silecek kenarlı, alüminyum için mükemmel yüzey kalitesi).
• Katı Karbür/Katı Aletler:
  • Kennametal: KSSM 45° Yüzey Frezesi (APKT1604 kesici uçları destekler, kaba işleme için idealdir).
  • Tormach: 38mm Shell Mill (ekonomik, çelik ve alüminyum için uygun).
• Araç Özellikleri: Eşit kesme kuvvetleri için çok dişli tasarım, yüksek ilerleme hızlarını destekler (fz 0,08-0,3 mm/z).

Uygulamalar

• Döküm ve dövme parçaların yüzey düzleştirmesi (örn. makine takım yatakları).
• Rüzgar türbini tabanlarında veya gemi bileşenlerinde büyük düzlemsel yüzeyler.
• Yüksek düzlük ve yüzey kalitesi gerektiren parçalar.

Avantajlar ve Dezavantajlar

• Avantajlar: Yüksek verimlilik, mükemmel yüzey kalitesi, yüksek hacimli üretim için uygundur.
• Dezavantajlar: Karmaşık geometriler için sınırlı uyarlanabilirlik.

Omuz Frezeleme

Tanım ve İlkeler

Omuz frezeleme dikey duvarları ve yatay tabanları işlemek için parmak frezeler veya yan ve yüz kesiciler kullanır ve yüksek hassasiyetle dik açılı veya dik açıya yakın özellikler oluşturur.

Teknik Özellikler

• Kesim Yönü: Çok eksenli (X, Y, Z), dik açılı geometriler için uygundur.
• Hassas İşleme: Dik açılı özellikler için sıkı toleranslar (±0,01 mm).
• Takım Sertliği Gereksinimleri: Önemli kesme kuvvetleri nedeniyle yüksek.
• Araç Tipleri: Kare omuzlu parmak frezeler veya değiştirilebilir frezeler.

Tipik İşleme Parametreleri

Not: Parametreler, 4 dişli, kuru veya minimum miktarda yağlamalı (MQL) 20 mm çapında bir kesici varsayar.

Ortak Araçlar

• Endekslenebilir Uçlar:
  • Sandvik Coromant: R390-11T308 (90° kurşun açısı, çelik ve paslanmaz çelik için ideal).
  • Kennametal: APKT11T308 (alüminyum ve çelik için çok yönlü).
  • Ingersoll: LNMT110408 (takım çeliği için yüksek mukavemetli).
• Yekpare Karbür Frezeler:
  • Kennametal: HARVI I TE (4-6 kanallı, paslanmaz çelik ve titanyum için yüksek performanslı).
  • MAPAL: OptiMill-Shoulder (3-5 kanallı, çelik ve dökme demir için uygun).
• Araç Özellikleri: 90° kesme açısı, küçük kesme genişliği (ae 0,2-2 mm), yüksek hassasiyetli özellikler için sağlam.

Uygulamalar

• Dik açılı özelliklere sahip kalıp boşlukları.
• Mekanik bileşenlerdeki yuvalar, basamaklar veya yan duvarlar.
• Hassas dik açılı yapılar gerektiren dişli kutusu muhafazaları.

Avantajlar ve Dezavantajlar

• Avantajlar: Yüksek hassasiyet, karmaşık dik açılı geometriler için uygundur.
• Dezavantajlar: Yüksek kesme kuvvetleri, daha hızlı takım aşınması, orta verimlilik.

Profil Frezeleme

Tanım ve İlkeler

Profil frezeleme Bir iş parçasının dış veya iç konturları boyunca makineler, karmaşık 3D yüzeyler veya profiller için idealdir. Hassas takım yolları için CNC programlamaya dayanır.

Teknik Özellikler

• Kesim Yolu: Karmaşık, doğru CNC programları için CAM yazılımı gerektirir.
• Hassas İşleme: Yüksek geometrik doğruluk (±0,005 mm), karmaşık yüzeyler için uygundur.
• İşleme Verimliliği: Karmaşık yollar nedeniyle daha düşük, düşük hacimli üretim için ideal.
• Araç Tipleri: Küresel uçlu veya yarıçaplı parmak frezeler, değiştirilebilir yuvarlak uçlar.

Tipik İşleme Parametreleri

Not: Parametreler, 2-4 kanallı, ıslak kesim, yüksek hassasiyetli CNC ile 10 mm'lik bir küresel uçlu kesici varsayar.

Ortak Araçlar

• Endekslenebilir Uçlar:
  • Sandvik Coromant: RCMT10T3MO (yuvarlak kesici uç, kavisli yüzeylerin kaba işlenmesi için uygundur).
  • Kennametal: RDMT1204MO (çelik ve titanyum için çok yönlü).
  • MAPAL: RDMX1003 (havacılık ve uzay malzemeleri için yüksek hassasiyet).
• Yekpare Karbür Frezeler:
  • Kennametal: HARVI III Bilyalı Burun (2-4 oluklu, titanyum ve kompozitler için ideal).
  • Sandvik Coromant: CoroMill Plura Ball Nose (kalıp yüzeyleri için yüksek hassasiyet).
• Araç Özellikleri: Yuvarlak veya bilye şeklindeki kesme kenarları kesme kuvvetlerini azaltır, çok eksenli işleme için uygundur.

Uygulamalar

• Havacılık ve uzay bileşenleri (örn. türbin kanatları).
• Karmaşık kalıp boşlukları ve kavisli yüzeyler.
• Tıbbi implantlar (örn. ortopedik bileşenler).

Avantajlar ve Dezavantajlar

• Avantajlar: Karmaşık 3D şekiller için yüksek esneklik, mükemmel hassasiyet.
• Dezavantajlar: Karmaşık programlama, düşük verimlilik, yüksek takım ve makine gereksinimleri.

Hızlı Beslemeli Frezeleme

Tanım ve İlkeler

Hızlı besleme frezeleme (yüksek ilerlemeli frezeleme olarak da bilinir), malzeme kaldırmayı en üst düzeye çıkarmak için yüksek ilerleme hızları ve sığ kesme derinlikleri kullanır, sert malzemelerin kaba işlenmesi için idealdir.

Teknik Özellikler

• Kesim Parametreleri: Yüksek ilerleme hızları (Vf 4000-12000 mm/dak), sığ derinlikler (ap <1 mm).
• İşleme Verimliliği: Son derece yüksek MRR (>100 cm³/dak), yüksek hacimli kaba işleme için uygundur.
• Alet Ömrü: Düşük kesme kuvvetleri ve optimize edilmiş ısı dağılımı sayesinde uzatılmıştır.
• Araç Tipleri: Özel kesici uç geometrilerine sahip özel yüksek ilerlemeli frezeler.

Tipik İşleme Parametreleri

Not: Parametreler, 4 dişli, kuru veya MQL, yüksek güçlü iş mili ile 25 mm çapında bir kesici varsayar.

Ortak Araçlar

• Endekslenebilir Uçlar:
  • Sandvik Coromant: HNGX06 (küçük kurşun açısı, yüksek besleme için optimize edilmiştir).
  • Kennametal: SDMT1204 (takım çeliği için sağlam).
  • Ingersoll: HNGJ0905 (titanyum için düşük kesme kuvvetleri).
• Yekpare Karbür Frezeler:
  • Kennametal: Freze 4-11 Yüksek Besleme (4 kanallı, çelik ve paslanmaz çelik için uygun).
  • MAPAL: OptiMill-HighFeed (3-5 kanallı, sert malzemeler için ideal).
• Araç Özellikleri: Küçük uç açıları (10-15°), talaş inceltme etkisi, yüksek ilerlemeleri destekler (fz 0,4-1,5 mm/z).

Uygulamalar

• Takım çeliği veya titanyum alaşımlarının kaba işlenmesi.
• Otomotiv kalıplarında veya havacılık yapılarında hızlı malzeme kaldırma.
• Son işlemlerden önce yüksek verimli kaba işleme.

Avantajlar ve Dezavantajlar

• Avantajlar: Olağanüstü verimlilik, uzun takım ömrü, sert malzemeler için ideal.
• Dezavantajlar: Kötü yüzey kalitesi (Ra 6,3-12,5 μm), daha sonra finisaj gerektirir.

Karşılaştırmalı Analiz

Teknik Parametreler

İşleme Verimliliği

• Malzeme Kaldırma Oranı: Hızlı ilerlemeli frezeleme önde gelir (>100 cm³/dak), ardından yüzey frezeleme gelir, omuz ve profil frezeleme daha düşüktür.
• İşlem Süresi: Hızlı besleme frezeleme en hızlı, profil frezeleme en yavaştır.

Yüzey Kalitesi ve Hassasiyeti

• Yüzey Pürüzlülüğü: En iyi yüzey frezeleme (Ra 0,8-3,2 μm), sonraki omuz frezeleme, profil frezeleme değişir, en zayıf hızlı ilerleme frezeleme.
• Hassasiyet: Profil ve omuz frezeleme en yüksek, yüzey frezeleme orta, kaba işleme için hızlı ilerlemeli frezeleme.

Malzeme ve Geometri Uygunluğu

• Malzemeler:
  • Yüzey Frezeleme: Alüminyum, çelik, dökme demir.
  • Omuz Frezeleme: Çelik, paslanmaz çelik, takım çeliği.
  • Profil Frezeleme: Titanyum, kompozitler, paslanmaz çelik.
  • Hızlı Beslemeli Frezeleme: Takım çeliği, titanyum, dökme demir.
• Geometriler:
  • Yüz Frezeleme: Büyük düzlemler.
  • Omuz Frezeleme: Dik açılı özellikler, yuvalar.
  • Profil Frezeleme: Karmaşık konturlar, 3D yüzeyler.
  • Hızlı Beslemeli Frezeleme: Kaba işleme için herhangi bir şekil.

Maliyet ve Ekipman Gereksinimleri

• Araç Maliyetleri: Hızlı besleme uçları maliyetlidir ancak uzun ömürlüdür, profil frezeleme takımları çabuk aşınır, yüzey ve kenar frezeleme orta düzeydedir.
• Ekipman: Profil frezeleme yüksek hassasiyetli CNC gerektirir, hızlı ilerlemeli frezeleme yüksek güçlü iş millerine ihtiyaç duyar, yüzey ve omuz frezeleme daha az talepkardır.

Alet Seçim Kılavuzu

• Uçlar: Uygun maliyetli, indekslenebilir, yüksek hacimli üretim için ideal, malzemeler arasında çok yönlü.
• Yekpare Karbür Frezeler: Yüksek hassasiyet, küçük çaplar veya karmaşık geometriler için uygundur, finisajda yaygındır.
• Dikkate Alınması Gerekenler:
  • Her 500-1000 dakikalık işlemede kesici uçları aşınma açısından inceleyin.
  • Titreşimi en aza indirmek için katı parmak frezelerde sert takım tutucular kullanın.
  • Malzemeye göre kaplama seçin (örneğin, yüksek sıcaklık alaşımları için TiAlN, çelik için TiCN).

Pratik Seçim Kılavuzları

• Büyük Düzlemsel Yüzeyler: Verimlilik ve yüzey kalitesi için R245-12T3 veya KSSM yüzey frezeleri gibi takımlarla yüzey frezeleme (Vc 150-600 m/dak, ap 2-6 mm) kullanın.
• Sağ Açı Özellikleri: Hassasiyet için R390-11T308 kesici uçlar veya HARVI I TE parmak frezeler ile kenar frezeleme (fz 0,05-0,2 mm/z, ap 2-10 mm) tercih edin.
• Karmaşık Konturlar: Esneklik için RCMT10T3MO kesici uçlar veya CoroMill Plura küresel uçlu frezeler ile profil frezelemeyi (Vc 40-300 m/dak, ae 0,05-0,5 mm) seçin.
• Yüksek Verimli Kaba İşleme: HNGX06 kesici uçlarla hızlı ilerlemeli frezeleme (Vf 4000-12000 mm/dak, ap 0,2-1 mm) veya sert malzemeler için Mill 4-11 yüksek ilerlemeli frezeleri seçin.

Vaka Çalışmaları

• Vaka 1: Büyük kalıp düzlemlerini işleyen bir otomotiv kalıp fabrikası, R245-12T3 kesici uçlarla yüzey frezeleme (Vc 200 m/dak, fz 0,15 mm/z, ap 4 mm) kullanarak yüksek verimlilik ve düzlük elde etti.
• Vaka 2: Türbin kanadı konturlarını işleyen bir havacılık tesisi, HARVI III bilyalı burun frezeleri ile profil frezeleme (Vc 60 m/dak, fz 0,05 mm/z, ae 0,1 mm) kullanarak yüksek hassasiyet sağladı.
• Vaka 3: Bir takım çeliği kalıp kaba işleme operasyonunda HNGX06 kesici uçlarla hızlı ilerlemeli frezeleme (Vf 8000 mm/dak, ap 0,5 mm) kullanıldı ve ardından finiş için R390-11T308 ile kenar frezeleme yapıldı.

Sonuç

Yüzey frezeleme düzlemsel yüzeyler için verimlilik ve yüzey kalitesinde üstünlük sağlar, kenar frezeleme dik açılı özellikler için hassasiyet sunar, profil frezeleme karmaşık konturlar için esneklik sağlar ve hızlı ilerlemeli frezeleme kaba işleme verimliliğini en üst düzeye çıkarır. Takım seçimi - ister değiştirilebilir kesici uçlar (örn. R245-12T3, HNGX06) ister yekpare karbür parmak frezeler (örn. HARVI III, Mill 4-11) olsun - malzeme, geometri ve makine özelliklerine uygun olmalıdır. İşleme parametrelerinin optimize edilmesi performansı ve maliyet etkinliğini artırır. Akıllı ve hibrit işleme teknolojileri geliştikçe, bu frezeleme teknikleri de gelişmeye devam ederek daha yüksek hassasiyet ve üretkenlik taleplerini karşılayacaktır.

Referanslar

• Sandvik Coromant. (2023). Frezeleme Teknolojisi El Kitabı.
• Kennametal. (2023). Yekpare Karbür Freze Kataloğu.
• MAPAL. (2023). NeoMill Frezeleme Programı.
• ISO 13399: Kesici Takım Veri Gösterimi ve Değişimi.
• Sandvik Coromant Freze Bilgisi