Diş sayısı
Uç frezede, esas olarak uç yüzey görünümüne yansıdığı söylenebilecek bir diğer önemli parametre ise uç frezenin diş sayısıdır.
Şekil 3-14'da soldan sağa gösterildiği gibi, toplam diş sayısı ve uç frezenin merkezini geçen diş sayısının çeşitli kombinasyonları vardır: tek dişli freze, 2 dişli freze - 2 diş alt merkez, 2 dişli freze - 1 diş alt merkez, 3 dişli freze - 1 diş alt merkez, 4 dişli freze - 2 diş üst merkez ve çok dişli freze - 0 diş alt merkez. Freze bıçağının kesici diş sayısı, freze verimliliğiyle ilgilidir ve freze bıçağının sertliği, freze bıçağının çekirdeğinin çapıyla ilgilidir. Şekil 3-15, freze bıçağının dişli diş sayısı ile freze bıçağının sertliği ve talaş kapasitesi arasındaki ilişkinin basitleştirilmiş bir diyagramıdır.
2-dişli (yuvalı) freze, uzun talaşlı malzemeler için uygun olan geniş talaş kaldırma alanı ve yetersiz rijitlik ile karakterize edilir.
3-dişli (yuvalı) freze, geniş talaş alanı, iyi rijitlik, yüksek kesme verimliliği ve iyi çok yönlülük ile karakterize edilir.
4-dişli (yuvalı) freze, talaş kaldırma alanının biraz az olmasıyla karakterize edilir, ancak freze, verimli bir son işlem ve iş parçasının iyi yüzey kalitesi için uygun olan iyi bir rijitliğe sahiptir.
6-diş (yuva) freze kesicisi çok küçük talaş kaldırma alanı ile karakterize edilir, ancak freze kesici mükemmel bir sertliğe sahiptir, bu freze kesicisi son işlem, verimli işleme, yüksek sertlikte işleme için çok uygundur ve işleme yüzey kalitesi çok iyidir.
Elbette, aynı sayıda dişle talaş boşluğunu artırmak mümkündür, ancak bu sertlikte bir azalmaya neden olacaktır. Bu geometri (bkz. Şekil 3-16), alüminyum ve bakır gibi düşük mukavemetli demir dışı malzemelerin işlenmesi için uygundur. Bir yandan, bu tür metalin mukavemeti düşük olduğundan, aletin kesme kuvveti küçüktür ve aletin gerektirdiği kuvvet de küçüktür ve daha düşük mukavemet, böyle bir frezeleme görevi için hala yeterlidir; diğer yandan, bu tür malzeme düşük kesme kuvveti nedeniyle düşük bir kesme ısısına sahiptir.
Ancak, bu tür malzemelerin kesme kuvveti ve kesme ısısı düşük olduğundan ve talaş tutma kapasitesi artırıldıktan sonra kesme miktarı artırılabilirken, artan kesme miktarı kesme kuvvetini artırdığından, takımın rijitliğinin iyileştirilmesi gerekir, bu nedenle Şekil 3-17'da gösterilen çift çekirdek çaplı uç frezesi kullanılmalıdır. Burada gösterilen freze bıçağı Seco Tools'un Jabro-Solid'i renkliyken, Walter Tools'un Proto·max TM tG'si gri renkte gösterilmiştir. Çift çekirdek çaplı tasarım, talaş tutma kapasitesi ve takım rijitliği arasında bir denge sağlar.
Şekil 3-18, özel olarak modifiye edilmiş bir freze bıçağının oluk tabanının şematik diyagramıdır. Bu durumda, modifiye edilmiş freze bıçağının sertliği normal varsayılan oluk tabanından çok daha yüksektir ve deşarj sırasında talaşların deformasyonu yoğunlaşır ve talaşlar daha sıkıdır.
Aynı sayıda diş için farklı bir yapı vardır, yani eşit olmayan dişler. Şekil 3-19 iki tür eşit olmayan freze bıçağının şematik diyagramıdır. Eşit olmayan kesici dişler, kesme sırasında alternatif kesme frekansları üretebilir, bu da makine aletiyle rezonansa girmesi kolay değildir ve frezeleme sırasında alet titreşimini bastırır.
Freze bıçağının talaş kapasitesi diş sayısının yanı sıra çevresel dişlerin geometrik parametreleriyle de ilgilidir ve freze bıçağının çevresel dişleri aşağıda tartışılmaktadır.
3-14
3-15
3-16
3-17
3-18
3-19
Çevresel dişler
Uç frezenin dış çemberindeki kesici dişlere çevresel dişler denir. Çevresel diş, yan duvar frezelemede kullanılan uç frezenin ana parçasıdır.
◆ Helis açısı
Tartışılacak olan diş çevresinin ilk parametresi, Şekil 3-20'da görüldüğü gibi, freze bıçağının helisel kesici kenarının teğet çizgisi ile freze bıçağının ekseni arasındaki açı olan helis açısıdır.
Kesme teorisinde, helis açısı aynı zamanda aletin dış çemberindeki eksenel eğim açısıdır (eksenel eğim açısı ve ilgili metin için lütfen Şekil 1-33'a bakın).
Farklı helis açılarının freze uçlarındaki kesme performansına olan başlıca etkileri Şekil 3-21'da gösterilmiştir. Şekilden de görülebileceği gibi, sağ taraftaki düz kanallı freze (helis açısı 8-0 derece), sıfır eksenel eğim açısından dolayı sıfır eksenel kesme kuvvetine sahiptir ve tüm kesme kuvveti en zayıf rijitliğe sahip radyal yöndedir, bu nedenle titreşime eğilimlidir. Öte yandan, sol ve orta spiral kanallı freze uçları, kesme kuvvetinin bir kısmı (eksenel yön, freze bıçağının en iyi rijitliğe sahip yönüdür) nedeniyle eksenel yönlere ayrılır ve radyal yük azalır ve titreşimin oluşması kolay değildir.
Öte yandan, düz oluk frezesinin talaş akışı eninedir, bu da iş parçasının kesme alanı tarafından kolayca engellenebilir ve ikincil bir kesim oluşturabilir ve talaş temizleme performansı zayıftır. Spiral flüt kesicinin talaşları, kesme bölgesinden kesme kenarına dik olarak boşaltılır ve talaş boşaltma performansı büyük ölçüde iyileştirilir.
Şekil 3-22, kesici diş sayısının ve helis açısının toplam kesme uzunluğunun eksenel bileşeni üzerindeki etkisini göstermektedir. 10 mm kesme genişliğine (ayrıca "radyal kesme derinliği" olarak da bilinir) ve 15 mm kesme derinliğine (ayrıca "eksenel kesme derinliği" olarak da bilinir) sahip 10 mm çaplı bir frezenin kesme görevi için, 2 yuva ve 30 derece helis açısına sahip frezenin toplam temas kenarı uzunluğunun eksenel izdüşümü yaklaşık 17 mm'dir; 3-oluklu 30 derece helis kesici kullanıldığında, toplam temas kenarı uzunluğunun eksenel izdüşümü yaklaşık 25 mm'ye çıkar. 4-Oluk 30 derece helis açılı freze kullanıldığında, toplam temas kenarı uzunluğunun eksenel izdüşümü yaklaşık 30 mm'ye çıkarılır ve son olarak 6-Oluk 60 derece helis açılı freze kullanıldığında, toplam temas kenarı uzunluğunun eksenel izdüşümü yaklaşık 47 mm'ye çıkarılabilir. Bu veriler, freze kesici diş sayısının artmasıyla, iş parçasıyla temas eden kesme kenarı sayısının da arttığını, toplam temas kenarı uzunluğunun eksenel izdüşümünün arttığını ve helis açısını artırmanın etkisinin benzer olduğunu göstermektedir. Toplam temas kenarı uzunluğunun eksenel izdüşümünün artmasıyla, birim diş uzunluğu başına yük azalır ve diş yükünün aynı kaldığı varsayımıyla kesme verimliliği iyileştirilebilir.
Şekil 3-23 farklı kesme yönleri ve spiral oluk dönüş yönlerinin dört kombinasyonunu göstermektedir, yaygın olanı sağ helezon diş sağ kesme yönüdür, genel olarak konuşursak, freze bıçağının kesme yönü esas olarak freze makinesinin mil dönüş yönü tarafından belirlenir ve kesme yönü belirlendikten sonra, helezon eksenel kesme kuvvetinin yönünü belirler.
Şekil 3-24 çift sarmal yönlü bir JS840 freze bıçağını göstermektedir. Bu freze bıçağı karbon fiber kompozit panellerin yan kenarlarını işlemek için kullanılır. Karbon fiber kompozit paneller birkaç farklı malzemeden oluştuğu için geleneksel freze bıçaklarıyla delaminasyonu önlemek zordur. JS840 freze bıçağının avantajları şunlardır: zıt yöndeki kesme kuvveti aşağı doğru basınç ve merkezi kuvvet olarak ikiye ayrılır: talaş boşluğu büyüktür ve bu talaşın çıkarılmasına elverişlidir: kesme temas alanı küçüktür ve bu daha az kesme ısısı ve kesme kuvveti üretir: sadece kesme kuvveti elyaf üzerinde üretilir ve ortada burulma olmaz.
Şekil 3-25, Sumitomo Electric'in GSXVL tipi titreşim önleyici uç frezesini göstermektedir. Bu uç freze, yalnızca Şekil 3-19'de gösterilenler gibi eşit olmayan dişler kullanmakla kalmaz, aynı zamanda eşit olmayan helis açılarına sahip tarafta işleme yaparken titreşim korumasını da iyileştirir.
3-20
3-21
3-22
3.23
3-24
3-25
