Praktische gids voor vlakfrezen – selectie, gebruik en onderhoud

1. Wat zijn vlakfrezen en wanneer moet je ze gebruiken?

Vlakfrezen zijn frezen met meerdere wisselplaten die voornamelijk zijn ontworpen om een vlak oppervlak (een "vlak") op een werkstuk te produceren. In tegenstelling tot vingerfrezen die met de punt en de zijkanten snijden, snijden vlakfrezen voornamelijk met vervangbare wisselplaten die rond een lichaam met een grote diameter zijn geplaatst. Gebruik vlakfrezen als u een hoge materiaalverwijderingssnelheid, een verbeterde oppervlakteafwerking over grote oppervlakken en efficiënt voorbewerken of licht nabewerken op vlakke oppervlakken nodig heeft.

2. Soorten vlakfrezen en gangbare wisselplaten

2.1 Solid-body vs. modulaire vlakfrezen

Vlakfrezen met massieve behuizing zijn eenvoudiger, lichter en vaak goedkoper voor kleine diameters. Met modulaire vlakfrezen kunt u het freeslichaam of de wisselplaathouders wijzigen, zodat u grotere diameters, variabele aantallen wisselplaten en verschillende vulplaat- of koelmiddelopties kunt gebruiken. Kies modulaire systemen voor flexibiliteit in productieomgevingen.

2.2 Populaire wisselplaatgeometrieën en hardmetaalsoorten

• Ruwwisselplaten (grote radius, positieve spaanhoek) — voor zware sneden en verbeterde spaanafvoer.
• Afwerkwisselplaten (kleine radius, negatieve of neutrale spaanhoek) — voor hoge oppervlakteafwerking en maatcontrole.
• Gecoate hardmetaalsoorten (TiCN, Al2O3) — universeel inzetbaar, lange standtijd op staal en roestvast staal.
• CBN- of keramische wisselplaten — voor gehard staal of droog vlakfrezen met hoge snelheid.

3. Hoe u een vlakfrees selecteert: stapsgewijze checklist

• Bepaal de vereiste diameter: grotere diameters verhogen de voeding per omwenteling (FPR) en verkorten de cyclustijd, maar vereisen meer spilvermogen en stijfheid.
• Pas de wisselplaatgrootte en soort aan op het materiaal: kies hardere soorten voor onderbroken sneden en gecoate soorten voor schurende materialen.
• Controleer de machinelimieten: bevestig dat het toerental van de spil, de paardenkracht en de conus van de gereedschapshouder de gekozen vlakfrees kunnen ondersteunen bij de beoogde snijsnelheid en voeding.
• Houd rekening met koelmiddel- en spaanafvoer: intern koelmiddel via het freeslichaam verbetert de levensduur van de wisselplaat en de oppervlakteafwerking, vooral op roestvast staal en titanium.
• Evalueer de balans en opstelling: vlakfrezen met een hoge diameter moeten uitgebalanceerd zijn en met de juiste klemming draaien om trillingen te minimaliseren.

4. Aanbevolen snijparameters en rekenvoorbeelden

Vlakfreesparameters worden doorgaans uitgedrukt als snijsnelheid (Vc, m/min of SFM), spilsnelheid (RPM), voeding per tand (fz) en snedediepte (ap en ae). Gebruik de door de fabrikant aanbevolen snijsnelheid voor de wisselplaatsoort en het materiaal en bereken vervolgens het toerental en de voeding zoals hieronder weergegeven.

4.1 Basisberekeningen

Om de spilsnelheid te berekenen op basis van de snijsnelheid:

RPM = (1000 × Vc) / (π × D) — waarbij Vc in m/min is en D de gereedschapsdiameter in mm is.

Om de voedingssnelheid te berekenen:

Voeding (mm/min) = RPM × aantal effectieve tanden × fz (mm/tand). Effectieve tanden kunnen kleiner zijn dan het totale aantal inzetstukken wanneer er sprake is van in-/uitgang of gedeeltelijke ingrijping.

4.2 Voorbeeld: 80 mm vlakfrees op 1045 staal

• Neem aan dat Vc = 200 m/min voor de gekozen gecoate hardmetalen wisselplaat.
• RPM = (1000 × 200) / (π × 80) ≈ 795 RPM.
• Bij gebruik van 6 wisselplaten en fz = 0,12 mm/tand, voeding = 795 × 6 × 0,12 ≈ 572 mm/min.
• De snedediepte (ap) voor voorbewerken kan 2–4 mm zijn en de radiale aangrijping (ae) 50–100%, afhankelijk van de stijfheid van de frees en de machine.

5. Bewerkingsstrategieën en opspantips

Efficiënt vlakfrezen vereist aandacht voor opspannen, naderingsrichting en overstappen. Geef de voorkeur aan meelopend frezen voor een betere oppervlakteafwerking en een langere levensduur van de wisselplaat als uw machine en controller dit toelaten. Gebruik een stabiel armatuur en minimaliseer de vrijdragende overhang. Bij het bewerken van dunne of flexibele onderdelen dient u de radiale aangrijping te verminderen en meerdere lichtgangen te gebruiken om klapperen en terugveren te voorkomen.

5.1 Overstappen en passen

• Voorbewerken: grotere ae (60–100% van de freesdiameter) en diepere ap met conservatieve fz om de verwijdering te maximaliseren.
• Semi-afwerking: verminder ae en ap, verhoog fz iets ter voorbereiding op de finishpass.
• Afwerking: kleine ae en ap, fijne fz en hogere RPM als oppervlakteafwerking cruciaal is.

6. Onderhoud, inspectie en probleemoplossing

6.1 Dagelijkse controles

• Inspecteer wisselplaten op randafbrokkeling, snijkantsopbouw (BUE) of thermische scheuren en vervang ze voordat ernstige slijtage een slechte oppervlakteafwerking veroorzaakt.
• Controleer de slingering van de frees met een meetklok; Een slingering boven de limiet van de wisselplaatfabrikant kan snelle slijtage of breuk veroorzaken.
• Reinig de koelmiddelkanalen en zorg ervoor dat de koelmiddeldruk en -stroom voldoende zijn voor het gekozen inzetstuktype.

6.2 Veelvoorkomende problemen en oplossingen

• Trillingen/chatter – verminder de uitsteeklengte, verlaag de voeding per tand, verhoog de spilsnelheid of schakel over op stijver gereedschap.
• Slechte afwerking — controleer de kwaliteit van de wisselplaatrand, gebruik meelopend frezen, verhoog het toerental of voeg een lichte nabewerking toe met een lagere ap.
• Korte levensduur van de wisselplaat – bevestig de juiste kwaliteit voor het materiaal, controleer de koelvloeistof, verlaag de snijsnelheid als slijtage door hoge temperaturen wordt waargenomen.

7. Snelle referentietabel: voorgestelde startparameters