طبق پژوهش منتشر شده در ScienceDirect، حدود ۲۰٪ از خرابی ابزارها را توقف‌های ناخواسته در تولید به خود اختصاص می‌دهند و این توقف ها می‌توانند تا ۳۰٪، هزینه‌های ماشین‌کاری را افزایش دهند.
در صنایع با دقت بالا مثل تولید تجهیزات پزشکی، خودروسازی و ساخت سفارشی، استفاده ازمته فرز انگشتی نامناسب فقط باعث برش‌های ضعیف نمی‌شود؛ بلکه به شکست ابزار، ضایعات قطعه و حتی آسیب به اسپیندل منجر می‌شود. این یعنی نه فقط از دست رفتن زمان؛ بلکه از دست رفتن سود.
فرقی ندارد که شما در حال ماشین‌کاری محفظه‌های آلومینیومی، قطعات استیل یا قالب‌های پلاستیکی باشید؛ انتخاب درست مته فرز انگشتی مستقیماً روی کیفیت سطح، دقت ابعادی و طول عمر ابزار اثر دارد. با این حال، بسیاری از کارگاه‌ها هنوز فاکتورهای حیاتی مثل هندسه فلوت های مته (Flute Geometry)، طراحی لبه برشی و روکش مناسب ابزار را نادیده می‌گیرند.
پس چه شما با یک دستگاه CNC سه‌محوره کار کنید، چه یک خط تولید پرسرعت را مدیریت کنید، یا حتی فقط به دستگاه رومیزی‌تان اهمیت می دهید، وقت آن رسیده که هوشمندانه‌تر در انتخاب ابزار عمل کنید. این راهنما دقیقاً توضیح می‌دهد چه چیزهایی مهم هستند. بدون حاشیه، فقط نکات کاربردی برای انتخاب ابزار مناسب، کاهش توقف تولید و ماشین‌کاری با اطمینان.
فرز انگشتی دقیقاً چیست؟
احتمالاً آن‌ها را دیده‌اید؛ ابزارهای تراشکاری با لبه‌هایی روی نوک و کناره‌ها. برخلاف مته که فقط به سمت پایین نفوذ می‌کند، مته فرز انگشتی هم به صورت جانبی و هم عمودی حرکت می‌کند و برای عملیات‌هایی مثل شیارزنی
(Slot Milling)، پروفیل‌زنی، روتراشی (Facing) و کانتور سه‌بعدی ایده‌آل است.
اما این فقط ظاهر کار است. فرزهای انگشتی در شکل‌ها و اندازه‌های مختلف وجود دارند، از جمله:
- فرز تخت (Square End Mill) برای ایجاد کف صاف و لبه‌های تمیز
- فرز سرگرد (Ball Nose End Mill) برای منحنی‌های سه‌بعدی پیچیده
- فرز مخروطی (Taper End Mill) برای دسترسی به حفره‌های عمیق یا ویژگی‌های زاویه‌دار
- فرز گوشه (Corner Radius End Mill) برای جلوگیری از لب‌پریدگی در گوشه‌های تیز
- فرز خشن‌تراشی (Roughing End Mill) برای برداشت حجم بالای مواد
جنس ابزار هم مهم است. اکثر ماشین‌کارها بین فولاد پرسرعت (HSS) برای کارهای ارزان یا مواد نرم‌تر و کارباید (الماس) برای مقاومت سایشی و تحمل حرارت بیشتر، انتخاب می‌کنند. فرزهای کارباید مرغوب معمولاً با پوشش‌هایی مثل TiAlXN عرضه می‌شوند که اصطکاک را در ماشین‌کاری سنگین کاهش می‌دهد.
انواع رایج فرز انگشتی و زمان استفاده از آن‌ها
شکل ۳: تصویری از یک فرز مخروطی (Tapered End Mill)
انتخاب ابزار درست از بین مجموعه فرزهای انگشتی، می‌تواند یک کار ماشین‌کاری را موفق یا نابود کند.
- فرز تخت: همه‌کاره برای براده‌برداری از قطعات فولادی با گوشه‌های ۹۰ درجه تمیز
- فرز سرگرد: عالی برای کانتور سه‌بعدی و قالب‌سازی، کاهش سایش ابزار در مسیرهای منحنی
- فرز مخروطی: ضروری برای حفره‌های باریک و عمیق، مخصوصاً در قالب‌سازی و حکاکی
- فرز گرد: مقاومت بیشتر در گوشه‌های داخلی و آلیاژهای سخت
- فرز لالی‌پاپ (Undercutting/Lollipop): برای پخ‌زنی پشت‌کار یا پلیسه‌گیری در CNC چندمحوره
- فرز اینسرتی (Indexable End Mill): برای خطوط تولیدی که تعویض الماسه سریع‌تر و به‌صرفه‌تر است
- فرز مارپیچ (Helical/Spiral): کاهش ارتعاش، بهبود جریان براده و کیفیت سطح
- فرز خشن‌تراشی: با شیارهای دندانه‌دار برای شکستن براده و کاهش نیروی برش
هماهنگی فرز انگشتی با جنس قطعه‌کار
انتخاب ابزار بر اساس جنس قطعه، مستقیماً بر کیفیت سطح و عمر ابزار تأثیر می‌گذارد:
- آلومینیوم: شیار پولیش‌خورده، ۲ یا ۳ پره، پوشش ZrN یا TiB2 برای کاهش اصطکاک
- استیل و فولاد آلیاژی: کارباید برای مقاومت و صلبیت، استفاده از کولانت یا ایر‌بلست
- پلاستیک: فرز مارپیچ با زاویه براده زیاد، دور پایین و پیشروی بالا برای جلوگیری از ذوب یا لب‌پریدگی
- ماشین‌کاری با صلبیت کم: ابزار کوچک‌تر مثل ¼ یا ⅛ کارباید، استفاده از فرز گوشه‌گرد کارباید یا هندسه هلیکس متغیر
سرعت پیشروی، تعداد پره‌ها و عمق برش: مشخصاتی که نباید نادیده بگیرید
بیشتر خرابی‌های فرز انگشتی به خاطر کیفیت پایین ابزار نیست، بلکه به دلیل شرایط نامناسب کارکردن با مته فرز انگشتی اتفاق می‌افتد. سه عامل اصلی — تعداد پره‌ها (Flutes)، سرعت پیشروی (Feed Rate) و عمق برش (Cut Depth) — تفاوت یک برش تمیز با شکستن ابزار را تعیین می‌کنند.
- تعداد پره‌ها: برای آلومینیوم و فلزات غیرآهنی که براده بزرگ‌تری دارند، از ۲ یا ۳ پره استفاده کنید. برای فولاد یا چدن که کیفیت سطح اهمیت بیشتری دارد، از ۴ یا بیشتر استفاده کنید. حتی در فرز عمودی، این تغییر کوچک می‌تواند کیفیت سطح را بهبود دهد.
- سرعت پیشروی: وابسته به دور اسپیندل و قطر ابزار است. اگر خیلی آهسته باشد، ابزار اصطکاک پیدا کرده و داغ می‌شود. اگر خیلی سریع باشد، می‌شکند یا زود کند می‌شود. استفاده از جدول دور فرز (End Mill RPM Chart) یا نرم‌افزارهایی مثل Machining Advisor Pro کمک می‌کند بهترین تنظیمات را پیدا کنید.
- عمق برش: هنگام شیارزنی یا برش‌های تمام‌عرض، عمق برش را به ۰٫۲۵ تا ۰٫۵ برابر قطر ابزار محدود کنید. مثلاً فرز ۱۰ میلی‌متری نباید بیشتر از ۵ میلی‌متر عمق در یک پاس کامل برود. در پاس‌های پرداخت، عمق را کمتر از ۰٫۵ میلی‌متر بگیرید تا از انحراف و موج‌دار شدن سطح جلوگیری شود.
- کنترل ارتعاش: اگر لرزش مشکل‌ساز است، از فرزهای کارباید با هندسه هلیکس متغیر استفاده کنید. برای کارهای ترکیبی، فرز، (Bullnose End Mill) تعادل خوبی بین استحکام و انعطاف ارائه می‌دهد. در نظر داشته باشید که این نوع مته فرز انگشتی با مته فرز انگشتی گوشه (Ballnose End Mill) متفاوت می باشد.
- فیکس نمودن مناسب: همیشه از گیره فرز مناسب و کلمپینگ صحیح استفاده کنید تا لرزش و انحراف ابزار کم شود. صلبیت در این مرحله، مستقیماً روی دقت قطعه و عمر ابزار تأثیر دارد.
دو نکته حرفه‌ای از کف کارگاه
- مجموعه فرزهای خود را برچسب‌گذاری و مرتب نگهداری کنید تا اتلاف وقت و اشتباه کاهش پیدا کند.
- از گیره محکم استفاده کنید و کولت (5C Collet) را با گشتاور مناسب سفت کنید. شل بودن فرز می‌تواند لرزش ایجاد کرده و ایجاد شکست در مته نماید.
اگر با دستگاه فرز رومیزی یا Drill Press کار می‌کنید: پاس‌های سبک‌تر بزنید، ابزار کوتاه‌تر استفاده کنید و هرگز نیروی بیش از حد به دستگاه وارد نکنید. این فقط به ابزار مربوط نمی‌شود، بلکه به کل ستاپ وابسته است.
جمع‌بندی
مته فرز انگشتی فقط درقطعه کار شیار یا تراشکاری نمیکند؛ بلکه کل نتیجه فرآیند ماشین‌کاری را شکل می‌دهد. از مته های فرزانگشتی تخت ساده تا فرزهای اینسرتی پیشرفته و کارباید با عملکرد بالا، انتخاب ابزار برای تراشکار، فقط موضوع فنی نیست بلکه یک تصمیم استراتژیک است.
قبل از اینکه دستگاه فرز عمودی‌تان روشن شود، مطمئن شوید که ابزار به‌درستی انتخاب و نصب شده است. وقتی ابزار درست باشد، همه چیز درست پیش می‌رود.
اگر هنوز مطمئن نیستید کدام ابزار برای کارتان مناسب است، تیم ما در ردهاک ایران (RedHawk Tools) می‌تواند کمک کند. کاتالوگ فرزهای CNC ما را ببینید یا درخواست قیمت را ارسال نمایید.
