مقدمه: نقش کلیدی تیغ فرز آرایه‌ای در فرآیندهای ماشین‌کاری سطحی
تیغ فرز آرایه‌ای، یا همان Face Mill، یکی از پرکاربردترین ابزارهای براده‌برداری در عملیات فرزکاری صنعتی است. این ابزار به دلیل قطر بزرگ، قابلیت نصب الماسه‌های متعدد، و توان بالای باربرداری، در بسیاری از فرآیندهای پرداخت نهایی و یا حتی خشن‌تراشی اولیه، جایگاه ویژه‌ای دارد. در این مطلب تخصصی قصد داریم با تمرکز بر جنبه‌های کاربردی و تخصصی، تیغ فرز آرایه‌ای را در صنایع مختلف بررسی کنیم.
ساختار و ویژگی‌های فنی تیغ فرز آرایه‌ای
1. طراحی ابزار:
• معمولاً دارای بدنه فولادی آلیاژی سخت‌کاری شده
• قطر ابزار از 40 تا 250 میلی‌متر متداول است (در پروژه‌های خاص تا 500 میلی‌متر هم استفاده می‌شود)
• جایگاه چندین اینسرت قابل تعویض، معمولاً از نوع مثبت یا منفی
2. اینسرت‌ها:
• ساخته‌شده از کاربید، CBN یا سرامیک (بسته به متریال قطعه‌کار)
• زاویه برش مثبت برای ماشین‌کاری آلیاژهای نرم مثل آلومینیوم
• زاویه منفی برای خشن‌تراشی فولادهای آلیاژی سخت
3. نصب ابزار:
• معمولاً به‌صورت افقی بر روی اسپیندل ماشین فرز نصب می‌شود
• دارای سوراخ مرکزی برای نصب توسط آربور یا مورس کونیک
4. سیستم خنک‌کاری:
• کانال داخلی برای عبور روغن برش یا هوای فشرده
• مخصوصاً در فرزکاری خشک آلومینیوم یا فولادهای زنگ‌نزن اهمیت دارد
کاربردهای عملی تیغ فرز آرایه‌ای در صنایع مختلف
1. قالب‌سازی (Mold Making):
در صنعت قالب‌سازی، سطح قطعات قالب باید صیقلی و بدون ناهمواری باشد. معمولاً بعد از عملیات فرز خشن، یک Face Mill با اینسرت کاربیدی استفاده می‌شود تا سطح بلوک‌های فولادی مثل CK45 یا 1.2312 به کیفیت قابل پولیش برسد.
📌 مثال عملی:
در یک کارگاه صنعتی، برای فرزکاری یک بلوک فولادی 400×300 میلی‌متر با ارتفاع 120 میلی‌متر، از تیغ فرز برند Sandvik Coromant با قطر 80 میلی‌متر و 6 اینسرت استفاده شد. سرعت برش 200 m/min و پیشروی 0.2 mm/tooth تنظیم شد. نتیجه: سطحی بدون پله و مناسب برای EDM کاری نهایی.
2. صنایع ریخته‌گری:
برای پاک‌سازی سطح قطعات چدنی خام مثل پایه موتور یا بدنه پمپ‌ها، تیغ فرز آرایه‌ای با اینسرت CBN استفاده می‌شود. این ابزار توان تحمل براده‌برداری سنگین بدون کند شدن را دارد.
3. صنعت هوافضا:
در ماشین‌کاری قطعات آلومینیومی هواپیما مثل پنل‌های ساختاری، تیغ فرز با زاویه برش مثبت و اینسرت پوشش‌دار برای خنک‌کاری بهتر استفاده می‌شود. برندهایی مثل Kennametal و Iscar ابزارهایی با زاویه Helix دقیق برای کاهش لرزش ارائه داده‌اند.
4. صنعت نفت و گاز:
در تجهیزات حفاری، ماشین‌کاری سطوح استوانه‌ای بزرگ مانند فلنج یا بدنه شیرآلات، نیازمند فرزکاری دقیق با حداقل صافی سطح است. استفاده از تیغ فرز با اینسرت‌های ضخیم‌تر در قطرهای بالا رایج است.
بررسی عملکرد ابزار بر اساس نوع متریال قطعه‌کار
| متریال قطعه‌کار | نوع اینسرت پیشنهادی | سرعت برش (m/min) | پیشروی (mm/tooth) |
|---|---|---|---|
| فولاد کربنی (CK45) | کاربید با پوشش TiAlN | 180–220 | 0.15–0.25 |
| چدن خاکستری | CBN یا سرامیک | 250–350 | 0.2–0.3 |
| آلومینیوم 7075 | کاربید با لبه تیز | 400–1000 | 0.1–0.3 |
| فولاد ابزار (1.2379) | CBN با زاویه منفی | 120–160 | 0.1–0.2 |
معیارهای انتخاب تیغ فرز مناسب
1. نوع ماشین‌ابزار: اگر ماشین دارای اسپیندل با قدرت پایین باشد، باید از تیغ فرز سبک‌تر با زاویه برش مثبت استفاده کرد.
2. تیراژ تولید: در تولید انبوه، ابزارهایی با تعداد الماسه بیشتر و قابلیت تعویض سریع ارجحیت دارند.
3. نوع متریال قطعه: برای مواد سخت مانند Inconel، باید از اینسرت‌های خاص با پوشش ضد سایش و زاویه منفی استفاده شود.
بررسی برندهای معتبر و تفاوت‌ها
• Sandvik Coromant (سوئد): پیشرو در ابزارهای قابل برنامه‌ریزی با سیستم تعویض سریع
• Iscar (اسرائیل): دارای سیستم‌های قفل مکانیکی قوی برای اینسرت‌ها
• Walter (آلمان): تولید ابزارهای سنگین برای عملیات Roughing
• Korloy (کره): اقتصادی و مناسب کارگاه‌های متوسط
• ZCC-CT (چین): کیفیت قابل قبول با قیمت رقابتی برای بازار ایران
برای اطلاع از قیمت ها و موجودی انواع اینسرت ( الماس تراشکاری ) و هولدر تراشکاری با ما تماس بگیرید
نکات نگهداری و ایمنی در استفاده از تیغ فرز آرایه‌ای
1. تنظیم بالانس ابزار: بالانس ناصحیح باعث لرزش، سطح زبر و کاهش عمر اینسرت می‌شود.
2. استفاده از گشتاور مناسب برای بستن اینسرت‌ها: ترک متر توصیه شده توسط برند را رعایت کنید.
3. بازرسی دوره‌ای اینسرت‌ها: تعویض به‌موقع اینسرت فرسوده از ترک خوردن ابزار جلوگیری می‌کند.
تیغ فرز آرایه‌ای از ابزارهای کلیدی در ماشین‌کاری‌های صنعتی به شمار می‌رود. انتخاب صحیح نوع ابزار، اینسرت مناسب، سرعت برشی و پیشروی دقیق، می‌تواند بازدهی فرآیند تولید را چند برابر کند و هزینه‌های نگهداری ابزار را کاهش دهد. اگر در صنعت خود با قطعاتی روبرو هستید که نیاز به پرداخت سطحی سریع، خشن‌تراشی دقیق یا آماده‌سازی برای عملیات EDM دارند، تیغ فرز آرایه‌ای مناسب، راهکار ایده‌آلی خواهد بود.