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Are more flutes always better?

Theoretically, adding flutes should increase productivity because with the same chip load you will cover more ground, achieving a higher inches per minute.

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Overview

Theoretically, adding flutes should increase productivity because with the same chip load you will cover more ground, achieving a higher inches per minute.

However, physical and design limits of the tool may negate the feed rate benefit. A 5 flute endmill can handle a radial engagement, or width of cut, up to 25% of the cutter's diameter. A 7-flute, with less room for chips, is limited to 15%.

Even with the increased feed, the overall metal removal rate might be less.

However, if we apply radial chip thinning, the MRR becomes comparable.

Additional Details

With more teeth the time between tooth impacts is less, in this case 30% less.

Less time between tooth impacts means that the tool must deflect less to get that next tooth to arrive on time.

That requires reducing the cutting forces and you do that by reducing the depth or width of cut.

Or, you can slow the spindle speed down to give the next tooth more time to rebound back.

Adding chipbreakers to the 7-flute endmill may reduce the cutting forces enough to match the depth of cut.

The 7-flute endmill will have a large core diameter than the 5-flute making it slightly more rigid.

Of course, all of the above is theoretical. The 5 flute endmill may not be able to cut at 25% engagement, the 7-flute at 15% and 6000 RPM may not be a stable speed for either. The ONLY way to know for sure is to tap-test.

This is illustrated in the above stability lobe diagram generated from a tap-test. The red lobe is a 1/2" 5 flute endmill with a 1" depth of cut. The light brown lobe is a 7-flute endmill (also 1/2" diameter and 1" LOC) in the same holder and same machining center as the 5 flute. The 5 flute can cut deeper than the 7-flute.

At 1" depth of cut and 25% engagement, and a feed rate of 0.005" per tooth, the 5 flute produces 22.81 cubic inches per minute.

At 1" depth of cut and 15% engagement, and a feed rate of 0.006" per tooth (radial chip-thinning was applied), the 7-flute produces 17.33 cubic inches per minute.

This isn't always the case. Here are different 5 and 7-flute endmills in a different machining center and toolholder combination:

The 5 flute is in red and the 7-flute in light brown. While the speeds are depths of cut are very similar, the additional tooth will allow for greater metal removal rate. Here are the Dashboards:

Despite having a lower radial engagement, in this comparison the 7-flute had a much larger metal removal rate than the 5 flute, 12.66 to 9.06 cubic inches per minute.

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日本語

フルートが多いほど常に良いのでしょうか?

理論的には、同じ切りくず負荷でより多くの地面をカバーし、毎分より高いインチ数を達成できるため、フルートを追加すると生産性が向上します。

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Overview

理論的には、同じ切りくず負荷でより多くの地面をカバーし、毎分より高いインチ数を達成できるため、フルートを追加すると生産性が向上します。

ただし、工具の物理的および設計上の制限により、送り速度の利点が損なわれる可能性があります。5枚刃エンドミルは、カッターの直径の最大25%までのラジアル噛み合い、つまり切削幅を処理できます。切りくずを入れるスペースが少ない7枚刃は15%に制限されています。

送りを増やしても、全体的な金属除去率は低くなる可能性があります。

ただし、ラジアルチップ薄化を適用すると、MRRは同等になります。

Additional Details

歯が多いほど、歯の衝突間隔は短くなり、この場合は30%短くなります。

歯の衝突間隔が短いということは、次の歯が時間通りに到着するためにツールのたわみが少なくなければならないことを意味します。

そのためには切削抵抗を減らす必要があり、切削の深さまたは幅を小さくすることでそれを実現します。

または、スピンドルの速度を遅くして、次の歯が跳ね返る時間を増やすこともできます。

7枚刃エンドミルにチップブレーカーを追加すると、切込みに合わせた切削抵抗が十分に低下する可能性があります。

7枚刃エンドミルは5枚刃よりもコア径が大きく、剛性がわずかに高くなります。

もちろん、上記のすべては理論的なものです。5枚刃のエンドミルは25%の噛み合いで切断できない可能性があり、7枚刃の15%および6000 RPMではどちらも安定した速度ではない可能性があります。確実に知る唯一の方法は、タップテストです。

これは、タップテストから生成された上記の安定性ローブ図に示されています。赤いローブは、切込みが 1 インチの 1/2 インチ 5 枚刃エンドミルです。薄茶色のローブは、5枚刃と同じホルダーと同じマシニングセンターにある7枚刃エンドミル(直径1/2インチ、LOC1インチ)です。5枚刃は7枚刃よりも深く切ることができます。

切込み深さ 1 インチ、噛み合い 25%、歯あたり 0.005 インチの送り速度で、5 フルートは毎分 22.81 立方インチを生成します。

切込み深さ1インチ、噛み合い15%、歯あたり0.006インチの送り速度(ラジアルチップ薄化が適用された)では、7枚刃は毎分17.33立方インチを生成します。

これは常に当てはまるとは限りません。ここでは、異なるマシニングセンタとツールホルダーの組み合わせで異なる5枚刃と7枚刃のエンドミルを紹介します。

5枚刃は赤、7枚刃は薄茶色です。速度と切込みは非常に似ていますが、歯を追加すると金属除去率が向上します。ダッシュボードは次のとおりです。

ラジアル噛み合いが低いにもかかわらず、この比較では、7フルートの金属除去率は5フルートよりもはるかに大きく、毎分12.66〜9.06立方インチでした。

Sind mehr Flöten immer besser?

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Deutsch

Theoretisch sollte das Hinzufügen von Nuten die Produktivität erhöhen, da Sie bei gleicher Spanlast mehr Boden abdecken und so höhere Zoll pro Minute erreichen.

Physikalische und konstruktive Grenzen des Werkzeugs können jedoch den Vorteil des Vorschubs zunichte machen. Ein 5-schneidiger Schaftfräser kann einen radialen Eingriff oder eine Schnittbreite von bis zu 25 % des Fräserdurchmessers verarbeiten. Eine 7-schneidige Maschine, mit weniger Platz für Späne, ist auf 15 % begrenzt.

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Physikalische und konstruktive Grenzen des Werkzeugs können jedoch den Vorteil des Vorschubs zunichte machen. Ein 5-schneidiger Schaftfräser kann einen radialen Eingriff oder eine Schnittbreite von bis zu 25 % des Fräserdurchmessers verarbeiten. Eine 7-schneidige Maschine, mit weniger Platz für Späne, ist auf 15 % begrenzt.

Selbst bei erhöhtem Vorschub kann die Gesamtspanleistung geringer sein.

Wenn wir jedoch die radiale Spanverdünnung anwenden, wird die MRR vergleichbar.

Mit mehr Zähnen ist die Zeit zwischen den Zahnstößen kürzer, in diesem Fall 30% weniger.

Additional Details

Weniger Zeit zwischen den Zahnstößen bedeutet, dass das Werkzeug weniger ausgelenkt werden muss, damit der nächste Zahn rechtzeitig eintrifft.

Dies erfordert eine Reduzierung der Schnittkräfte, und Sie tun dies, indem Sie die Schnitttiefe oder -breite reduzieren.

Oder Sie können die Spindeldrehzahl verlangsamen, um dem nächsten Zahn mehr Zeit zum Zurückfedern zu geben.

Das Hinzufügen von Spanbrechern zum 7-schneidigen Schaftfräser kann die Schnittkräfte so weit reduzieren, dass sie der Schnitttiefe entsprechen.

Der 7-schneidige Schaftfräser hat einen größeren Kerndurchmesser als der 5-schneidige Schaftfräser, wodurch er etwas steifer ist.

Natürlich ist das alles theoretisch. Der 5-schneidige Schaftfräser ist möglicherweise nicht in der Lage, bei 25 % Eingriff zu schneiden, der 7-schneidige Schaftfräser bei 15 % und 6000 U/min ist für beide möglicherweise keine stabile Drehzahl. Der EINZIGE Weg, um sicher zu sein, ist ein Tap-Test.

Dies wird im obigen Stabilitätskeulendiagramm veranschaulicht, das aus einem Ableitungstest generiert wurde. Der rote Lappen ist ein 1/2" 5-schneidiger Schaftfräser mit einer Schnitttiefe von 1". Der hellbraune Flügel ist ein 7-schneidiger Schaftfräser (ebenfalls 1/2" Durchmesser und 1" LOC) im gleichen Halter und im gleichen Bearbeitungszentrum wie der 5-schneidige Schaftfräser. Die 5-schneidige Maschine kann tiefer schneiden als die 7-schneidige.

Bei einer Schnitttiefe von 1" und einem Eingriff von 25 % und einem Vorschub von 0,005" pro Zahn erzeugt der 5-Schneid 22,81 Kubikzoll pro Minute.

Bei einer Schnitttiefe von 1" und einem Eingriff von 15 % und einem Vorschub von 0,006" pro Zahn (radiale Spanverdünnung wurde angewendet) erzeugt die 7-schneidige Maschine 17,33 Kubikzoll pro Minute.

Das ist nicht immer der Fall. Hier sind verschiedene 5- und 7-schneidige Schaftfräser in einer anderen Kombination aus Bearbeitungszentrum und Werkzeughalter:

Die 5-schneidige ist in rot und die 7-schneidige in hellbraun. Während die Geschwindigkeiten und Schnitttiefen sehr ähnlich sind, ermöglicht der zusätzliche Zahn eine höhere Zerspanungsrate. Hier sind die Dashboards:

Trotz eines geringeren radialen Eingriffs hatte der 7-schneidige Flügel in diesem Vergleich eine viel größere Zerspanungsrate als der 5-schneidige, nämlich 12,66 bis 9,06 Kubikzoll pro Minute.

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