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The reason is that cutter geometry forces the equivalent of negative rake cutting for those heavy 3/4 to 1x diameter cuts. This is definitely not the best for Tool Life!

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Zu den wenigen Dingen, die vor der Auswahl berücksichtigt werden sollten, gehören die Ausrichtung des Fräsers und die Anforderungen an die Oberflächengüte. Außerdem der Zustand oder Verschleiß des Werkzeugs und Ihre spezielle Anwendung.

Climb milling is when the direction of cut and the way the cutting tool rotates combine to try to “suck” the mill up over (hence it’s called “climb” milling) or away from the work. Here is a diagram showing conventional and climb milling for a number of orientations:

Wenn Sie jedoch an einem Werkstück arbeiten, das eine ebene Oberfläche auf einer großen Fläche benötigt, ist Planfräsen vorzuziehen. Planfräsen wird beispielsweise in den letzten Schritten der Bearbeitung massiver Komponenten wie Motorblöcken oder Metallplatten angewendet.

– When cutting half the cutter diameter or less, you should definitely use climb milling (assuming your machine has low or no backlash and it is safe to do so!).

Climb millingis also known as

Diese Fräser sind zum Schneiden von Material von der Seite des Werkstücks vorgesehen und eignen sich daher zum Profilfräsen, Schlitzen oder Schneiden von Nuten.

Wondering whether to Climb Mill or Conventional Mill?  Or perhaps wondering what each one is and what it does?  You’re in the right place!

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Das Umfangsfräsen eignet sich am besten für Fälle, in denen die Schnitttiefe oder die Form des erforderlichen Schnitts genau kontrolliert werden muss.

The same article suggests that when deflection is to be minimized, use no more than 30% of the diameter of the cutter for conventional milling and 5% for climb milling. Of course here again, if you have G-Wizard, you’ll know what kind of deflection to expect and whether it’s a worry.

There are ways to calculate the cutting tool force, but in general, smaller end mills, less depth of cut, lower feeds, and lower spindle speed will all reduce the cutting force and make it less likely the cutting tool can drag the backlash out of your table and create a problem.

For all the same reasons, but considering deflection is much worse micro-milling, you should prefer conventional over climb milling most of the time when micro-milling.  The biggest Tool Life issues when micromilling are runout and deflection.

Diese Technik wird verwendet, wenn Sie Material von den Seiten des Werkstücks abschneiden. Sie eignet sich am besten zum Fräsen von Schlitzen und Schultern sowie zum Herstellen von Profilen.

Therefore, you should switch to conventional milling for the finish pass if you’re at all deflection challenged (use G-Wizard to see if your tool diameter and stickout result in small enough deflection for your finish pass). At the very least, one should avoid too much depth of cut when climb milling to create less tool deflection.

Now suppose you have an older machine with 0.020″ of backlash and are running an 0.005″ chip load. If the worst happens there your chip load will soar to 0.025″, which is probably going to break the endmill and is very dangerous.

Der Fräser hat eine zylindrische Form, die tiefere Schnitte ermöglicht; aus diesem Grund eignet sich das Umfangsfräsen am besten für Anwendungen, bei denen präzise vertikale Schnitte erforderlich sind.

The arrows show where the cutting force is attempting to deflect the cutter. Conventional cut at top, climb cutting at bottom.

Absolutely correct, it’s definitely case by case. I had a difficult time removing wavy walls while side cutting with a long endmill. The solution was conventional cutting. Like most Machinist, climb was my go to and I tried everything from clean up passes, depth cutting, feed and speeds…. Conventional cutting was the last thing I tried. The cuts are beautiful and consistent now. Great article!

Climb millingdirection

I would continue to Climb Mill a Chamfer Mill or Roundover Mill because they can be a bit chattery and the reduction in cutting force helps minimize that.

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It’s a bit of a tradeoff whether the reduced cutting forces (and hence reduced deflection) of Climb Milling benefit Tool Life more than the direction of deflection for Conventional Milling, but the latter wins out.  Check out our Micromachining page for more information on this cutting process.

The toolpath generators in the CAM software I’m using don’t allow me to say “start with climb then complete the walls with conventional” (or whatever’s appropriate) in a single roughing toolpath.

This one is counterintuitive for a lot of machinists who are trained for most of their careers that climb produces a better finish than conventional. All other things being equal, that’s true, but all other things are seldom equal!

Note how the deflection force vector is more nearly parallel to the cut with conventional milling (albeit the arrows are longer, showing there are higher cutting forces). With climb milling, the arrow is nearly perpendicular to the cut. If your cutter deflects 0.001″, wouldn’t you prefer it to be nearly in the direction of travel?

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Aufgrund der Möglichkeit, Hartmetalleinsätze auszutauschen, bieten Wendeschneidplattenfräser Vielseitigkeit und eine längere Werkzeugnutzung.

The problem is that the old machines often have significant backlash.  When climb milling, the tendency of the cut is to pull the cutter deeper into the cut.  The amount the cutter can be sucked in is equal to the backlash on the machine.  If there is significant backlash, you will often break the cutter.

Darüber hinaus erfordert das Umfangsfräsen mehr Präzision, da Sie den Fräser und das Werkstück richtig platzieren müssen, um die Profilschnitte durchzuführen.

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Da der Schneidvorgang entlang der Kante des Fräsers erfolgt, können Sie komplizierte Formen und Gestalten mit großer Genauigkeit erzielen.

Wenn Sie diese Unterschiede verstehen, können Sie die richtigen Fräsprozesse auswählen, die Ihren Anforderungen entsprechen. So gehen Sie bei der Leistung Ihrer Bearbeitungsvorgänge keine Kompromisse ein.

Climb vs conventional millingCNC

You can therefore add the backlash to the chip load to see what your new effective chip load might be in this worst case. Suppose you are roughing 0.005″ per tooth and have 0.003″ backlash. In the worst case, your chip load will soar to 0.008″. That’s probably not the end of the world, but it is a strain.

For this reason, many shops simply prohibit climb milling at all on any manual machines that have backlash. They always use the conventional milling process as the necessary milling style.  Some modern machines even came equipped with a “backlash eliminator” whose primary purpose was to enable climb milling and its attendant advantages.

Manchmal kann die Entscheidung für das richtige Fräsverfahren eine schwierige Aufgabe sein. Um Ihnen den gesamten Prozess zu erleichtern, sehen wir uns den Unterschied zwischen diesen Fräsverfahren an:

The second thing to consider is whether cutting forces are strong enough to pull the table through the backlash in the first place. A lot will depend on the exact cutting scenario together with your machine.

Keep in mind that for this illustration, it is the workpiece that moves, not the spindle. On some machines, like a gantry router, the spindle moves, so the labels would reverse. I keep it straight by thinking of the spindle as a pinch roller that can either help move the workpiece in the direction it was already going (climb milling), or that might fight that movement (standard or conventional milling).

Planfräser eignen sich am besten, wenn große Flächen mit einer begrenzten Anzahl von Durchgängen bearbeitet werden müssen. Aus diesem Grund sind sie sehr nützlich bei der Bearbeitung flacher Oberflächen von Teilen.

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Climb cut to rough and conventional to finish is in line with the consensus on cutting process over at Practical Machinist as well.

But, CNC’ers should know that there are times when the climb milling process is the preferred way and there are times where the conventional milling process works better. Before we get into when to use each, let’s have a quick definition of the differences in each cutting process.

What are the disadvantages of Climb milling? The disadvantages of climb milling are: Climb milling can cause chipping in hardened materials. While tool deflection is less likely, it will be in a direction perpendicular to the cut.  So if you're getting tool deflection, the accuracy and surface finish will be worse with climb milling. Climb milling cannot be used on machines with significant backlash, which includes most manual milling machines. What are the disadvantages of Conventional milling? The disadvantages of Conventional Milling are: Tool wear may be increased as much as 50% Surface finish is worse because chips are dropped in front of the cutter forcing a lot of chip recutting. Conventional milling requires more power than climb milling. Is it better to climb mill or conventional mill? If you're doing manual machining, the backlash of the machine probably limits it to conventional machining. With CNC, climb milling is often preferred.  The exceptions when it is better to conventional mill are: When milling rough or hardened surfaces. If your cut width is 3/4 of the diameter or more.  Climb milling produces negative cutting geometry in these cases. When the finish pass is tool deflection-challenged, prefer conventional milling. Conventional milling is often preferred when Micromachining. Why does climb milling give better finish? One of the biggest reasons climb milling gives better finish is that chips are dropped behind the cutter, resulting in less chip recutting.  With conventional milling, the chips drop in front of the cutter, which maximizes chip recutting.  Second, cutting forces are reduced which can mean less tool deflection and therefore less undulation in the wall of the cut.  However, in cases where tool deflection is significant, conventional milling can give a better finish than climb milling. Why climb milling is less recommended when using an old milling machine? The problem is that the old machines often have significant backlash.  When climb milling, the tendency of the cut is to pull the cutter deeper into the cut.  The amount the cutter can be sucked in is equal to the backlash on the machine.  If there is significant backlash, you will often break the cutter. What is another name for climb milling? Climb milling is also called down milling. Which milling process is preferred for longer life of cutting tools? Down Milling or Climb Milling is the preferred process to maximize tool life.  The exception to this rule would be in work hardening materials which are more prone to chipping with climb milling. What is conventional milling also known as? Conventional Milling is also known as Up Milling.

I have a question I come across frequently, regarding the situation of cutting a slot-shaped pocket that’s, say, 1.5x the cutter diameter in width. The FIRST cut at each level is going to essentially be a full-slot, 100% width of cut. The next cut, however will be a thin-ish cut under 50%.

Climb vs conventional millingaluminum

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Planfräsen wird normalerweise bei Schlichtvorgängen angewendet, bei denen flache Oberflächen eine hohe Oberflächengüte aufweisen.

The alternative is for the cutter to plow deeper into the wall or pull away from the wall. Either case will introduce more error in the part being machined. The counterpoint is that the lengths of the vectors are longer when conventional milling. That’s telling you that the cutting forces are heavier and the tool is more likely to deflect with conventional milling.

What isclimb milling

First thing to note is terminology.  Some will say “Climb Milling vs Conventional Milling” while others say “Down Milling vs Up Milling”.  They’re one and the same cutting process:

Beim Schneiden kommen die Seiten des Werkzeugs mit dem Material in Kontakt. Daher eignet es sich perfekt für die Bearbeitung von vertikalen Flächen, Konturen und Kanten. Durch diese Ausrichtung sind beim Umfangsfräsen tiefere Schnitte im Material möglich.

Advantages ofclimb milling

Wenn Ihr Hauptziel beispielsweise darin besteht, präzise Profile, Schlitze oder tiefe Nuten oder auch vertikale Schnitte herzustellen, sollten Sie sich für das Umfangsfräsen entscheiden.

Try climb for roughing, because you can rough faster and the tool deflection effects on accuracy don’t matter–the finish pass will deliver the accuracy. You can rough faster because cutting forces are lighter and the thick-to-thin chip profile carries the heat away on the chip.

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Try the experiment on your milling machine of cutting with both millng methods and you’ll see that climb milling is a lot smoother and produces a better surface finish (most of the time, there are times when conventional milling gives a better finish, see below) than conventional milling. Note that depending on which way you are milling, you will need to make sure your workpiece is supported well in that direction.

Advantages ofconventional milling

Aufgrund des Verschleißbildes kann es vorkommen, dass die Position eines Werkzeugs häufig verändert oder angepasst werden muss.

Dadurch eignet sich diese Methode für detaillierte Übungen, da sie die erforderliche Präzision und Kontrolle bietet in Bearbeitungsarbeiten.

Sie werden das Umfangsfräsen normalerweise dann einsetzen, wenn eine feine Oberflächenbeschaffenheit und Genauigkeit vertikaler Flächen von großer Bedeutung sind. Das ist beim Formenbau oder bei Fräsen mit höherer Genauigkeit der Fall.

So far, you’ve probably gotten the idea that maybe you should always be climb milling on cnc milling operations. After all, it leaves a better surface finish, requires less energy, and is less likely to deflect the cutter. Conversely, manual machinists are often taught never to run climb milling because it’s dangerous to do on a machine that has backlash. The truth is somewhere in the middle. ABTools, makers of the popular AlumaHog and ShearHog cutters, point out some worthwhile rules of thumb:

Another possibility is to go through the whole cutting process using a Climb Cut, and then do a final “ghost pass” or “spring pass” that uses the same depth of cut as the final climb cut finish pass, but is run as a Conventional Cut.  Any material removed during this spring pass machining will be as a result of the tool deflection of the Climb Cut pass.

The problem is that deflection affects surface finish too. If the vector is nearly parallel to the path, you can consider that the portion of the vector that pushes it “off parallel” is very small. Therefore, the tool will have little tendency to deflect and put waves on the wall you’re finishing. Note that this may be particularly important with thin walls work where the walls are weak!

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The traditional approach is that CNC’ers are always Climb Milling and Manual Machinists are always Conventional Milling.  It’s probably true that Manual Machinists should stick to Conventional Milling as their milling style because the backlash of their machines makes it dangerous to Climb Mill.

If you’ve got a fancy low friction linear way machine, it can grab easily. If you’ve got a lot of iron in the table, and maybe you’re running with the gibs tightened a bit, it’ll be harder.

Der Unterschied zwischen Umfangsfräsen und Planfräsen liegt in der Ausrichtung des Fräsers, der Anwendung und der Art der Oberfläche, die Sie erzeugen müssen.

One of the biggest reasons climb milling gives better finish is that chips are dropped behind the cutter, resulting in less chip recutting.  With conventional milling, the chips drop in front of the cutter, which maximizes chip recutting.  Second, cutting forces are reduced which can mean less tool deflection and therefore less undulation in the wall of the cut.  However, in cases where tool deflection is significant, conventional milling can give a better finish than climb milling.

Beim Planfräsen entfernt das Schneidwerkzeug das unerwünschte Material vom oberen Teil des Werkstücks. Sie wenden diese Methode beim Bearbeiten flacher und horizontaler Flächen an. Sie ist ideal für den letzten Durchgang und das Versiegeln großer flacher Flächen in einem einzigen Arbeitsgang.

Das Umfangsfräsen wird auch als Plattenfräsen bezeichnet. Hierbei erfolgt die Zerspanung innerhalb der Peripherie des Werkzeugsystems.

There is a problem with the climb milling process, which is that it can get into trouble with backlash if cutting tool forces are great enough. The issue is that the table will tend to be pulled into the cutting tool when climb milling. If there is any backlash, this allows leeway for the pulling, in the amount of the backlash. If there is enough backlash, and the cutting tool is operating at capacity, this can lead to breakage and potentially injury due to flying shrapnel.

Down Milling or Climb Milling is the preferred process to maximize tool life.  The exception to this rule would be in work hardening materials which are more prone to chipping with climb milling.

How does climb vs conventional milling affect tool deflection and accuracy?. The following illustration contains small arrows (often called vectors) showing the direction of tool deflection and cutter forces as the cutter moves along the toolpath:

Eine solche Ausrichtung macht Planfräsen perfekt für die Bearbeitung großer, flacher, horizontaler Flächen. Im Vergleich zum Umfangsfräsen können Sie einen bestimmten größeren Bereich mit weniger Durchgängen bearbeiten.

So what’s the preferred method?  The fact that it gives much longer tool life so much is almost reason enough to stick to the climb milling process.  But do consider the other advantages and disadvantages as there are cases where Conventional Milling wins big

Das Umfangsfräsen eignet sich gut für Sie, wenn Sie Rillen, Schultern oder andere komplexe Formen fräsen müssen, da es die erforderliche Präzision bietet.

Wenn Sie jedoch große, flache Flächen bearbeiten müssen, ist Planfräsen die beste Option. Planfräsen eignet sich hervorragend zum Bearbeiten großer Flächen mit einer begrenzten Anzahl von Durchgängen und eignet sich daher zum Schlichten und Schruppen großer Teile.

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Außerdem können Werkzeugwechsel reduziert werden. So können Sie die Effizienz aufrechterhalten, insbesondere wenn Sie Werkzeuge für große Produktionslinien verwenden, bei denen eine einheitliche Werkzeugleistung erwünscht ist.

Der breite Kontakt zwischen Fräser und Werkstück ist ideal zum Entfernen großer Materialmengen auf breiten, flachen Oberflächen. Daher eignet sich das Werkzeug sowohl zum Schruppen als auch zum Schlichten großer, flacher Oberflächen.

Climb vs conventional millingsurface finish

That thick-to-thin + carrying the heat away is particularly crucial for tough work-hardening materials like stainless. It also results in a nicer surface finish if you can afford to climb for the finish pass.

It seems that Dapra corporation first discussed this phenomenon way back in 1971. G-Wizard now reminds you with a little hint which one you should prefer:

One way to think of it is to consider the concept of chip load. This is a measure of how much material each tooth of the endmill is trying to cut. Typical values for finish work would be 0.001 to 0.002″ per tooth. For roughing work, that might increase to 0.005″. Now in the worst case, climb milling may grab the table and slam the work into the cutting tool by the full amount of backlash during the instant when a single tooth is cutting.