Обработка алюминия на чпу режимы резания: Обработка алюминия на чпу режимы резания

Режимы резания

Режимы резания, используемые на практике, в зависимости от обрабатываемого материала и типа фрезы.

Приведенная ниже таблица содержит справочную информацию параметров режима резания, взятые из практики нашего производства. От этих режимов рекомендуется отталкиваться при обработке различных материалов со схожими свойствами, но не обязательно строго придерживаться их.

Необходимо учитывать, что на выбор режимов резания, при обработке одного и того же материала одним и тем же инструментом, влияет множество факторов, основными из которых являются: жесткость системы Станок Приспособление Инструмент Деталь, охлаждение инструмента, стратегия обработки, высота слоя снимаемого за проход и размер обрабатываемых элементов.

Обрабаты- ваемый материал	Тип работы	Тип фрезы	Частота, об/мин	Подача (XY), мм/мин	Примечание
Акрил	V-гравировка	V-образный гравер d=6 мм., A=90, 60 град., T=0.2 мм	18000-24000	500-1500	По 0.2-0.5 мм за проход.
	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	18000-20000	2500-3500	Встречное фрезерование. Не более 3-5 мм за проход. Желательно использовать СОЖ.
ПВХ до 10 мм	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	18000-20000	3000-5000	Встречное фрезерование.
Двухслойный пластик	Гравировка	Конический гравер, плоский гравер	18000-24000	1000-2000	По 0.3-0,5 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T).
Композит	Раскрой	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	18000-20000	3000-3500	Встречное фрезерование.
Дерево ДСП	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	18000-22000	2500-3500	Встречное фрезерование. По 5 мм за проход (подбирать, чтобы не обугливалось при резке поперек слоев).
		Фреза спиральная 2-заходная компрессионная d=6 мм	15000-16000	3000-4000	Не более 10 мм за проход.
	Гравировка	Фреза спиральная 2-заходная круглая d=3.175 мм	До 15000	1500-2000	Не более 5 мм за проход.
		Конический гравер d=3.175 мм или 6 мм	18000-24000	1500-2000	Не более 5 мм за проход (в зависимости от угла заточки и пятна контакта). Шаг не более 50% от пятна контакта (T).
	V-гравировка	V-образный гравер d=6 мм., A=90, 60 град., T=0.2 мм	До 15000	1500-2000	Не более 3 мм за проход.
МДФ	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная с удалением стружки вниз d=6 мм	20000-21000	2500-3500	Не более 10 мм за проход. При выборке шаг не более 45% от d.
		Фреза спиральная 2-заходная компрессионная d=6 мм	15000-16000	2500-3500	Не более 10 мм за проход.
Латунь ЛС 59 Л-63бронза БрАЖ	Раскрой фрезеровка	Фреза спиральная 2-заходная d=2 мм	15000	500-1200	По 0,5 мм за проход. Желательно использовать СОЖ.
	Гравировка	Конический гравер A=90, 60, 45, 30 град.	До 24000	500-1200	По 0.3 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T). Желательно использовать СОЖ.
Дюралюминий, Д16, АД31	Раскрой фрезеровка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	15000-18000	800-1500	По 0,2-0,5 мм за проход. Желательно использовать СОЖ.
Дюралюминий, Д16, АД31	Гравировка	Конический гравер A=90, 60, 45, 30 град.	До 24000	500-1200	По 0.3 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T). Желательно использовать СОЖ.
Магний	Гравировка	Конический гравер A=90, 60, 45, 30 град.	12000-15000	500-700	По 0,5 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T).

*Фрезерной обработке лучше всего подвергать пластики полученные литьем, т.к. у них более высокая температура плавления.

*При резке акрила и алюминия желательно для охлаждения инструмента использовать смазывающую и охлаждающую жидкость (СОЖ), в качестве СОЖ может выступать обыкновенная вода или универсальная смазка WD-40 (в баллончике).

*При резке акрила, когда подсаживается (притупляется) фреза, необходимо понизить обороты до момента пока не пойдет колкая стружка (осторожнее с подачей при низких оборотах шпинделя – вырастает нагрузка на инструмент и соответственно вероятность его сломать).

*Для фрезеровки пластиков и мягких металлов, наиболее подходящими являются однозаходные (однозубые) фрезы (желательно с полированной канавкой для отвода стружки). При использовании однозаходных фрез создаются оптимальные условия для отвода стружки и соответственно отвода тепла из зоны реза.

*При фрезеровке рекомендуется применять такую стратегию обработки, при которой идет беспрерывный съем материала со стабильной нагрузкой на инструмент.

*При фрезеровке пластиков, для улучшения качества реза, рекомендуется использовать встречное фрезерование.

*Для получения приемлемой шероховатости обрабатываемой поверхности, шаг между проходами фрезы/гравера необходимо делать равным или меньше рабочего диаметра фрезы(d)/пятна контакта гравера (T).

*Для улучшения качества обрабатываемой поверхности желательно не обрабатывать заготовку на всю глубину сразу, а оставить небольшой припуск на чистовую обработку.

*При резке мелких элементов необходимо снизить скорость резания, чтобы вырезанные элементы не откалывались в процессе обработки и не повреждались.

На практике:

Расчётные параметры – хорошо, но учесть полностью всё, практически не возможно. Существуют более полные формулы по расчётам режимов резания, в которых используют десятки параметров. Такие формулы применяют в массовом производстве, да и то, с последующей корректировкой. В единичном производстве применяют справочные таблицы и упрощенные формулы с обязательной корректировкой под конкретные условия. Накопленный опыт, позволяет быстро выбирать рациональные режимы резания.

Теоретические основы по выбору режимов резания

    Скорость вращения и скорость подачи – это основные параметры для установки режимов резанья.

    Скорость вращения (n) – зависит от характеристик шпинделя, инструмента и обрабатываемого материала. Для большинства современных шпинделей обороты варьируются в диапазоне 12 000 – 24 000 об/мин (для высокоскоростных 40 000 – 60 000 об/мин).

    Скорость вращения вычисляется по формуле:

    

    d – диаметр режущей части инструмента (мм)
    П – число Пи, постоянная величина = 3.14
    V – скорость резания (м/мин) – это путь пройденный точкой режущей кромки фрезы в единицу времени

    Для расчетов скорость резания (V) берут из справочных таблиц в зависимости от обрабатываемого материала.

    Часто начинающие фрезеровщики путают скорость резанья (V) со скоростью подачи (S), но на деле это совершенно разные параметры!

Примечание:
    Для фрез с малым диаметром режущей части, расчетная скорость вращения (n) может оказаться значительно выше максимальной скорости вращения шпинделя, поэтому для дальнейшего расчета скорости подачи (S) необходимо брать фактическую, а не расчетную величину скорости вращения (n).

   Скорость подачи (S) – это скорость перемещения фрезы, вычисляется по формуле:

    fz – подача на один зуб фрезы (мм)
    z – количество зубьев
    n- скорость вращения (об/мин)
    Скорость врезания по оси Z (Sz) берется как 1/3 от скорости подачи по оси XY (S) 

   Таблица выбора скорости резания (V) и подачи на зуб (fz)

Обрабатываемый материал	Скорость резания (V), м/мин	Подача на зуб (fz), мм В зависимости от диаметра фрезы d
		0.5мм	1-2мм	3-4мм	5-6мм	8-10мм	12-16мм
Пластик	300-400	0.02	0.06	0.15	0.20	0.30	0.40
Оргстекло	100-150	0.02	0.05	0.10	0.18	0.25	0.30
Дерево	200-450	0.02	0.035	0.055	0.09	0.12	0.18
Алюминий	80-100	0.01	0.02	0.035	0.04	0.075	0.12
Латунь, Бронза	100-120	0.01	0.02	0.03	0.04	0.07	0.10
Магний	150-180	0.01	0.02	0.035	0.04	0.075	0.12
Сталь	35-50	0.005	0.01	0.015	0.02	0.03	0.05
Чугун	40-60	0.005	0.015	0.02	0.03	0.04	0.06
Титан	20-30	0.005	0.01	0.02	0.03	0.04	0.07
Термопласты	50-150	0.1	0.03	0.05	0.06	0.07	0.08
Стеклопластик	100-150	0.1	0.03	0.04	0.08	0.10	0.12

Примечание:
    Если система СПИД (Станок-Приспособление-Инструмент-Деталь) с низкой жесткостью, то величину скорости резания выбираем ближе минимальным значениям, если система СПИД имеет среднюю и высокую жесткость, то соответственно и величину выбираем ближе к средним и максимальным значениям.

    Общие рекомендации по подбору фрез

    1. Фрезы подбирайте по принципу – наименьшая рабочая длина и наибольший рабочий диаметр необходимый для выполнения конкретной работы (фрезы с избыточной длиной и минимальным диаметром менее жесткие и склоны к образованию вибраций). Также при выборе диаметра фрезы учитывайте возможности станка, т.к. при использовании большого диаметра фрезы у шпинделя и привода станка может не хватить мощности
    2. Правильно выбирайте конфигурацию фрезы. Стружечная канавка должна быть больше, чем объем снимаемого материала. Если стружка не будет свободно эвакуироваться из зоны резания, она забьет канал и инструмент начнет продавливать материал, а не резать его. 
    3. При обработке мягких материалов и материалов склонных к налипанию рекомендуется применять 1-заходные фрезы. Для обработки материалов средней жесткости рекомендуется применять 2-заходные фрезы. При обработке жестких материалов рекомендуется применять 3-х и более заходные фрезы.

Особенности фрезеровки заготовок из алюминия

В настоящий момент алюминий в качестве конструкционного материала находит очень широкое применение — в строительстве, транспорте, авиационной промышленности, электронике, рекламной и бытовой индустрии, а также во многих других областях. Столь широкое распространение объясняется целым рядом уникальных свойств, присущих алюминию. Это, прежде всего, лёгкость, высокая тепло- и электропроводность (при сравнительно малом удельном электрическом сопротивлении), прочность при сверхнизких температурах, неподверженность коррозии, очень широкая распространённость в земной коре и т. д.

Алюминий пластичен, легко поддаётся обработке. Шлифованная поверхность обладает эстетичным внешним видом и в ряде случаев не требует дополнительного покрытия. Лёгкость напыления алюминия делает его идеальным материалом для ювелирной промышленности и основным — в производстве зеркал. Химические соединения алюминия не обладают токсическим действием, что обуславливает широкое применение в пищевом производстве, изготовлении посуды, упаковки и т. д. Изделия из алюминия поддаются 100%-ой переработке, а, следовательно, безопасны для окружающей среды.

Особенности обработки

Алюминий является пластичным металлом, что при фрезеровании означает повышенную склонность к появлению рисок, вмятин и прочих дефектов, очень заметных на поверхности готового изделия. Испортить заготовку можно уже на этапе закрепления на рабочем столе станка. Поэтому для алюминиевых заготовок — особенно тонкостенных панелей больших размеров (например, рекламных коробов) — рекомендуется заменять механический прижим заготовки на её крепление системой «вакуумный стол». Это решение также остаётся единственно возможным при гравировке (нанесении изображений) сверхтонкой фольги — закреплять её механически просто невозможно! По той же причине (склонности к появлению дефектов при обработке) алюминий очень чувствителен к вибрации инструмента. При ошибочном выборе режима фрезеровки, или при использовании несбалансированных (неправильно закреплённых) фрезы или цанги поверхность среза может получаться «измятой», что сводит на нет усилия получения качественной детали.

Вопреки распространённому мнению, податливость алюминия не означает возможность его лёгкой обработки на любых, в том числе предельных, режимах резания. При определённых условиях, даже на умеренной скорости обработки, алюминиевая стружка склонна «намертво» забивать канавки фрезы, делая инструмент непригодным к использованию. Для исключения подобного явления требуется использовать качественные фрезы (с «правильным» числом зубьев для данных условий обработки), применять систему СОЖ и грамотно подбирать режимы резания, следуя, прежде всего, рекомендациям производителей инструмента и оборудования. Также следует учитывать, что понятие «алюминий» включает в себя большое количество сплавов на его основе. Обработка фрезерованием, к примеру, «мягкого» сплава АМГ совсем не то же самое, что фрезерование дюралюминия. В каждом конкретном случае требуются собственные режимы резания, выбираемые с учётом мощностных характеристик станочного оборудования и требований к качеству готовых изделий.

Обработка алюминия на высоких скоростях

Фрезеровка алюминия является одним из самых простых и востребованных способов его обработки. Технологическая операция осуществляется на фрезерном станке, где режущий инструмент, снимая слой материала, придаёт заготовке нужный размер и форму. При использовании современного оборудования с ЧПУ появляется уникальная возможность точной обработки даже мельчайших элементов алюминиевой заготовки. Так получается сложный рельеф (плоский или объёмный), а также чёткие, детальные изображения на поверхности изделия.

Хорошо известно, что экономическая эффективность того или иного вида обработки материалов неодинакова. Известно также, что высокоскоростная обработка (ВСО) является предпочтительным способом обработки металлов. Что касается алюминия, то для этого материала высокоскоростное фрезерование является, если можно так выразиться, сверхпредпочтительным! Особенность заключается в том, что высокая частота вращения шпинделя при обработке алюминия сочетается с возможностью увеличения глубины резания. В то время как, например, для сталей глубина резания при ВСО остаётся той же, что и при «медленной» обработке. Новые методы приводят к пересмотру технологических приёмов обработки деталей. Так возможность быстрой и качественной фрезеровки позволяет отказаться от выпуска отдельных, дорогостоящих в обработке корпусных деталей, и заменить их более экономичными цельными компонентами сложной конструкции и формы (что особенно актуально для авиационной и аэрокосмической промышленности). Порой экономически выгодней изготовить одну деталь, переведя при этом до девяноста процентов заготовки в стружку, чем «выкраивать» из этой же заготовки несколько отдельных деталей. Отсюда востребованными становятся высокие показатели съёма материала на режимах ВСО.

Однако привлекательная технологическая комбинация — ВСО и увеличенная глубина резания — выдвигает на первый план проблему возросших вибраций. Для борьбы с этим нежелательным, но неизбежным, явлением уже недостаточно традиционных методов. Мало иметь высокую жёсткость системы «станок — приспособление — инструмент — заготовка» — необходимо знание гармонического закона, которому подчиняются колебания шпинделя и инструмента. Иными словами, необходимо учитывать динамическую характеристику вибраций, а не только её статическую (количественную) оценку. Например, теоретически определено и экспериментально подтверждено, что для ВСО алюминия идеально подходит концевая фреза с тремя спиральными канавками. Большее число канавок, при тех же размерах фрезы, не справятся с эффективным отводом стружки (ввиду относительного уменьшения каждой канавки при росте их числа). Однако и снижение числа до двух также невозможно. Ибо ведёт к возникновению нежелательных гармонических явлений, так как собственная частота колебаний фрезы будет не совпадать с количеством ударов двух режущих кромок по заготовке при высокой частоте вращения шпинделя (порядка 20 000 об/мин).

Для оценки оптимальной частоты вращения шпинделя при ВСО в настоящее время применяются даже специальные программы, оценивающие «тон» собственных колебаний путём «прослушивания» станочной системы через микрофон, подключенный к ПК. Возможно, в скором времени фрезерный станок с ЧПУ, работающий на новейших технологических режимах, потребует для обслуживания настоящего виртуоза, вместо «обычного» наладчика.

Фрезеровка алюминия – важные тонкости и правила

Фрезеровка алюминия на ЧПУ

Все хотят по максимуму использовать свое оборудование, тем более, когда это ЧПУ фрезерный станок, который по мнению покупателей должен воплощать любые задумки и по велению волшебной палочки). Конечно же это не так и работа на станках достаточно тяжелый технологический процесс, который требует определенных навыков и умений. В нашей компании мы стараемся не браться за работу с металлом, но опыт имеем большой и можем им поделиться.

Для начала стоит задуматься о виде алюминия, он бывает, как твердый, так и мягкий, об этом свидетельствует последняя буква в маркировке, например – Д16Т. Для обработки фрезами лучше брать твердые сплавы, хорошая стружка, которая появляется в процессе фрезерования – элементная, а не наворачивающаяся на фрезу (сливная). Причем из нашего опыта, немецкий алюминий на порядок лучше обрабатывается и инструмент на нем «стоит» на порядок дольше. Если вдруг сошлись звезды не так, как нужно и Вам необходимо обработать мягкий алюминий, то обратите внимание на следующий абзац. Подытоживаем, материал лучше использовать твердый, а еще лучше твердый – зарубежный.

Инструмент для фрезеровки алюминия. По твердому алюминию можно использовать почти любой твердосплавный инструмент. От качества инструмента зависит его стойкость (пока он не затупится), а также рез, который Вы им получите. Сейчас на рынке есть огромное количество фрез с дополнительным покрытием, для повышения стойкости, обратите внимание, что покрытие – покрытию рознь, из практики работы на станках, что некоторые покрытия не работают, т.е. обман, стойкости не прибавляют. Если Вы собрались обрабатывать мягкий алюминий и сделать на нем, например, барельеф или 3d модель, то можем сразу сказать – это плохая идея!!! Если же Вам необходимо сделать раскрой алюминия или же фигурную 2D обработку, то старайтесь использовать однозубые фрезы. С однозубыми фрезами расчет очень простой и логичный, во-первых, у них более острая заточка зуба (хотя это негативно сказывается на стойкости), во-вторых канавка намного больше, чем у двузубой фрезы, соответственно меньше вероятности залипания материала, в-третьих она лучше переносит осевое погружение в материал.

СОЖ – это, наверное, самое важное в процессе обработки. Если Вы используете фрезерно – гравировальный станок, то ЗАБУДЬТЕ о масляной СОЖ, наиболее эффективно работает спиртовая СОЖ, грубо – водка с водой 50/50. Устройство для подачи СОЖ сейчас можно легко найти в интернете, только надо учесть, что для ее работы необходим сжатый воздух. В итоге в место резания подается спиртовое облако (не нужно лить СОЖ, достаточно легкого пятнышка облака), поэтому расход ее очень небольшой и соответственно коэффициент полезного действия очень хороший. Режимы резания. В среднем, для фрезеровки алюминия можно использовать подачу 15-20 мм/сек, при погружении за заход инструмента на 10-30% от своего диаметра. Скорость погружения 2-4 мм/сек (экономьте лучше на высоте плоскости безопасности, чем на скорости погружения), обороты шпинделя 20 000 – 25 000 (для инструмента до 6 мм, для инструмента от 8 мм и выше, обороты необходимо понижать до 12 000, т.к. есть вероятность разбить подшипники на шпинделе).

Если у Вас появились вопросы и Вы хотите их нам задать пишите на электронную почту [email protected]

Режимы резания на ЧПУ станке

Режимы резания, используемые на практике, в зависимости от обрабатываемого материала и типа фрезы

Таблица (приведенная ниже) содержит справочную информацию параметров режима резания, взятые из практики. От этих режимов рекомендуется отталкиваться при обработке различных материалов со схожими свойствами, но не обязательно строго придерживаться их.

Необходимо учитывать, что на выбор режимов резания, при обработке одного и того же материала одним и тем же инструментом, влияет множество факторов, основными из которых являются: жесткость системы Станок-Приспособление-Инструмент-Деталь (СПИД), охлаждение инструмента, стратегия обработки, высота слоя снимаемого за проход и размер обрабатываемых элементов.
Общие рекомендации:
-Фрезерной обработке лучше всего подвергать пластики полученные литьем, т.к. у них более высокая температура плавления.

-При резке акрила и алюминия желательно для охлаждения инструмента использовать смазывающую и охлаждающую жидкость (СОЖ), в качестве СОЖ может выступать обыкновенная вода или универсальная смазка WD-40 (в баллончике).
-При резке акрила, когда подсаживается (притупляется) фреза, необходимо понизить обороты до момента пока не пойдет колкая стружка (осторожнее с подачей при низких оборотах шпинделя – вырастает нагрузка на инструмент и соответственно вероятность его сломать).
-Для фрезеровки пластиков и мягких металлов, наиболее подходящими являются однозаходные (однозубые) фрезы (желательно с полированной канавкой для отвода стружки). При использовании однозаходных фрез создаются оптимальные условия для отвода стружки и соответственно отвода тепла из зоны реза.
-При фрезеровке рекомендуется применять такую стратегию обработки, при которой идет беспрерывный съем материала со стабильной нагрузкой на инструмент.
-При фрезеровке пластиков, для улучшения качества реза, рекомендуется использовать встречное фрезерование.
-Для получения приемлемой шероховатости обрабатываемой поверхности, шаг между проходами фрезы/гравера необходимо делать равным или меньше рабочего диаметра фрезы(d)/пятна контакта гравера(T).
-Для улучшения качества обрабатываемой поверхности желательно не обрабатывать заготовку на всю глубину сразу, а оставить небольшой припуск на чистовую обработку.
-При резке мелких элементов необходимо снизить скорость резания, чтобы вырезанные элементы не откалывались в процессе обработки и не повреждались.

Фрезеровка алюминия на заказ на станке ЧПУ в Санкт-Петербурге по выгодны ценам

Фрезерование алюминия — один из наиболее распространенных видов обработки этого металла. Благодаря своим свойствам алюминий получил очень широкое применение в самых разных областях промышленности. К его отличительным качествам можно отнести следующее:

• Легкость;
• Прочность;
• Невысокую стоимость;
• Хорошую электропроводность;
• Отличную устойчивость к коррозии.

Однако для использования деталям из этого материала необходимо придать необходимые габариты и форму. Именно фрезерная обработка позволяет создавать заготовки нужной формы с максимальной точностью и за минимальное количество времени.

Обработка алюминия на станках с ЧПУ

Если требуется с максимальной точностью выполнить фрезерование алюминия, ЧПУ будет лучшим вариантом решения такой задачи. Такой метод позволяет создавать заготовки самой разнообразной формы, отвечающие самым строгим требованиям в плане точности. Детали из алюминия, изготовленные на станках с числовым программным управлением, широко используются в авиационной, космической и военной промышленности.

Огромным преимуществом такого метода обработки алюминия можно считать тот факт, что полученная деталь полностью готова к использованию. Она не нуждается в дальнейшей доработке, подгонке размеров и прочих операциях. Кроме того, санок с ЧПУ позволяет подобрать оптимальные режимы резания при фрезеровании алюминия. Это дает возможность исключить повреждения заготовки и существенно повышает скорость ее обработки.

Особенности обработки

Достаточно высокая пластичность алюминия создает определенные сложности при его обработке. В связи с этим в процессе фрезерования имеется риск образования на поверхности заготовки дефектов различного плана — выбоин, вмятин и прочего. В результате ошибок во время такой ответственной операции можно безвозвратно испортить обрабатываемую деталь. Поэтому очень важно правильно выбирать режимы фрезерования алюминия, что крайне затруднительно без использования автоматизированного станка. Еще один важный нюанс — специалисты настоятельно рекомендуют отдавать предпочтение вакуумному способу фиксации детали.

Фрезерования на станках без ЧПУ

Станки, не имеющие числового программного управления, тоже достаточно широко применяются для фрезерной обработки алюминия. Однако с их помощью практически невозможно получать достаточно сложные заготовки, соблюдая при этом точность размеров. Кроме того, необходимо иметь огромный опыт, чтобы подобрать оптимальную скорость фрезерования алюминия и прочие важные параметры. Поэтому изготовление сложных деталей, требующих высокой точности, лучше доверить солидному предприятию, в распоряжении которого имеются фрезерные станки с ЧПУ.

Фрезерование меди, режимы резания при механической и токарной обработке меди

Доступность руды, низкая температура плавления и пластичность меди делает ее популярным и распространенным материалом. Она обладает рядом ценных свойств: ковкость, высокий уровень теплопроводности, электропроводность, прочность. Поэтому медь часто входит в конструкцию электротехники, и популярна в современном производстве.

Особенности обработки

Благодаря пластичности медь хорошо обрабатывается ковкой, штамповкой. Данное свойство предопределило увеличение объемов добычи и применения данного материала во времена бронзового века. Сегодня медь с легкостью обрабатывают на фрезерных станках с ЧПУ. Однако, чтобы получить качественное изделие, нужно работать соблюдая определенные правила. Поскольку медь обладает высокой пластичностью, фреза во время обработки может «завязнуть» в изделии. Чтобы иметь хорошую производительность, необходимо:

• Применять режущий инструмент из твердых сплавов;
• Фреза всегда должна быть острой;
• Соблюдение требуемой частоты вращения шпинделя. При увеличении скорости можно повредить материал, фрезу, станок;
• Во время работ использовать смазочно-охлаждающую жидкость;
• Вовремя удалять стружку.

При неправильных расчетах и подборе параметров можно вызвать сильную вибрацию, а также разбалансировку оборудования. Это приведет к снижению точности обработки. В итоге кроме получения детали неправильной формы повышается риск выхода из строя станка.

Токарная обработка – один из распространенных вариантов металлообработки. Производится путем срезания тонкого слоя металла, в итоге получая деталь определенных размеров и форм.

Глубина

Припуск – это толщина слоя, который удаляется с заготовки для получения необходимого размера. Во время обточки он удаляется в несколько этапов за некоторое количество срезов. Толщина снимаемого слоя за один проход называется глубина резания. В расчетах и технологичных таблицах данный параметр обозначается как t.

При обточке он равен половине диаметра. До и после обработки вычисляется по формуле:

t = (D-d)/2, где D – диаметр заготовки, d- заданный диаметр детали.

Идеальный вариант удаления припуска – 1 проход. Однако на практике токарные работы включают черновой этап обработки и чистовой. При необходимости повышенной точности есть и получистовой этап. При соблюдении всех правил добиться требуемого результата можно за 2-3 прохода.

Подача

Это длина пути при поперечном перемещении фрезы, совершаемой за один оборот шпинделя. Величина измерения параметра – миллиметр за один оборот. В документации данный параметр обозначают буквой S. Подбирать величину необходимо по технологическому справочнику. Мощность главного привода определяет величину подачи. Также важными факторами при определении данного параметра является глубина, габариты, физические свойства меди.

Производительность труда связана с величиной подачи и устанавливается на наибольшее значение с учетом рабочего инструмента и технологических возможностей станка.

Скорость

Это суммарная траектория режущей стороны фрезы за некоторое время. В расчетных таблицах данный параметр обозначается латинской буквой v. Подбирается скорость по технологическим таблицам, либо можно рассчитать по формуле:

v= П*d*n/1000 – где d – диаметр заготовки; n – скорость вращения, П = 3,14 (число Пи).

Данный параметр – основная характеристика производительности. Он влияет на режимы работы станка, износ режущего инструмента и качество готового изделия. Его величина зависит от мощности главного привода станка.

Выбор режима на практике

Все расчеты режимов резания производятся сотрудниками отдела главного технолога производства или технологическим бюро. Итоговые результаты необходимо внести в операционную карту. В ней указывается этапы, их последовательность, необходимый инструмент и режимы изготовления, которые будут применяться в ходе обработки. На практике условия точения могут немного отличаться от нормативных по некоторым причинам:

• Снижение точности станка из-за его износа;
• Отклонения в физических характеристиках обрабатываемого материала;
• Несоответствие характеристик материала расчетам.

По этой причине на практике применяются черновые пробные проходы: обработка небольших участков с подбором необходимого режима и дальнейшим замером размеров и качества обрабатываемой поверхности. В данном методе есть один минус – возрастание трудозатрат и использование производственных ресурсов свыше нормы. Поэтому его можно применять в отдельных случаях:

• Определение точности перед обработкой и запуском партии;
• Изготовление в единичных случаях без технологической карты;
• Работа с бракованными элементами;
• Обработка литейных заготовок, которые не прошли предварительную обдирку;
• Запуск в производство нового материала.

Также пробное точение применяют, когда начинают выпуск новых деталей.

На станках с ЧПУ можно обрабатывать не только сплавы меди, но и бронзы, алюминия, титан, чугун. Также подобную обработку используют в тех материалах, где низкая температура плавления: некоторые пластики, дерево. Каждый материал имеет свою особенность расчета и выбора режима точения.

Применения СОЖ для станков с ЧПУ

Обязательным условием для работы с медью является использование СОЖ. Основная функция – это смазка. Чаще всего используют специальный состав WD-40. Иногда практикуют машинное масло. Подача жидкости осуществляется штатной или опционной системой. Система СОЖ это:

• Бак для жидкости;
• Насос, создающий давление;
• Магистрали;
• Форсунка-распылитель.

Струя жидкости во время работ должна подаваться либо на фрезу, либо на зону обработки. Во втором случае жидкость будет очищать зону резки от медной стружки.

Правильные режимы для станков с ЧПУ

Оптимальный режим можно подобрать только экспериментально. Для каждого случая (выбор, состояние фрезы, тип обрабатываемой заготовки, сложность программы) подходящим будет свой отдельный режим. Однако есть некоторые стандартные рекомендации:

• Разрешается снимать слой меди за один проход фрезы толщиной не более 0,2 мм;
• Инструмент подается со скоростью 5 миллиметров в секунду;
• Глубина резания – не более трети диаметра фрезы;
• Устанавливается малая частота вращения шпинделя;
• Изменить режимы разрешено только во время применения твердого, стойкого режущего инструмента.

Выбор управляющей программы для станка с ЧПУ

Управляющая программа разрабатывает маршрут движения фрезы. Она содержит все сведения о режимах металлообработки и типе режущего инструмента для любого этапа (чистового, чернового).

Программа подбирает такой режим, который позволяет фрезе плавно обводить рельеф и получить нужную деталь. Для меди режим выбирается умеренный. Это приводит к увеличению времени, однако готовые изделия выходят в соответствии с ГОСТом.

Современные станки с ЧПУ имеют специальные CAM-программы. Они позволяют заранее рассчитать и указать время процесса для каждого конкретного случая. При длительном времени работ разрешено увеличить скорость либо подачу.

9 советов по выбору режима резания на фрезерном станке с ЧПУ + Таблица режимов резания

Обрабатываемый материал	Тип работы	Тип фрезы	Частота, об/мин	Подача (XY), мм/сек	Подача (Z), мм/сек	Примечание
Акрил	V-гравировка	V-образный гравер d=32 мм., A=90, 60 град., T=0.2 мм	До 18000	5	1-2	По 5 мм за проход.
	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	До 18000	15	5-6	Встречное фрезерование. Не более 3 мм за проход. Желательно использовать СОЖ.
ПВХ до 10 мм	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	18000-24000	10-20	5-6	Встречное фрезерование.
Двухслойный пластик	Гравировка	Конический гравер, плоский гравер	18000-24000	15-20	5-6	По 0.3-0,5 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T).
Композит	Раскрой	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	15000-18000	10-12	1-2	Встречное фрезерование.
Дерево ДСП	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	18000-22000	10-15	2-3	Встречное фрезерование. По 5 мм за проход (подбирать, чтобы не обугливалось при резке поперек слоев).
		Фреза спиральная 2-заходная компрессионная d=6 мм	20000-21000	15-17	3-4	Не более 10 мм за проход.
	Гравировка	Фреза спиральная 2-заходная круглая d=3.175 мм	До 15000	10	2-3	Не более 5 мм за проход.
		Конический гравер d=3.175 мм или 6 мм	18000-24000	15-20	5-6	Не более 5 мм за проход (в зависимости от угла заточки и пятна контакта). Шаг не более 50% от пятна контакта (T).
	V-гравировка	V-образный гравер d=32 мм., A=90, 60 град., T=0.2 мм	До 15000	10-12	2-3	Не более 3 мм за проход.
МДФ	Раскрой Выборка	Фреза спиральная 1-заходная с удалением стружки вниз d=6 мм	20000-21000	15-17	3-4	Не более 10 мм за проход. При выборке шаг не более 45% от d.
		Фреза спиральная 2-заходная компрессионная d=6 мм	20000-21000	18-20	4-5	Не более 10 мм за проход.
Латунь ЛС 59 Л-63 Бронза БрАЖ	Раскрой фрезеровка	Фреза спиральная 2-заходная d=2 мм	15000	12	1-2	По 0,5 мм за проход. Желательно использовать СОЖ.
	Гравировка	Конический гравер A=90, 60, 45, 30 град.	До 24000	4	1-2	По 0.3 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T). Желательно использовать СОЖ.
Дюралюминий, Д16, АД31	Раскрой фрезеровка	Фреза спиральная 1-заходная d=3.175 мм или 6 мм	15000-18000	12-20	1-2	По 0,2-0,5 мм за проход. Желательно использовать СОЖ.
Магний	Гравировка	Конический гравер A=90, 60, 45, 30 град.	12000-15000	12	2-3	По 0,5 мм за проход. Шаг не более 50% от пятна контакта (T).

11 простых советов на 2021 год

Люди часто спрашивают, может ли фрезерный станок с ЧПУ резать алюминий. Они привыкли, что они в основном режут дерево и пластик. Я всегда отвечаю на этот вопрос: «Да, любой фрезерный станок с ЧПУ может резать алюминий, если вы делаете это правильно». Я собираюсь ТОЧНО рассказать вам, как резать алюминий с помощью фрезерного станка с ЧПУ, с помощью этих 11 простых советов.

Когда вы узнаете секреты, вы обнаружите, что обработка алюминия с помощью фрезерного станка с ЧПУ не только проста, но и очень продуктивна. Использование фрезерного станка с ЧПУ для алюминиевых деталей может быть очень успешным занятием при небольшой осторожности и подготовке.

Следует помнить несколько вещей о том, чем алюминий (и другие металлы) отличаются от дерева или пластика. Во-первых, у них гораздо меньшая «зона наилучшего восприятия» для оптимальной подачи и скорости. Если вы оставите золотую середину, фрезы начнут ломаться, они изнашиваются намного быстрее, а качество поверхности в лучшем случае будет плохим. На самом деле, есть несколько приятных моментов в зависимости от того, чего вы хотите достичь:

Металлы имеют гораздо меньшие зоны наилучшего восприятия (более узкий диапазон допустимой подачи и скорости), чем древесина или пластмассы…

Во-вторых, для алюминия (и некоторых других металлов) существует фактор «липкости».Алюминий хочет прилипнуть к инструменту. Фактически, он будет делать это до такой степени, что приваривается к инструменту. Если на режущих кромках появляются липкие алюминиевые отложения, этот инструмент недолговечен, особенно при 20 000 об / мин и более.

Несмотря на эти проблемы, вы можете очень успешно резать алюминий практически на любом маршрутизаторе. Вот 10 советов по успешной резке алюминия с помощью фрезерного станка с ЧПУ:

1. Не торопитесь

Фрезерный станок с ЧПУ может резать алюминий, но это не идеальный инструмент для извлечения больших деталей в аэрокосмической отрасли, таких как лонжероны крыла.Цена, которую вы заплатите за успех, – это замедление работы. Обратите внимание, что я не имею в виду буквально замедлять ваши подачи и скорости, но ваша общая скорость съема материала будет меньше, чем может быть достигнута с помощью специального фрезерного станка с ЧПУ. Так что расслабьтесь и позвольте машине делать свое дело. По крайней мере, фрезерный станок с ЧПУ хорошего размера может уместить на своем столе гораздо больше материала, чем любой другой фрезерный станок с ЧПУ. Загрузите его, нажмите зеленую кнопку и уходите.

2. Используйте калькулятор подачи и скорости

Послушайте, вы, по всей вероятности, приблизитесь к пределу возможностей вашей машины.Резка алюминия на фрезерном станке с ЧПУ – непростая задача, так что давайте сделаем это правильно. Ни об одной этой «резке на слух», о которой так любят говорить старожилы. Ухо не успевает за работой, так как ваш тренажер скользит по углам и по карманам. В одну минуту все в порядке, в следующую вы уклоняетесь от кончика резака, который отломился и швырнул через магазин. Все ЧПУ могут воспользоваться калькулятором подачи и скорости, но когда вы приближаетесь к границе диапазона производительности, вам нужно быть особенно осторожным.Конечно, мы рекомендуем наш собственный калькулятор каналов и скорости G-Wizard. Конечно, есть и другие, но наш первый в мире калькулятор подачи и скорости, специально разработанный для нужд пользователей маршрутизаторов с ЧПУ (щелкните эту ссылку, чтобы узнать, почему).

Убедитесь, что тот, который вы получаете, обладает необходимыми функциями для фрезерных станков с ЧПУ. Очень важные функции для фрезерных станков с ЧПУ, которые мы включаем в G-Wizard Calculator, включают:

– Установка минимальных оборотов. Калькулятор не поможет, если он постоянно говорит вам действовать медленнее, чем вы можете.

– Типы фрезерных станков с ЧПУ: V-образные насадки, насадки для сжатия и насадки с вырезами очень важны для пользователей фрезерных станков с ЧПУ. Убедитесь, что ваш новый калькулятор обрабатывает их, как G-Wizard.

– Отклонение: прогиб инструмента – это факт жизни, и он является причиной поломки многих инструментов. Убедитесь, что ваш калькулятор определит отклонение и что у него есть такие возможности, как наш оптимизатор резки и мастера CADCAM, чтобы помочь найти решения, позволяющие избежать чрезмерного отклонения.

– Предупреждение о трении: если вы слишком сильно снизите скорость подачи, ваш резак перестанет отрезать хорошую чистую стружку и начнет пахать по поверхности.Это называется «трением» и действительно снижает стойкость инструмента из-за выделяемого тепла. Возьмите калькулятор с предупреждением о трении.

– Утончение стружки: когда вы выполняете легкие пропилы, ширина которых меньше половины диаметра фрезы, вы получаете утонение стружки. Калькулятор должен это компенсировать, иначе вы преждевременно износите инструменты.

– Возможность снижения мощности для менее жестких машин: подробнее см. № 10 ниже. Также хорошо, если в калькуляторе есть несколько профилей машины, чтобы при необходимости можно было легко переключаться между профилями с полным и пониженным рейтингом.

Как только у вас появится калькулятор, ваша первая проблема будет связана со слишком низкими рекомендуемыми оборотами в минуту. Одной из проблем для большинства фрезерных станков с ЧПУ является скорость вращения шпинделя по сравнению с большинством фрезерных станков с ЧПУ. Ваш средний новый фрезерный станок с ЧПУ достигает максимума при 10 000 об / мин, а многие фрезерные станки с ЧПУ не могут работать с таким медленным . Жизнь для них начинается примерно при 20 000 об / мин. Следующая пара советов посвящена решениям этой проблемы.

3. Используйте фрезы с ЧПУ для резки алюминия (твердосплавные концевые фрезы)

Фрезерные станки с ЧПУ

используют различные специализированные фрезы, которые нельзя использовать с алюминием.Нисходящим спиралям, компрессионным резакам и т. П. Не место в работе с алюминием.

Вам нужны фрезы, специально предназначенные для алюминия. Большая часть мира с ЧПУ использует для этой цели твердосплавные концевые фрезы с 2 или 3 канавками.

Это помогает увеличить рекомендованные обороты, чтобы ваши фрезы работали на высоких оборотах, на которых работают фрезерные шпиндели с ЧПУ. Измерение, определяющее это, называется поверхностной скоростью (для получения дополнительной информации об этом и многих других подсказках и советах по подаче и скорости, ознакомьтесь с нашей Поваренной книгой по подаче и скорости).Твердосплавные фрезы работают намного быстрее, чем фрезы из быстрорежущей стали. Забудьте о фрезах из быстрорежущей стали и кобальта для алюминия.

Например, мне нужно вырезать паз с помощью концевой фрезы 1/4 дюйма. Если я выберу концевую фрезу из HSS, G-Wizard сообщит мне, что он хочет работать со скоростью 5877 об / мин, и мой шпиндель фрезерного станка на 20 000 об / мин не будет работать так медленно. Поэтому я перехожу на твердосплавную концевую фрезу. Теперь рекомендация 17419 об / мин – мы намного ближе. Это при наземной скорости 1140 SFM. Возможно, вам удастся найти более агрессивные рекомендации по SFM для инструментов вашего производителя.

4. Используйте фрезы меньшего диаметра

Другой способ увеличить частоту вращения – использовать фрезы меньшего диаметра. Забудьте о концевых фрезах 1/2 дюйма. Уменьшите до 1/4 ″ максимум и, как правило, меньше. Поскольку вы собираетесь работать с меньшими диаметрами, вам нужны более жесткие фрезы, чтобы прогиб инструмента не стал проблемой – помните, вам нужен калькулятор подачи и скорости, который имеет дело с прогибом инструмента. Карбид намного жестче, чем HSS, поэтому это еще одна причина в пользу карбида.

Рассматривая наш пример твердосплавных фрез в № 3, предположим, что вместо концевой фрезы 1/4 “мы используем 3/16”.Благодаря этому, казалось бы, небольшому изменению рекомендованная частота вращения увеличилась до 23226 об / мин – территория шпинделя фрезерного станка. Нам легко снизить это число до 20 000 об / мин и увеличить срок службы инструмента.

Мораль этой истории состоит в том, чтобы тщательно подобрать инструменты к возможностям вашего станка.

5. Будьте параноиком по поводу очистки чипов

Я не могу переоценить это, особенно когда материал имеет свойство сцепляться с резаком.

При повторной нарезке стружки ломается больше резцов, чем что-либо другое, что я вижу.Будьте параноиком по поводу очистки фишек. Не рассчитывайте на наличие поблизости вакуумной системы пылеулавливания, если вы лично не убедились, что она отсасывает стружку даже из самых глубоких разрезов. Более надежным является воздушный поток, прикрепленный к шпинделю и направленный прямо в то место, где резец встречается с обрабатываемым материалом. Если вы стоите там с насадкой в ​​руке (или, что еще хуже, с кистью), думая, что можете все прояснить, вы не достаточно параноик по поводу удаления стружки.

6. Следите за глубиной резания и прорезанием пазов – они затрудняют удаление стружки.

Чем глубже вы прорезаете и чем ближе к пазу входит фреза, тем сложнее удалить стружку со дна отверстия.Сделайте больше проходов, чтобы пропилить до необходимой глубины и открыть более мелкие глубины для лучшего доступа.

Вот подсказка. При работе с материалом, к которому прикреплен тонкий лист алюминия, кладите лист алюминиевой стороной вверх. Это упрощает удаление алюминия с резака как можно быстрее.

7. Смажьте туманом

Если у вас есть паранойя по поводу этих стружек, следующая проблема – обеспечение смазки, чтобы уменьшить склонность стружки к режущим кромкам.

Многие пользователи фрезерных станков с ЧПУ ненавидят возиться с охлаждающей жидкостью любого типа, но вам в значительной степени придется использовать какую-то смазку, чтобы надежно разрезать что угодно, кроме самого тонкого алюминия. Поскольку вы, по-видимому, уже устроили струю сжатого воздуха, вы также можете пропустить туман охлаждающей жидкости через тот же механизм. Фактически, купите мистер, чтобы обеспечить продувку воздухом и туман охлаждающей жидкости. Это просто и недорого.

Вы можете настроить распыление таким образом, чтобы на него оставалось очень мало жидкости, чтобы уменьшить беспорядок, и это нормально, пока распыляемый материал попадает на резак.

Иногда просто невозможно использовать туман, но вам все равно нужно отрезать немного алюминия. Если вы режете очень тонкий алюминий или выполняете очень неглубокие проходы, вы можете обойтись без смазки. Сделайте несколько тестов и посмотрите.

8. Не снижайте слишком сильно скорость подачи!

Если вы слишком медленно увеличиваете скорость подачи, вы рискуете заставить инструмент тереться, а не резать. Это намного больший риск для пользователей фрезерных станков с ЧПУ, чем для пользователей фрезерных станков, просто потому, что шпиндель работает очень быстро.Чтобы поддерживать рекомендуемую стружку на таких высоких оборотах, вам необходимо обеспечить плавное движение фрезы.

Например, наш резак 3/16 ″ при 21K об / мин хочет подавать со скоростью 91 дюйм / мин. Если вы слишком сильно замедлитесь, скажем, до 1/4 от этого, многие подумают, что они «выманивают» машину и инструмент. Нет ничего более далекого от правды. Если вы начнете работать достаточно медленно, чтобы резак начал тереться со скоростью 20 000 об / мин, вы нагреете всю работу и резко сократите срок службы инструмента. Подробнее об этом явлении трения см. В нашей статье о нагрузках на стружку и скорости резания.

Справиться с проблемами трения легко, если вы используете калькулятор подачи и скорости, такой как G-Wizard, который предупреждает вас о трении.

9. Если ваша машина не может подавать достаточно быстро, используйте меньше канавок и увеличьте ширину пропила.

Концевая фреза с одной канавкой…

Обычно мы в любом случае используем 3 или меньше зубьев с алюминием – просто не пытайтесь использовать фрезы для алюминия с четырьмя или более канавками!

Причина в том, что алюминий дает особо крупную стружку. Чем меньше канавок, тем больше места между режущими кромками и тем больше места для выхода крупных стружек и их уноса ветром.При слишком большом количестве канавок стружка возвращается слишком плотно, заклинивает канавки, и довольно скоро у вас сломается фреза.

Предположим, вы используете калькулятор подачи и скорости и столкнулись с ситуацией, когда ваша машина просто не может перемещать резак с достаточной скоростью. Например, в нашем примере 3/16 дюйма при 21 000 об / мин, допустим, мы разрезаем ширину пропила 0,040 дюйма. G-Wizard предлагает подавать концевую фрезу с 3 зубьями со скоростью 166 дюймов в минуту, но ваш фрезерный станок с ЧПУ может резать только точно и надежно со скоростью 100 дюймов в минуту.Что делать?

Ответ – попробуйте меньше флейт. Для фрезы с 2 зубьями требуется только скорость подачи 110 дюймов в минуту. Снижение этого показателя до 100 IPM не приведет к риску затирания – это всего на 10% медленнее.

Кстати, мы говорили о резке алюминия, но вы можете решить эту проблему с деревом еще хуже, потому что вы можете резать более мягкий материал намного быстрее. Подключите эти значения и выберите Hardwood в G-Wizard, и он хочет получить 883 IPM при 20 000 об / мин!

Подсказка: именно по этой причине делают фрезы с 1 канавкой.Datron – одна из компаний, продающих концевые фрезы с одной канавкой.

Если мы рассмотрим сценарий с одной канавкой при 20000 об / мин, GW теперь рекомендует 294 IPM. Если вы сжигаете дрова, это, вероятно, связано с тем, что вы кормите слишком медленно, а резак трется. Кстати, мне нравится смотреть, как быстро движущийся промышленный фрезерный станок с ЧПУ пробивает дерево и выбрасывает вьюгу из стружки и пыли. Холодные бобы!

Еще одна вещь, о которой следует знать, – это то, что называется «радиальным утонением стружки». Если ширина реза меньше 1/2 диаметра фрезы, вам необходимо увеличить скорость подачи, потому что ваш станок производит неестественно тонкую стружку из-за радиального утонения стружки.Опять же, вы думаете, что за счет сверхтонких резов и резкого снижения скорости подачи. Вместо этого из-за утонения и истирания радиальной стружки вы резко сокращаете срок службы фрезы. Калькулятор подачи и скорости G-Wizard автоматически учитывает радиальное утонение стружки в своих расчетах.

10. Используйте предел мощности для снижения жесткости

Хорошо, вы усвоили остальные 9 советов, и все идет хорошо, но теперь вы приближаетесь к пределам жесткости вашей машины.Если пахать на полную мощность, случатся плохие вещи. Станок издает стук и разрушает резак, плохая обработка поверхности или машина отклоняется и режет очень неточно.

Силы резания по металлу, вероятно, будут намного выше, чем по дереву, а фрезерные станки с ЧПУ (иногда называемые портальными фрезерными станками) значительно менее жесткие, чем эквивалентные фрезерные станки с ЧПУ. Это просто факт жизни. Если не что иное, сравните рабочий диапазон фрезерования (намного меньше, чем у фрезера) и его вес (намного больше, чем у фрезерного станка) с фрезерным станком с ЧПУ.За исключением крупнейших промышленных портальных мельниц, здесь нет сравнения. И поэтому этот станок не может быть таким жестким, как фрезерный станок с ЧПУ. Итак, мы должны компенсировать.

Мы не знаем точной жесткости данной машины. Нет опубликованных спецификаций, которые мы могли бы использовать для сравнения или расчета. Но мы можем использовать мощность шпинделя в качестве прокси. Это та сила, которая «толкает» заготовку во время резки, с которой должна бороться жесткость. G-Wizard имеет возможность рассчитать «пониженную» мощность шпинделя, которая соответствует рабочему диапазону и весу вашего станка, до мощности шпинделя, подходящей для этого уровня жесткости.Результаты могут вас удивить, но они основаны на реальных эмпирических измерениях.

Например, предположим, что у вас есть фрезерный станок размером 4 x 8 футов с ходом по оси Z 20 дюймов и весом 1000 фунтов. Обратите внимание, что даже довольно легкий промышленный фрезерный станок с ЧПУ, такой как Haas TM-1, будет иметь ход 30 ″ x 12 ″ x 16 ″ и общий вес 3240 фунтов – гораздо меньший габарит и намного больший вес. Чтобы работать на таком уровне жесткости (а TM-1 тоже не является вершиной жесткости), требуется снижение мощности до 0.17 л.с.

Снижение номинальных характеристик приведет к снижению наших показателей – 22 000 об / мин и 79 дюймов в минуту для полного слота с 3/16 ″ дюйма и 2 канавками. Но мы выполним работу с лучшей обработкой поверхности, точностью и меньшей склонностью к отклонению рамы машины или вибрации.

Не запускайте все время с пониженными номинальными характеристиками, сохраняйте профиль машины с пониженными характеристиками, а с другим – нет. Используйте уменьшенные для более тонкой обработки поверхности или в случаях, когда резец продолжает ломаться.

11. Работа с алюминиевым листом для фрезерного станка с ЧПУ отличается от работы фрезерного станка с ЧПУ для резки алюминиевого листа

Существует огромная разница между фрезерным станком с ЧПУ, режущим тонкий алюминиевый лист, и фрезером с ЧПУ, режущим более толстый алюминиевый лист.Чем толще материал и чем больше глубина пропила, тем важнее следовать этим советам.

Заключение

Обработка алюминия с помощью фрезерного станка с ЧПУ абсолютно совместима с большинством фрезерных станков. Это просто вопрос соответствия возможностей вашего станка оптимальным условиям подачи и скорости материала путем грамотного выбора инструментов и параметров резания. Хороший калькулятор подачи и скорости, такой как наш G-Wizard, может помочь вам в этом. Добавьте к этому потребность в смазке и паранойю по поводу скопления стружки, и вы готовы взяться за алюминиевый проект.

5 фактов о обработанном алюминием с ЧПУ, о которых вы, возможно, не знали – Geospatial World

Станок с ЧПУ (числовое программное управление) работает на компьютерной программе; это может быть как для прототипирования, так и для серийного производства. Алюминий – это обычно обрабатываемый материал, поскольку он демонстрирует отличную обрабатываемость и, таким образом, является предпочтительным материалом в большинстве производственных секторов.

Алюминий как материал обладает интересными термическими и механическими свойствами. Кроме того, алюминиевому металлу относительно легко придать форму, особенно в процессах сверления, например, при обработке алюминия с ЧПУ.Фактически, мы высоко ценим алюминиевый сплав по сравнению с другими легкими металлами, такими как сплавы магния и титана.

Использование алюминия с ЧПУ значительно расширилось, интенсивное производство автомобильных деталей с ЧПУ и других легких деталей с ЧПУ. Ниже приведены некоторые вещи, о которых вы, возможно, не знали.

Алюминий Материал: Обработка алюминия с ЧПУ

Алюминий – мягкий, легкий, податливый, податливый и прочный металл. Его внешний вид серебристый или матово-серый и зависит от шероховатости поверхности.Ему не хватает магнитных свойств и он негорючий. Металлический алюминий плавится при 640 градусах, а его плотность составляет 2,68. Это хороший проводник электричества, хотя и не соответствует стандарту медь по определенной площади поперечного сечения, и широко используется в автомобилях с ЧПУ, таких как квадроциклы, аэрокосмической и медицинской промышленности.

Алюминий, марка

Окончательный выбор типа сплава алюминия, который вы собираетесь использовать, зависит от ваших проектов обработки, что позволяет вам ранжировать каждый сплав в соответствии с его характеристиками, от самого важного до наименее важного.Таким образом, вы можете выбрать алюминий с определенными свойствами и формой в соответствии с вашими потребностями.

Ниже приведены некоторые типы с важными сведениями о марке алюминия;

• Алюминий 6061: Этот сорт обладает превосходными механическими свойствами, отличной свариваемостью. Его актуальные свойства делают его одним из самых экструдированных сортов. Это связано с его хорошей ударной вязкостью, средней и высокой прочностью, отличной коррозионной стойкостью в тяжелых условиях, холодным анодированием и технологичностью при изгибе.Алюминий 6061 обычно используется для 5-осевой обработки с ЧПУ.
• Алюминий 7075: он также популярен, хотя и не похож на 6061. Этот сплав известен своей исключительной усталостной прочностью. Этот сорт алюминия не подходит для сварки; это дорого. Следовательно, он лучше подходит для жестких деталей, таких как фюзеляжи, велосипедные детали, комплекты для скалолазания и крылья самолетов. Этот сплав также лучше по коррозионной стойкости.
• Алюминий 2024: Сплав преимущественно используется в военном и аэрокосмическом секторах.Это связано с его механическими свойствами, такими как высокая износостойкость и высокая прочность. Алюминий 2024 ужасно устойчив к коррозии и не поддается сварке.

Алюминиевый прототип с ЧПУ

Обработанные прототипы из алюминия обычно производятся из различных сплавов. Чаще всего используется сплав 6061-T6, предназначенный, в частности, для электроники, транспорта, авиакосмической и военной промышленности.

Алюминиевые сплавы имеют низкую плотность, но высокую прочность.Часто обработка прототипов алюминия с ЧПУ имеет большой допуск для контроля даже 0,01 мм. Станок с ЧПУ может производить уникальные и качественные алюминиевые прототипы. Фрезерование с ЧПУ – это просто идеальный выбор, преимущества заключаются в процессе обработки, а именно в высокой точности и фрезеровании алюминия.

Обработанные с ЧПУ алюминиевые компоненты и детали

Технология обработки алюминия с ЧПУ позволила производить детали и компоненты с ЧПУ, которые помогают в широком спектре услуг (токарная обработка, фрезерование и шлифование).Сегодня хорошо обработанные алюминиевые детали с ЧПУ становятся все популярнее в машиностроительном секторе.

Ниже приведены некоторые алюминиевые детали, обработанные на станках с ЧПУ:

• Передние панели
• Установочные штифты
• Корпуса EMI
• Шлицевые валы
• Медицинское оборудование
• Светильники

Как избежать деформации при обработке алюминия с ЧПУ

Алюминий – важный промышленный материал, но он имеет серьезную разрушительную силу.Сплавы имеют относительно низкую твердость и высокое тепловое расширение, могут деформироваться при механической обработке в тонкую деталь. Однако можно предпринять несколько шагов, чтобы заранее избежать деформации материала.

Симметричная обработка

Важно избегать чрезмерной концентрации тепла, а скорее создавать рассеивание тепла для снижения скорости тепловой деформации.

Многослойная многослойная обработка

Если у вас есть несколько полостей на пластине из алюминиевого сплава, вы можете легко повернуть одну стенку полости из-за распределения силы.Чтобы такого не произошло, следует обрабатывать все полости за один и тот же период.

Получите соответствующий параметр резки

Значительное влияние на параметр резания оказывает глубина резания. Для поддержания эффективности и уменьшения количества резки. Фрезерование с ЧПУ может решить эту проблему, увеличив скорость станка и уменьшив силу резания.

Сверление и фрезерование

Когда фреза применяется к полости и деталям, резания достаточно.Это приводит к резкому нагреву, расширению и деформации. Лучший способ избежать этой проблемы – предварительно просверлить с помощью инструмента большего размера, чем фреза, а затем установить фрезу и фрезу.

5-осевая обработка с ЧПУ

При 5-осевой обработке ЧПУ перемещается при резке одновременно под пятью углами осей. Этот процесс обработки является быстрым и надежным при проектировании сложных деталей, поскольку работа выполняется в нескольких направлениях.

5-осевая обработка получила широкое распространение по следующим причинам:

• Настройка является однократной, что сокращает время выполнения заказа и повышает эффективность
• Он обеспечивает лучшую геометрию благодаря своей способности избегать столкновения с державкой инструмента при наклоне стола или режущего инструмента.
• Можно использовать более короткие и более жесткие инструменты, некоторые с высокой скоростью вращения шпинделя, что достигается за счет уменьшения нагрузки на режущий инструмент.
• Детали не проходят через другую рабочую станцию, поэтому количество ошибок уменьшается, точность сохраняется, а качество гарантируется.

Подводя итог, вы теперь знаете о различных процессах обработки алюминия с ЧПУ (фрезерование, сверление и токарная обработка), при которых необработанный кусок алюминия обрабатывается до тех пор, пока он не станет готовым продуктом.Это сложный процесс, требующий опыта, точности и мощного оборудования. Более того, это связано с тем, что используется другой алюминиевый сплав.

Преимущества алюминия очевидны: фантастический процесс резки, лучшее качество и спрос на обработанные алюминиевые изделия постоянно растут. Отрасли промышленности стремительно набирают обороты со многими специалистами для удовлетворения ваших потребностей, не забудьте провести исследования и найти образцы, чтобы убедиться в качестве алюминия с ЧПУ.

Обработка алюминия на фрезерном станке с ЧПУ

Я собираюсь предисловить к этой статье, сказав, что я не эксперт в этом! Многие дорогие режущие инструменты подошли к концу, а я «использовал» их для обработки алюминия.В Интернете есть масса полезной информации о резке алюминия из мира машинистов. Практически все это делается на настоящих металлообрабатывающих станках и обрабатывающих центрах. Даже довольно изящный фрезерный станок по металлу намного жестче и менее подвержен вибрации, чем фрезерный станок для тяжелых условий эксплуатации. Это обсуждение того, как получить достойные результаты и не испортить вещи при использовании инструмента, который подходит, но не идеален для работы.

Обработка дорожек подшипников с помощью фрезы под ключ Harvey Tool. Без ограждения страшно – но эффективно! Ложа была обработана струей воды и закончена на маршрутизаторе.

Пять больших проблем, с которыми я столкнулся при резке алюминия различными маршрутизаторами, которые у меня были:

• выбор сплава
• жесткость станка
• выбор траектории инструмента / стратегии
• подачи и скорости
• очистка / охлаждение стружки
• приспособление

Сортировка каждого из этих элементов имеет огромное значение для вашего успеха!

Безопасность!

Прежде всего, о безопасности – потому что резка металла вызывает некоторые реальные проблемы, которых у вас нет при резке дерева или пластика! Есть причина, по которой коммерческие обрабатывающие центры по металлу имеют корпуса.Летучая стружка и охлаждающая жидкость создают огромный беспорядок, а также представляют реальную опасность для операторов. В Интернете полно видеороликов, на которых машины выкидывают детали из тисков, а резаки тормозят и взлетают. При обработке металла куски становятся тяжелее, острее и горячее. При обработке алюминия всегда надевайте защитные очки!

Очень важно надежно удерживать ваш материал. Из-за прочности алюминия и повышенных сил резания мелкие детали и обрезки могут быть зажаты с большой силой и скоростью, что очень страшно.Нет ничего неразумного в том, чтобы установить щит или занавес, чтобы защитить себя!

Выбор сплава: какой тип алюминия?

Алюминий чаще всего легируют другими металлами для улучшения определенных свойств. Обзор можно найти здесь: Алюминиевые сплавы 101. Как правило, лучшие сплавы для механической обработки – это серия 6xxx. Это хорошо, потому что они очень распространены и их легко достать. Большая часть экструзии – это сплав 6ххх. «Xxx» означает, что существует множество подтипов алюминия 6-й серии.6061 очень распространен и является хорошим вариантом для обработки. Я обработал лист серии 5ххх – однажды, когда клиент принес его мне, – и это было катастрофой для маршрутизатора. Очень липкий и склонный к загрузке ножами. Урок выучен. По возможности придерживайтесь сплавов серии 6ххх.

Термическая обработка (для тех сплавов, где она работает) также влияет на твердость материала. Термическая обработка обозначается цифрой после буквы «T» – например, «6061-T6». Обычно термически обработанные сплавы лучше (тверже и менее липкие) для механической обработки.Нетермообработанный материал будет обозначен «T3» или «T4», а термически обработанный (или состаренный) будет обозначен «T5» или «T6» – так что при прочих равных условиях, если вы хотите обработать его, убедитесь, что вы получить термообработанный материал. Термообработанный материал также немного прочнее. Любой, кто продает металл, будет гораздо лучше осведомлен о деталях, чем я, поэтому спросите, прежде чем покупать.

Если бы мне пришлось выбирать что-то для обработки, это был бы «6061-T6» для материалов общего назначения или литая пластина «Mic-6» для вещей, которые должны быть стабильными или иметь плоскую начальную ложу.Mic-6 – это обозначение продукта Alcoa, но его название часто используется как «Kleenex» или «Xerox», что означает просто «литая пластина». Он отлит в виде листа, а не экструдирован, поэтому он имеет минимальное внутреннее напряжение и не деформируется при механической обработке. Он тоже очень плоский, но стоит дороже!

Режущие нагрузки

Вы можете проверить, насколько жестка ваша машина, взяв индикатор с круговой шкалой и поместив его так, чтобы он считывал отклонение по какой-либо оси где-то рядом с головкой. Возьмите станок (шпиндель выключен) и потяните за него изо всех сил.Если у вас нет действительно прочной машины, она будет много двигаться. У меня был станок, который резал дерево очень красиво и точно, но отклонялся от 0,06 дюйма (1,5 мм) только с усилием, которое я мог приложить руками. На самом деле – если вы все делаете правильно – фреза, выполняющая обычную операцию обработки, создает намного меньшую нагрузку на станок, чем вы думаете! Совместите это с программным обеспечением в системе управления станком, которое предназначено для изящного управления ускорением – и довольно гибкий станок может делать очень точные разрезы.

Когда вы переходите от резки дерева (плотность до 50 фунтов / куб. Фут) к алюминию (около 170 фунтов / куб. Фут), вы режете что-то в четыре раза плотнее. Как и следовало ожидать, режущие нагрузки значительно возрастут, если взять один и тот же резак с одинаковой скоростью – так что не делайте этого!

Чтобы узнать больше об обработке алюминия на легких станках, посмотрите это отличное видео от NYCCNC: Shapeoko Feeds & Speeds and Machining Tips!

Стратегии резки

Шаги от черновой операции.

При работе с дискетами вы должны держать инструмент низкими и равномерными, иначе он оставит некрасивую поверхность. Современные пакеты CAM имеют элегантные стратегии траектории для поддержания постоянной нагрузки на резец. Для черновой обработки эти стратегии (называемые «Адаптивная» для продуктов Autodesk, «Динамическая» для Mastercam и т. Д.) Очень эффективны и дают гораздо лучшие результаты. Это особенно заметно в углах или карманах, где традиционные стратегии заставляют резак делать огромный глоток вправо, когда он меняет направление!

Осевая глубина резания (насколько глубоко входят канавки фрезы) также важна.Если у вас маломощный шпиндель с большим числом оборотов в минуту, вы можете обнаружить, что лучше двигаться быстрее, но сделайте рез менее чем на полную глубину с помощью стратегии резки «адаптивного» стиля. Очистка стружки станет проще, и вы сможете повысить надежность процесса за счет небольшой скорости.

Для чистовых операций, особенно трехмерных с помощью шаровой фрезы – «предварительная чистовая обработка» действительно поможет сделать конечную поверхность красивой. Для этого вы просто выполняете набор операций, которые аналогичны вашим траекториям чистовой обработки, но оставляют небольшой кусочек материала (.02 ″ / 0,5 мм) и используйте больший шаг в 2–4 раза. Эти дорожки оставят очень однородный слой материала для окончательной отделки. В углах это уменьшит объем материала, который необходимо удалить, и исключит этапы черновой обработки, которые могут создать неравномерную нагрузку на резак. Попытка прорезать ступенчатую черновую чистовую обработку с помощью фрезы для чистовой обработки может привести к тому, что долото (или станок) будет отклоняться, передавая этапы черновой обработки в готовую деталь.

Подробнее об основных подходах к 3D-обработке читайте в моей статье: ВВЕДЕНИЕ В ОБРАБОТКУ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ЧПУ

Подачи и скорости

Существуют формулы для расчета правильного диапазона параметров резания для данного инструмента из данного материала, и механики прикладывают много усилий для расчета «подачи и скорости».«У большинства поставщиков инструментов есть конкретные инструкции, которые очень полезны. Вот несколько хороших ресурсов, которые помогут в этом:

Вот краткий обзор того, что вам нужно знать, чтобы выбрать разумную скорость подачи и число оборотов в минуту для вашей ситуации (извините, пока нет метрики!):

Поверхностных футов в минуту (SFM) : Это расстояние, на которое точка на поверхности – скажем, кончик канавки инструмента проходит за одну минуту. Представьте, что вы катите инструмент по поверхности рядом с линейкой. SFM – это то, как далеко инструмент может прокатиться за минуту.Это не то, что мы рассчитываем – это скорее показатель, показывающий, «насколько быстро» мы сокращаем. Хорошие рекомендации можно взять из таблицы, предоставленной производителем инструмента, или из приблизительных рекомендаций для материала. Для твердосплавной оснастки в алюминии это примерно 600-1500 – больше для чистовой обработки, меньше для черновой обработки. Для нержавеющих сталей и других материалов, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, идеальный SFM может быть ниже 100.

Оборотов в минуту (об / мин) : Это именно то, насколько быстро инструмент вращается. Секундная стрелка на часах показывает 1 об / мин.Надеюсь, ваш инструмент будет быстрее. Маршрутизаторы обычно имеют большой диапазон оборотов в минуту, но не так много крутящего момента на низких оборотах, поэтому вы, вероятно, добьетесь лучших результатов в диапазоне 8000-25000 оборотов в минуту.

Диаметр фрезы (D) : это диаметр режущей части фрезы.

Резак Количество зубцов (T) : Сколько канавок / зубьев у режущего инструмента? Для алюминия чем меньше, тем лучше. Двух – это почти всегда достаточно, и для резки листа или черновой обработки без заливки СОЖ фрезы с одной канавкой просто великолепны! (подробнее см. ниже)

Чтобы сделать некоторые полезные вычисления, мы начнем со стандарта 1000 SFM для нашего алюминия и D – диаметра нашего инструмента.Давайте представим, что у нас есть красивая твердосплавная фреза с двумя зубьями 1/4 дюйма, направленная вверх по спирали. Таким образом, D будет 0,25 дюйма, а T будет 2,

.

Используя эту формулу, мы можем рассчитать число оборотов в минуту, которое мы будем использовать:

об / мин = (3,8 x SFM) / D

15200 = (3,8 x 1000) / 0,25

Итак, у нас есть теоретические обороты! Теперь мы можем рассчитать, насколько быстро будет работать машина, используя две дополнительные переменные:

Загрузка стружки на зуб (CPT) : Это количество зуба, которое принимает каждый зуб при полностью запрограммированной скорости подачи.Обычно выражается в тысячных долях дюйма, например, наша твердосплавная фреза на 1/4 дюйма может хорошо работать с 0,002 дюйма CPT.

дюймов в минуту (IPM) : Это скорость резания – насколько быстро шпиндель перемещается через материал.

Итак, мы можем рассчитать скорость подачи (IPM) из числа оборотов в минуту, нагрузки стружки на зуб (CPT) и количества зубьев (T) на инструменте:

IPM = об / мин x CPT x T

Со скоростью 15 200 об / мин и 0,002 дюйма CPT на инструменте с двумя зубьями:

60.8 = 15200 х 0,002 х 2

Наша скорость подачи будет 60,8 дюйма в минуту!

Это хорошее начало – и, вероятно, сработает нормально. Проверка опубликованных производителем данных по SFM и Chip-load позволит вам использовать больше номеров для конкретных инструментов и получить лучшие результаты. Стружко-нагрузка 0,002 дюйма, которую мы используем в этом примере, является низкой для черновой обработки с помощью инструмента 1/4 дюйма, и вы можете без проблем немного поднять ее при подаче.

Не пытайтесь улучшить ситуацию, действуя очень медленно! Это почти так же плохо, как и слишком быстро, потому что вместо того, чтобы сразу сломать резак, он будет тереться, выделять тепло и склеиваться, а затем ломаться.Не поддавайтесь искушению слишком сильно его замедлить. Вы хотите убедиться, что стружка, выходящая из разреза, действительно является стружкой. Возьмите штангенциркуль и измерьте один – в идеале толщина на «толстом конце» должна быть близка к выбранному вами значению стружки на зуб.

Также вы должны использовать по умолчанию «резку лазанием» – опция в вашем программном обеспечении CAM. Это сначала удалит жирную часть чипса, чтобы избежать трения и тепловыделения. Ознакомьтесь с этой быстрой статьей Harvey Tool о разнице между подъемом и обычным фрезерованием.

Фрезы

Выбор фрезы имеет большое значение, особенно если вы ограничены в использовании охлаждающей жидкости. Многие стандартные фрезы оптимизированы для использования с СОЖ в закрытом обрабатывающем центре. Если вы не используете охлаждающую жидкость или используете только струю воздуха, вам нужно быть осторожным, чтобы не перегружать резаки натертым или липким металлом. Избегайте всего, что имеет более двух флейт. Если вы заканчиваете, можно использовать шаровой наконечник с тремя зубьями, но он более подвержен нагрузкам. Дополнительные канавки увеличивают жесткость фрезы, что может быть полезно.

Инструменты с одной канавкой очень помогают при резке алюминия на фрезере. Обычно у вас много оборотов шпинделя, но мало жесткости, и удаление стружки является проблемой. Фрезы с одной канавкой лучше всего подходят для этого сценария. Посмотрите на это – две флейты заклеены, а единственная флейта сработала как чемпион!

Вы также захотите ограничить «вылет» ваших инструментов до минимума. Выясните, насколько глубоко вам нужно разрезать, а затем добавьте небольшой запас – возможно, 0,125 дюйма / 3 мм – чтобы не повредить его.Инструменты с короткими «заглушками» – это здорово!

Очистка стружки и охлаждение

Как только вы начнете работать с разумными «подачами и скоростями», вы столкнетесь со следующей проблемой – как удалить стружку из реза и как сохранить фрезу в холодном состоянии? В идеальном мире стружка должна быть аккуратно отрезана и выброшена за пределы разреза, забирая с собой все тепло, выделяемое в процессе резки. Это вряд ли произойдет… но у вас есть варианты!

Ваш наименее беспорядочный вариант – сжатый воздух: выдувает стружку из разреза и удерживает инструмент в чистоте.Сам по себе воздух не поглощает много тепла, так что это будет работать только при легкой резке без глубоких карманов … в идеале, с фрезой с одной канавкой или со стратегией обработки, которая не включает однопроходную обработку пазов. Есть «пистолеты холодного воздуха» производства Vortec и других, которые работают хорошо, но любой сфокусированный воздушный поток с дроссельной заслонкой должен работать нормально.

Поднявшись на воздух, вы можете использовать туман охлаждающей жидкости или систему «минимального количества смазки». Fogbuster, Koolmist и многие другие – распространенные дополнения к маршрутизаторам с ЧПУ.Вам просто понадобится резервуар, сопло и трубопровод сжатого воздуха к области шпинделя. Охлаждающей жидкости достаточно, чтобы обеспечить некоторую смазывающую способность и испарить, отводя тепло. Смешивается с воздухом для очистки стружки. Это грязно, но обычно вы можете установить какую-нибудь дренажную систему, чтобы не допустить попадания жидкости в важные движения и электрические элементы. Системы смазки с минимальным количеством смазки легче в воздухе и больше предназначены для смазки среза, а не для удаления стружки. В зависимости от приложения этого может быть достаточно.

Если у вас есть машина для тяжелых условий эксплуатации и она настроена для работы с ней, отлично подойдет охлаждающая жидкость. Это стандарт для фрезерования металлов в целом, и некоторые маршрутизаторы могут обрабатывать поток избыточной охлаждающей жидкости со стола и обратно в насос охлаждающей жидкости. Для легких и средних работ из алюминия он вам, вероятно, не понадобится. На маршрутизаторе это вряд ли будет проблемой, поскольку машины обычно не достаточно мощные или жесткие, чтобы выполнять тяжелые резания.

Крепеж

Как ты собираешься удерживать? В зависимости от вашего станка и вашего выбора охлаждающей жидкости и опций очистки от стружки у вас есть несколько способов сделать это…

Выше вы можете увидеть самый простой вариант – просверлить несколько отверстий там, где вы не будете обрабатывать станки, и прикрутить их к листу фанеры! Здесь я также положил пластиковую пленку, чтобы защитить станину машины из МДФ.Это не готовый к производству вариант, но если вам нужно сделать это до обеда, то стоит попробовать. Возможно, вам придется использовать вкладки (возможно, это опция в вашем программном обеспечении CAM), чтобы удерживать мелкие детали на месте.

Если ваша машина оснащена вакуумным столом, это хороший вариант, если у вас достаточно вакуума, чтобы удерживать лист, когда вы прорезаете в нем все больше и больше отверстий. Вакуум отлично подходит для производственной резки, где вы можете установить приспособление с уплотнением, которое удерживает только ту часть, где она не будет прорезана.Учитывая, что алюминий стоит дорого, и очень сложно повторно индексировать лист, который сместился, может быть полезно использовать подход «ремень и подтяжки», а также механически закрепить или индексировать большие (особенно тонкие) листы с фиксированными ограничителями в дополнение. использовать вакуум.

Я предпочитаю (если возможно) закрепить материал каким-нибудь приспособлением для крепления ремня. Это лучше подходит для более толстого материала. Ниже приведена фотография, на которой я режу пластину 3/8 дюйма на машине с толстой алюминиевой пластиной для стола.На этом столе есть резьбовые отверстия через каждые несколько дюймов, поэтому можно использовать зажимы для ремня. Лучший. Таблица. Всегда! Вы можете увидеть стандартные металлические зажимы, которые вы видели в механическом цехе, а также самодельные зажимы из МДФ, которые имеют больший радиус действия и гасят вибрацию. Я использую концевую фрезу с одной канавкой 1/4 дюйма с обдувом холодным воздухом.

На картинке выше видно еще несколько странных вещей – во-первых, палочки для перемешивания краски скользили под пластиной каждые фут или около того. Они позволили мне прорезать заготовку, не врезаясь в алюминиевый стол станка.Они также помогают выпадать фишки из прорезей при прорезании. Другая странность – это свинцовый кирпич, обмотанный пластиковой лентой. Пластиковая лента предназначена для того, чтобы вы не касались провода, а сам провод предназначен для гашения вибраций в пластине. Оператор должен перемещать его и держать подальше от режущей головки, но это предохраняет лист от вибрации, особенно когда большие детали разрезаются почти бесплатно, за исключением случаев, когда они удерживаются язычками. Не очень красиво, но все же получилось хорошо!

Также можно использовать тиски, как на обрабатывающем центре.Я (очень редко) прикручивал к столу пару тисков подряд и использовал их, чтобы удерживать экструзию для обработки. Другие люди делают это все время, и у меня это тоже отлично сработало, но мой опыт ограничен! Машинисты Интернета это прикрыли.

Выводы

Теперь вы знаете то, что знаю я. Это не все, но это начало, и я надеюсь, что это избавит вас от поломки резака или другой головной боли!

Ссылки:

Примечание:

Эта статья содержит информацию, которая отражает мое мнение – я не обещаю ее полезность! Он может содержать ошибки (пожалуйста, дайте мне знать, если вы их обнаружите!) И будет включать предубеждения, основанные на моем ограниченном опыте.Если вы не согласны с чем-либо здесь, свяжитесь с нами. Это не только для меня, чтобы делиться тем, что я знаю, но и для того, чтобы учиться у других. Я с удовольствием вставлю дополнительную информацию и различные мнения, чтобы читатели лучше знали о разнообразии «правильных» ответов!

Журнал изменений:

Обновлено: 12/5/19 – Термообработка и Mic 6, резка на подъеме, медленное предупреждение и исправление ошибок в расчетах.

Обновлено: 09.01.21 – Добавлены каттеры, разделы стратегий, ссылки.

Максимум алюминия: оптимизация скорости удаления металла из алюминия с помощью высокоскоростного шпинделя

Алюминий – один из самых простых в обработке металлов.И сегодня это то, что делает его обработку конкурентоспособной.

Более высокая скорость шпинделя влияет на все операции по резке металлов, но скорость меняет правила для алюминия больше, чем для других металлов. В сталях и более твердых сплавах более высокая скорость сочетается с небольшой глубиной резания, оставляя неизменными основные ограничения процесса. Максимальная скорость съема металла по-прежнему определяется пределами производительности инструмента и станка.

Алюминий, однако, уникален среди наиболее часто обрабатываемых металлов тем, что высокая скорость шпинделя часто сочетается с тяжелым резанием.Эта комбинация – скорость плюс глубина – делает болтовню гораздо более серьезной проблемой. В результате цех ковки алюминия на высокой скорости шпинделя сталкивается не с двумя технологическими ограничениями, а с тремя. Как и всегда, существуют ограничения станка и инструмента, а теперь есть также ограничивающий эффект, обусловленный гармоническими характеристиками шпинделя и инструментальной системы в целом.

Основным результатом этих гармонических эффектов является то, что максимальная скорость больше не является наилучшей скоростью с точки зрения скорости съема металла.Вместо этого любой процесс фрезерования, работающий со скоростью около 15 000 об / мин или выше, вероятно, обеспечит некоторую оптимальную скорость шпинделя, «золотую середину», когда рез будет значительно более стабильным, чем при высоких и низких настройках скорости. Это значение числа оборотов в зоне наилучшего восприятия может позволить удвоить глубину резания по сравнению с другими скоростями. Это может позволить утроить глубину резания. Вот почему для эффективной высокоскоростной обработки алюминия необходимы знания – базовый анализ вибраций – в цеху, возможно, никогда не было необходимости.

Эта статья посвящена тому, как выполнить этот анализ.

Окупаемость – более высокая скорость съема металла в алюминии – как никогда ценно. Скорость не только меняет правила эффективного фрезерования, но и увеличивает спрос на фрезерные работы. Сегодняшняя свобода более быстрой обработки алюминия позволила экономично заменить многие дорогостоящие узлы в корпусах самолетов сложными конструкциями, изготовленными как единое целое из алюминиевых заготовок. Во многих случаях более 90 процентов исходного материала превращается в стружку для изготовления этих деталей.Вот почему так выгодна высокая скорость съема металла.

Одним из производителей станков, заинтересованным в помощи цехам в достижении таких высоких показателей съема металла, является Cincinnati Machine . Строительная компания Цинциннати, штат Огайо, предлагает ряд высокоскоростных станков для фрезерования алюминия. На дальнем конце этого диапазона находится недавно представленная компания «Hypermach» линейка высокоскоростных горизонтальных машин для крупногабаритных деталей самолетов. Линейные двигатели придают моделям Hypermach высокую скорость подачи и высокое линейное ускорение.Варианты шпинделя включают модель мощностью 100 л.с. и 24 000 об / мин. Чтобы добиться максимальной эффективности от этой и других высокопроизводительных машин, ключевым моментом является определение правильной скорости для каждого приложения.

Среди сотрудников Cincinnati Machine, которые помогают клиентам в этой работе, есть главный инженер Синан Бадрави, источник большей части этой статьи. Доктор Бадрави – один из группы, которую он называет «динамической мафией», небольшого числа исследователей металлообрабатывающей промышленности (которые в то или иное время больше всего связаны с Университетом Флориды), которые изучают динамический анализ вибрации, особенно применительно к механической обработке.Инструменты, обычно используемые в этом исследовании, включают чувствительный молоток для «звонка» по шпинделю, как в колокол, в сочетании с электронными датчиками для отображения возникающих вибраций. Математические инструменты для анализа этих колебаний включают числа, настолько далекие от чисел, которые мы с вами считаем, что они называются – буквально – мнимыми числами.

Но д-р Бадрави настаивает на том, что диагностика «слабых мест» обрабатывающего центра может выполняться без какого-либо из этих инструментов и без диплома по динамике.

Например, сегодня доступно программное обеспечение, которое может рассчитывать оптимальную скорость шпинделя для процесса, просто слушая болтовню через микрофон, подключенный к ПК. Это программное обеспечение в сочетании с тестовой резкой может выявить идеальные параметры обработки.

Однако одной пробной резки также может быть достаточно. Магазин может найти оптимальные скорости вращения шпинделя и глубину резания, используя уже имеющиеся ресурсы. Наверное, самым дорогим вложением будет время на машине.

Первый шаг, – говорит доктор Бадрави, – это понять природу этой оптимальной скорости шпинделя, которая вам нужна.

Разоблаченная болтовня

Вы можете подумать, что стук во время фрезерования – это полностью результат ударов режущих кромок о заготовку, другими словами, стук-тук-тук, и от этого возникает вибрация.

Изображение частично правильное, но упускает кое-что принципиальное. «Бэнг-бум-бум» описывает вынужденную вибрацию. С другой стороны, болтовня – это самовозбуждающаяся вибрация.

В чем разница? Так же, как разница между гитарой и скрипкой. Звук гитары возникает непосредственно из-за единственного импульса, когда палец перебирает струну. Но звук скрипки – это непрерывный звук, питаемый трением. Смычок проходит по струне, и звук вырастает из возникающего гармонического резонанса.

Точно так же вибрация при обработке не является результатом “выщипывания” режущих кромок, а является результатом непрерывного взаимодействия между этими ударами и поверхностью, которая уже была обработана.Эта ранее обработанная поверхность имеет волнистость в результате предыдущего прохода. Даже если поверхность выглядит зеркально гладкой, волнистость присутствует. Вибрация от столкновения режущих кромок с заготовкой является одним из компонентов вибрации, а волнистость – другим.

Золотая середина – это скорость, с которой эти два компонента гармонируют. Дребезжание проявляется в худшем случае, когда верно обратное – когда вибрация от режущих кромок движется как зеркальное отображение волнистости поверхности. (См. Диаграмму) На языке анализа вибрации это условие – «сдвиг по фазе на 180 градусов».«Идеальное состояние (также показанное на диаграмме) – это когда волнистость и вибрация при резке идеально совпадают по фазе. На этой скорости нагрузка постоянна, рез гладкий, и инструмент может выполнять гораздо более глубокий рез без неблагоприятных последствий. Поистине, это идеальное место для фрезерования.

Разговор имеет значение

Не каждый процесс фрезерования алюминия, даже на высоких скоростях и даже при большой глубине резания, будет иметь столь поразительно лучшее «золотое пятно». Есть как минимум три случая, в которых поиск золотого пятна может не понадобиться.

Первые два случая уже упоминались. Первый – когда частота вращения шпинделя очень низкая. Точно то, насколько низко, будет отличаться от процесса к процессу, но в начале диапазона скорости естественное демпфирование процесса будет достаточно сильным, чтобы подавить дребезг до его начала.

Другой случай – небольшая глубина резания – скажем, 0,050 дюйма и ниже. Дребезжание незначительно при малых усилиях резания.

Последний случай, когда поиск золотого пятна может не потребоваться, – это когда все в процессе очень жестко.То есть, инструментальная оправка жесткая, шпиндель имеет высокую динамическую жесткость и надежно удерживает резцедержатель, сам резцедержатель компактный, а режущий инструмент очень короткий. Когда все эти условия соблюдены, вибрация может не иметь большого значения, и максимальная скорость действительно может быть лучшей.

Проблема в том, что крупные конструктивные элементы самолетов часто не позволяют использовать самые короткие доступные инструменты. Для глубокого кармана может потребоваться больший досягаемость, а наконечник инструмента, который выступает дальше от шпинделя, будет хлестать дальше, если возникнет вибрация.Возможно, основная причина, по которой поиск оптимальной точки позволяет добиться таких значительных улучшений процесса обработки самолетов, заключается в том, что для этих деталей обычно требуется инструмент, который не является идеально жестким.

Чемодан для резки

Одна интересная черта болтовни заключается в том, что звук одиночного реза, снятого на некоторой скорости, где возникает вибрация, может содержать достаточно математической информации, чтобы определить, какой будет стабильная скорость резания. Соответственно, существуют программные инструменты и анализаторы, которые используют микрофон для прослушивания резки, а затем вычисляют оптимальные скорости шпинделя на основе этого ввода.(Для получения информации о двух таких продуктах см. «Подробнее» в верхней части этой страницы.)

Еще один способ «предсказать» оптимальную скорость – это испытание молотком, которое проводят такие специалисты, как доктор Бадрави. Этот тест вообще не требует резки. Однако для этого требуется понимание анализа вибрации, недоступного в большинстве магазинов.

Тесты на резку, с другой стороны, основываются на знаниях, которые уже есть в любом цехе, занимающемся заготовкой алюминия, – как выполнять фрезерный проход, и как выглядит и звучит болтовня.

Однако может потребоваться изрядная резка. Следующий момент нельзя переоценить: гармонические характеристики не присущи шпинделю и не присущи станку. . . но вместо этого характерны для всей системы шпиндель + державка + инструмент + измерительная длина инструмента. Измените любой из этих компонентов, и вы получите другую систему, для которой нужно будет найти другие оптимальные параметры резки.

В результате, для каждого отдельного инструмента потребуется собственный анализ.

Это означает, что вы используете слишком много инструментов. Если вы намерены в полной мере использовать гармонические зоны наилучшего восприятия в собственном процессе фрезерования алюминия, возможно, потребуется сократить набор доступных инструментов, просто чтобы ограничить количество требуемых испытаний.

Это определенно имело место на предприятии Boeing, которое взяло на себя обязательство работать с гармонично оптимизированными скоростями. Программисты, отправляющие работы в этот магазин, однажды выбрали инструменты в соответствии со своими индивидуальными предпочтениями. Чтобы воспользоваться преимуществами «сладких мест», они должны были выбрать инструменты из общего списка.Это был список всех комбинаций инструмента, державки и шпинделя, для которых было найдено лучшее место.

Ваше собственное тестирование должно записывать ту же информацию. Запишите, например, используемый шпиндель. Магазины с дублирующими станками получают здесь перерыв, потому что можно ожидать, что идентичные станки с одинаковыми шпинделями будут иметь идентичные (или, по крайней мере, достаточно похожие) гармонические характеристики.

Также запишите конкретный инструмент и стиль резцедержателя, а также длину, до которой зажимается инструмент, если эта длина может изменяться.

Информация, которую вы собираетесь изучить, применима только тогда, когда вы снова сложите ту же комбинацию.

Вот как найти оптимальные параметры резки для этой конкретной системы:

Процедуры

Максимальная скорость шпинделя является такой же хорошей отправной точкой, как и любая другая, поэтому выполняйте фрезерование прохода на максимальной скорости.

Загрузка чипа не имеет значения. Для реальной производственной обработки выбор загрузки стружки очень важен (см. “ Загрузка стружки ” ниже), но поскольку нагрузка стружки не влияет на гармонические эффекты, любое разумное значение будет работать во время тестирования, если для каждого резать.

Для радиальной глубины резания выберите произвольное значение, которое будет оставаться постоянным до тех пор, пока не будет найдено оптимальное место – например, 50 процентов диаметра фрезы.

Для осевой глубины резания начните с легкого и продолжайте увеличивать, пока не появится вибрация. Например, начните с 0,10 дюйма, и если на этой осевой глубине нет вибрации, выполняйте проходы с 0,15, 0,20 и так далее, пока не возникнет вибрация.

Для максимальной глубины, достигаемой перед вибрацией, рассчитайте скорость съема металла. MRR равно подаче × осевой глубине резания × радиальной глубине резания.

Также может быть полезно отметить нагрузку на шпиндель. MRR и нагрузка на шпиндель помогут вам сравнить лучшее, что машина могла сделать на этой скорости, с лучшими, которые она могла сделать на других скоростях.

Теперь уменьшите скорость шпинделя на 1000 об / мин и повторите ту же процедуру еще раз. На этой скорости машина может работать лучше или хуже. В любом случае при максимальной осевой глубине без вибрации снова запишите MRR и нагрузку на шпиндель.

По мере того, как вы продолжите тестирование, вероятно, вы обнаружите некоторую скорость шпинделя, при которой можно выполнять гораздо более глубокие пропилы без дребезга.Вы знаете, что нашли золотую середину, если производительность на этой скорости значительно выше, чем на скоростях как на 1000 об / мин выше, так и на 1000 об / мин ниже. Эта золотая середина, вероятно, – но не обязательно – скорость, с которой вы хотите работать.

Чтобы быть уверенным, проверьте скорость съема металла. Скорость, которая дает лучший MRR, – это скорость, с которой вы хотите бежать.

Теперь пора изменить радиальную глубину резания. На выбранной скорости бегите на разной радиальной глубине, чтобы имитировать различные типы резов, которые может выполнять этот инструмент.Хорошим сочетанием может быть обработка на 25, 50 и 100 процентах диаметра фрезы, что соответствует чистовой, черновой и долбежной обработке соответственно. Каждая радиальная глубина допускает различную осевую глубину. Выполните пробную резку, чтобы определить максимально стабильную осевую глубину для каждого из них.

На этом тестирование этой системы завершено. Вооруженные этими данными, программисты могут точно знать, какую скорость и какую глубину резания следует указывать всякий раз, когда они запрашивают эту комбинацию станка, державки и режущего инструмента.

Срок службы и нагрузка

Программный инструмент или анализатор, который может установить нужную скорость шпинделя, может сэкономить время и материал, необходимые для поиска этой скорости, путем обратного отсчета от верхнего предела диапазона скоростей. Однако даже с анализатором все равно необходимо выполнять пробные пропилы на разной глубине, чтобы определить, насколько глубоко машина может резать на этой скорости.

Эта часть тестирования – выполнение все более и более глубоких резов – именно здесь может быть важно следить за нагрузкой на шпиндель.В пределах гармонической зоны наилучшего восприятия рез может быть достаточно стабильным, чтобы фрезеровать без вибрации даже до глубины, на которой шпиндель больше не может выдерживать нагрузку.

Другими словами, когда обработка зоны наилучшего восприятия сдвигает барьер вибрации, остаются барьеры – это ограничения станков и инструментов, с которыми все время сталкивались мастерские, работающие на более низких скоростях.

Пользователи различных станков по-разному относятся к тому, какую нагрузку на шпиндель следует допускать для процесса. В стабильном процессе Dr.Бадрави считает, что шпиндель может работать непрерывно при нагрузке до 80 процентов. Однако он знает магазины, которые предпочитают работать не более чем на 50 процентов из соображений срока службы шпинделя. По его словам, это может быть слишком консервативно. Дребезжание и другие источники быстро меняющейся нагрузки являются причиной преждевременного выхода из строя шпинделей. По его словам, стабильная нагрузка, даже если она тяжелая, не должна снижать срок службы шпинделя.

На самом деле разница в сроке службы шпинделя при резании с высоким и низким уровнем вибрации может быть разительной.Однажды он намеренно запустил высокоскоростной шпиндель в условиях сильной вибрации, чтобы посмотреть, как долго он продержится. Он заставил его выйти из строя всего за три часа. В отличие от этого, в процессах, выполняемых в гармонически оптимизированных условиях, он видел достаточно мало влияния на шпиндель, поэтому ставит под сомнение само понятие о том, что высокоскоростная обработка должна превратить шпиндель в одноразовый товар. Работа на высоких оборотах действительно ускоряет жизненный цикл, но не в такой степени, как можно было бы предположить по частоте замены в некоторых магазинах.По его словам, с контролем вибрации качественный шпиндель, используемый для высокоскоростного фрезерования, может прослужить от 3 до 5 лет.

Сколько флейт? Магическое число – три

Сколько канавок нужно для фрезерования большого объема алюминия на высоких скоростях? Оказывается, на этот вопрос есть четкий и точный ответ. Концевая фреза с тремя канавками, вероятно, идеальна.

Больше канавок может быть слишком много, потому что инструмент с четырьмя или более канавками может не оставить достаточно места для выхода стружки.При высоких скоростях резания алюминий может налипать между близко расположенными канавками, потенциально оставляя резец похожим на алюминиевый леденец на палочке.

Но двух канавок может быть слишком мало из-за гармонических эффектов. Когда вы фрезерете в гармонической «зоне наилучшего восприятия» конкретной системы, на самом деле вы согласовываете частоту ударов резца с так называемой «собственной частотой» этой системы. А для процесса резки металла эта собственная частота обычно находится в диапазоне от 500 до 800 герц или от 500 до 800 ударов резца в секунду.Небольшая математика покажет, что шпиндель, работающий со скоростью 20000 об / мин, например, не способен вращать инструмент с двумя зубьями достаточно быстро, чтобы режущие кромки ударяли по заготовке с частотой в верхней части этого диапазона. Однако шпиндель с частотой вращения 20000 об / мин, вращающий инструмент с тремя зубьями, теоретически может соответствовать любой собственной частоте ниже 1000 герц.

Держатель инструмента

«Самое важное, что нужно сказать о держателях инструмента при высокоскоростном фрезеровании алюминия, – говорит д-р Бадрави, – это отказ от держателя установочного винта.«
Держатель установочного винта не зажимает инструмент со всех сторон, а вместо этого зажимает хвостовик инструмента между двумя точками опоры.« На высоких скоростях держатель установочного винта будет дребезжать, несмотря ни на что », – говорит он.

Лучшим выбором являются держатели цанговых патронов и держатели горячей посадки. Оба зажимают инструмент со всех сторон вокруг хвостовика. Термоусадочная посадка предпочтительна, но необходимость в нагревателе может сделать ее более дорогим вариантом.

Каким бы ни был выбор, на высоких скоростях необходимо соблюдать баланс.Центробежная сила от неуравновешенного держателя инструмента является функцией квадрата скорости шпинделя, поэтому вибрации, возникающие из-за дисбаланса, могут очень сильно возрастать на более высоких скоростях. Д-р Бадрави говорит, что в приобретении балансировочного станка с инструментальной оправкой, вероятно, нет необходимости. Однако – особенно в отношении цанговых державок – покупка качественных державок, предварительно сбалансированных в соответствии со строгими требованиями, стоит дополнительных затрат.

Другой вариант резцедержателя, который не рекомендуется, – это гидравлический резцедержатель, – говорит он.Зажимной механизм и гидравлический баллон этой конструкции делают корпус резцедержателя более тяжелым, что потенциально затрудняет контроль вибрации.

Дополнительные сведения об инструментах

В дополнение к инструменту с тремя канавками (см. Рисунок), вот другие рекомендации по режущему инструменту для высокоскоростного фрезерования алюминия:

Будьте короче. Для повышения жесткости используйте самый короткий инструмент, который может у вас сойти с рук.

Используйте твердосплавные инструменты. Это основное правило для многих магазинов, но его стоит повторить. Инструмент из твердого сплава обеспечивает большую жесткость, чем быстрорежущая сталь, и, вероятно, окупится более длительным сроком службы инструмента.

Избегайте острых углов радиусов. Для некоторых резов требуются острые углы инструмента, поэтому не всегда возможно следовать этому совету. Однако для других разрезов используйте инструмент с более закругленными режущими кромками. При интенсивном использовании острый угол стирается, оставляя режущую кромку, которая может просто размазать материал вместо того, чтобы разрезать его.

Выберите крутую спираль. Угол наклона спирали измеряется от средней линии инструмента. Этот угол не должен быть больше примерно 35 градусов. Более высокое значение, чем это, будет иметь тенденцию к увеличению тягового усилия, которое видит инструмент при резке. При стремлении к оптимальным гармоническим условиям это плохо. Тяговое усилие может частично ослабить силу предварительной нагрузки на подпружиненный подшипник шпинделя. Это изменение в системе изменит золотую середину, потенциально аннулируя тестирование, которое было проведено для поиска оптимальной скорости.

Нагрузка на микросхему: подумайте 1 процент

Даже после того, как была найдена идеальная скорость, остается оптимизировать еще один параметр резания. Нагрузка на микросхему не влияет на частоты дребезга, поэтому этот параметр можно регулировать, не влияя на тестирование гармоник. И это, вероятно, следует отрегулировать, – говорит доктор Бадрави. Он рекомендует другой уровень загрузки микросхем, отличный от уровня, на котором работают многие магазины. По крайней мере, во время черновой обработки нагрузка стружки должна быть достаточно высокой, чтобы инструмент не резал стружку, а вместо этого отрывал ее посредством срезания.По его словам, поступать иначе – значит тратить слишком много энергии на производство чипов.

Действительно, плотно скрученные алюминиевые стружки, типичные для многих аэрокосмических мастерских, показывают, где теряется эта энергия. Шпиндель тратит часть своей драгоценной продукции на ненужную задачу по втачиванию чипов в эти завитки. Чтобы избежать некоторых из этих отходов, доктор Бадрави предпочитает работать с материалом достаточно быстро и с достаточно большой скоростью подачи, чтобы стружка отламывалась без деформации.

Его практическое правило – работать со стружкой 1 процент диаметра фрезы или 0.015 дюймов на зуб, в зависимости от того, что меньше. Иногда он достигает 0,020 ipt. По сравнению с типичной скоростью съема металла в алюминии 3 кубических дюйма в минуту на л.с., такой подход к загрузке стружки позволяет достичь MRR до 5 кубических дюймов в минуту на л.с.

Однако за чистоту поверхности приходится платить. Поэтому такой подход подходит только для черновой обработки. Во время чистового фрезерования для получения более гладкой поверхности лучшим выбором может стать скорость подачи, позволяющая получить скрученную стружку.

Карманы: думай на 100 процентов

При фрезеровании кармана со скоростью шпинделя “оптимальной точки” все пропилы выполняйте на радиальной глубине, равной 100 процентам диаметра фрезы.

Почему? Потому что, если инструмент уже режет на 50 процентов диаметра или более, он в любом случае будет резать на 100 процентов каждый раз, когда войдет в угол. И если инструмент режет на некоторой большой осевой глубине, соответствующей меньшей радиальной глубине, то осевая глубина будет слишком большой для оптимального участка, как только будет достигнут угол.Инструмент будет болтать в углу.

Лучше просто избежать этого перехода. Работайте в условиях, подходящих для 100 процентов диаметра, в течение 100 процентов времени, в течение которого инструмент находится в гнезде.

Болтовня в других приложениях

В низкоскоростных процессах обработки материалов, отличных от алюминия, вибрация менее вероятно ухудшит процесс. Однако даже в этих других приложениях иногда возникает гармоническая вибрация. Одним из инструментов, предназначенных для решения более общих проблем с вибрацией на более низких скоростях, является фреза с дифференциальным шагом.

Эта конструкция фрезы слегка смещает положение режущих кромок, чтобы они не ударялись через равные промежутки времени. Полученной неоднородности может быть достаточно, чтобы разрушить гармонические эффекты.

Kennametal (Латроб, Пенсильвания) – одна из компаний, поставляющих эти фрезы с дифференциальным шагом. А чтобы уменьшить вибрацию при концевом фрезеровании, компания применяет тот же принцип конструкции к линейке винтовых фрез, которые имеют канавки с различными осевыми граблями.

Обработка алюминия, обработка алюминия, высокоскоростная обработка

Process Insights

Ключ к высокоскоростной обработке алюминия

Технологические разработки, такие как станки Makino серии MAG, заставили поставщиков инструментов пересмотреть основные концепции их конструкции.Чтобы получить максимальную отдачу от любой современной машинной технологии, жизненно важно применять правильные инструменты и концепции программирования.

Основными проблемами инструмента при обработке алюминия являются: минимизация тенденции алюминия прилипать к режущим кромкам инструмента; обеспечение хорошего отвода стружки от режущей кромки; и обеспечение того, чтобы основная прочность инструмента была достаточной, чтобы выдерживать силы резания без поломки.

Материалы, покрытия и геометрия – три элемента в конструкции инструмента, которые взаимосвязаны, чтобы свести к минимуму эти проблемы.Если эти три элемента не работают вместе, успешное высокоскоростное фрезерование невозможно. Совершенно необходимо понимать все три этих элемента, чтобы добиться успеха в высокоскоростной обработке алюминия.

Если элементы материала, покрытия и геометрии не работают вместе, успешное высокоскоростное фрезерование алюминия невозможно.

Минимизация застроенного края

При обработке алюминия одним из основных видов отказа режущих инструментов является прилипание обрабатываемого материала к режущей кромке инструмента.Это условие быстро ухудшает режущую способность инструмента. Кромка, образованная прилипшим к нему алюминием, притупляет инструмент, поэтому он больше не может прорезать материал. Выбор материала инструмента и выбор покрытия инструмента – это два основных метода, используемых разработчиками инструмента для уменьшения появления наростов.

В высокоскоростных обрабатывающих инструментах используются два разных твердосплавных материала: субмикронное и крупнозернистое. Материал карбида субмикронного размера обычно считается предпочтительным материалом, поскольку он очень твердый и сохраняет острую режущую кромку.Однако при обработке алюминия на очень высоких скоростях это общепринятое мнение неверно.

Карбидный материал с субмикронным зерном требует высокой концентрации кобальта для достижения мелкозернистой структуры и прочностных свойств материала. Кобальт вступает в реакцию с алюминием при повышенных температурах, в результате чего алюминий химически связывается с обнаженным кобальтом материала инструмента. Как только алюминий начинает прилипать к инструменту, он быстро образует наросты на инструменте, что делает его неэффективным.

Секрет заключается в том, чтобы найти правильный баланс кобальта, чтобы обеспечить необходимую прочность материала, минимизируя при этом открытый кобальт в инструменте для прилипания алюминия во время процесса резки. Этот баланс достигается за счет использования крупнозернистого твердого сплава, который обеспечивает инструмент с достаточной твердостью, чтобы он не затуплялся быстро при обработке алюминия, сводя к минимуму прилипание.

Покрытия для инструментов

Второй элемент конструкции инструмента, который необходимо учитывать при попытке минимизировать наросты на кромке, – это покрытие инструмента.Варианты покрытий для инструментов включают TiN, TiCN, TiAIN, AlTiN, нитриды хрома, нитриды циркония, алмазные и алмазоподобные покрытия (DLC). Имея такой большой выбор, фрезерные предприятия в аэрокосмической отрасли должны знать, какой из них лучше всего подходит для высокоскоростной обработки алюминия.

Процесс нанесения покрытия методом физического осаждения из паровой фазы (PVD) на инструменты из TiN, TiCN, TiAIN и AlTiN делает их непригодными для обработки алюминия. Процесс PVD-покрытия создает два режима связывания алюминия с инструментом – шероховатость поверхности и химическую активность между алюминием и покрытием инструмента.

В результате процесса PVD получается более шероховатая поверхность, чем материал подложки, на которую он наносится. Поверхностные «пики и впадины», создаваемые этим процессом, заставляют алюминий быстро скапливаться в впадинах на инструменте. Кроме того, PVD-покрытие химически реагирует с алюминием благодаря своим металлическим кристаллам и свойствам ионных кристаллов. Покрытие TiAIN на самом деле содержит алюминий, который легко сцепляется с режущей поверхностью из того же материала. Шероховатость поверхности и химическая реактивность заставят инструмент и заготовку слипаться, создавая, таким образом, наросты.

В ходе испытаний, проведенных OSG Tap and Die, было обнаружено, что при обработке алюминия на очень высоких скоростях производительность крупнозернистого твердосплавного инструмента без покрытия превосходила производительность инструмента с покрытием Tin, Ticn, TiAlN или ALTiN.

Это испытание не означает, что все покрытия инструмента снижают его производительность. Покрытия из алмаза и алмазоподобного углерода обеспечивают очень гладкую химически инертную поверхность. Было обнаружено, что эти покрытия значительно увеличивают срок службы инструмента при резке алюминиевых материалов.

Алмазные покрытия оказались наиболее эффективными покрытиями, но этот тип покрытия требует значительных затрат. Покрытия DLC обеспечивают наилучшее соотношение цены и качества, добавляя от 20 до 25 процентов к общей стоимости инструмента. Но это покрытие значительно продлевает срок службы инструмента по сравнению с инструментом из крупнозернистого твердого сплава без покрытия.

Геометрия

Практическое правило при проектировании высокоскоростной обработки алюминия заключается в максимальном увеличении пространства для удаления стружки.Это связано с тем, что алюминий – очень мягкий материал, и скорость подачи обычно увеличивается, что приводит к образованию все более и более крупной стружки.

Аэрокосмические фрезерные станки Makino серии MAG, такие как MAG4, требуют дополнительного внимания к геометрии инструмента – прочности инструмента. Станки серии MAG с их мощными шпинделями мощностью 80 л.с. будут защелкивать инструменты, если они не имеют достаточной прочности сердечника.

Согласно предыдущей технологии, количество канавок на инструменте приходилось увеличивать, чтобы обеспечить надлежащую стружку на скоростях, необходимых для получения высококачественного резания алюминия.При использовании шпинделя со скоростью 30 000 об / мин и шпинделем мощностью 80 л.с. количество канавок инструмента должно быть уменьшено, а прочность стержня инструмента увеличена.

Высокая частота вращения шпинделя гарантирует правильную стружку и высокую прочность стержневого инструмента. Это позволяет резать металл на всем 80-сильном станке, не опасаясь поломки инструмента. В ходе подробных испытаний, описанных ниже, было обнаружено, что инструмент с двумя канавками обеспечивает наилучшую геометрию для удаления стружки и прочности инструмента.

Во избежание удлинения алюминия всегда следует использовать острые режущие кромки.Острая режущая кромка обеспечивает высокую режущую способность, а также большой зазор поверхности, улучшая качество поверхности и сводя к минимуму вибрацию или вибрацию поверхности. Проблема в том, что можно получить более острую режущую кромку с мелкозернистым твердосплавным материалом, чем с крупнозернистым. Но из-за прилипания алюминия к мелкозернистому материалу невозможно поддерживать этот край очень долго.

Крупнозернистый материал кажется лучшим компромиссом. Это прочный материал, который может иметь разумную режущую кромку.Результаты испытаний показывают, что он может обеспечить очень долгий срок службы инструмента с хорошей обработкой поверхности. Уход за режущей кромкой улучшается за счет подачи охлаждающей жидкости масляным туманом через инструмент. Запотевание постепенно охлаждает инструменты, устраняя проблемы теплового удара.

Угол наклона спирали является дополнительным фактором, учитывающим геометрию инструмента. Традиционно при обработке алюминия использовался инструмент с большим углом наклона спирали. Большой угол наклона спирали быстрее отводит стружку от детали, но увеличивает трение и тепло, возникающие в результате резания.Большой угол наклона спирали обычно используется на инструменте с большим количеством канавок для быстрого удаления стружки из детали.

При обработке алюминия на очень высоких скоростях тепло, создаваемое повышенным трением, может вызвать приваривание стружки к инструменту. Кроме того, режущая поверхность с большим углом наклона спирали будет откалываться быстрее, чем инструмент с малым углом наклона спирали.

Конструкция инструмента, в которой используются только две канавки, обеспечивает низкий угол наклона спирали и достаточную площадь для удаления стружки.Это подход, который оказался наиболее успешным в ходе обширных испытаний, проведенных OSG при разработке новой линейки инструментов MAX AL.

Сказка об испытании

OSG тщательно протестировала новую линейку инструментов MAX AL на Makino MAG4, которая была разработана и протестирована одновременно с выпуском MAG4. Инструмент MAX AL разработан для более высоких скоростей шпинделя и более высокой скорости подачи.

OSG разработала конструкцию с двумя канавками с угловым радиусом и твердым сплавом класса K или мелкозернистым.Это обеспечивает высокую жесткость и толщину сердечника без ущерба для емкости стружки. И работает в самых тяжелых условиях.

Этот инструмент показал впечатляющие характеристики в отношении скорости съема металла и стойкости инструмента в части ребра крыла. Ребро нервюры имеет общие размеры 2000 мм х 500 мм х 2000 мм. Инструмент MAX AL диаметром 0,750 дюйма со сквозным туманом охлаждающей жидкости использовался при 21 500 об / мин, скорости подачи 394 дюйма в минуту (ipm) и глубине резания 0,68 дюйма, что составляет 90 процентов диаметра инструмента.

Обычно стандартные инструменты OSG до MAX AL служат до 15 часов. Инструмент MAX AL проработал почти 90 часов во время этой пробной резки с удивительным временем цикла, составляющим 2 часа 30 минут на каждую деталь.

Характеристики прототипа

Сквозной туман СОЖ и специальная обработка поверхности канавок Большее пространство для стружки и повышенная жесткость Низкий угол наклона спирали и короткая канавка

Данные испытаний

При разработке линейки инструментов MAX AL компания OSG провела испытания 15 различных прототипов инструментов диаметром один дюйм на заводе Makino в Японии.Осевая глубина составляла 15 мм, а радиальная глубина 20 мм для алюминиевого материала 7075-T651. Водорастворимая охлаждающая жидкость использовалась при 30 000 об / мин со скоростью подачи 20 000 мм / мин, достигая скорости удаления стружки 366 кубических дюймов (6000 см 3). Масло Ebara Mist Oil № 6 (Ebara EcoMist) использовалось при расходе 80 см3 / ч с давлением подачи тумана 0,6 МПа / 0,3 МПа.

Поскольку основной проблемой при тестировании была скорость съема материала, критерием успеха этого теста была нагрузка на шпиндель и поддержание частоты вращения шпинделя при заданной скорости съема металла.

Каждый режущий инструмент работал со скоростью 30 000 об / мин, и измерялось число оборотов шпинделя после 500 мм длины резания. Чем меньше разброс скорости шпинделя, тем лучше.

Инструмент № 9 с охлаждающей жидкостью в виде тумана оказался лучшим в этом режиме резания. Не было существенной разницы в нагрузке на шпиндель между инструментами с алмазоподобным покрытием и инструментами без покрытия.

Испытательный прибор № 7 Контрольный прибор № 8 Испытательный прибор № 9

Резка в тяжелых условиях

Многие концепции инструментов для OSG MAX AL не выдержали суровых испытаний и не были включены в представленные тестовые данные.Конструкция инструмента MAX AL была протестирована в конфигурации с тремя канавками и меньшим пространством для стружки, что привело к немедленной поломке.

Считалось, что инструмент с тремя зубьями может быть подходящим решением, потому что эта конфигурация хорошо работает на станках со шпинделем от 15 000 до 20 000 об / мин. В дополнение к двум твердосплавным материалам, инструмент с двумя режущими кромками из быстрорежущей стали был испытан при 30 000 об / мин и условиях резания 20 000 мм / мин. Скорость удаления стружки 4,8 л / мин также приводила к поломке.

Материалы из быстрорежущей стали недостаточно прочные, чтобы выдерживать такие условия резания.Шпиндель MAG 4 мощностью 80 л.с. и 30 000 об / мин просто превзошел традиционные концепции проектирования инструментов.

Сводка

При высокоскоростной обработке алюминия используйте для концевых фрез крупнозернистые твердосплавные материалы, которые должны быть либо с алмазоподобным покрытием, либо без покрытия, с широким пространством для стружки и высокой жесткостью. При работе со скоростью 30 000 об / мин и мощностью 80 л.с. решающее значение имеет основная сила инструмента.

Инструменты не должны иметь слишком острые режущие кромки для высокоскоростной обработки алюминия.Никакого запаса не требуется, так как это также вызывает проблему поломки, поскольку обеспечивает больший крутящий момент на режущей кромке. Инструменты с меньшим углом наклона спирали лучше работают в этом приложении.

Самое главное, что для новых высококачественных продуктов, таких как MAG-Series и MAG4 от Makino, следует понимать, что правила переписываются. Традиционно используемые методы не обязательно дадут лучший результат.

Ни один другой станок на рынке сегодня не способен выдержать такие испытания, как оборудование Makino.Ключевым фактором является то, что шпиндели многих других станкостроительных компаний выйдут из строя, поскольку они не могут выдержать нагрузки, возникающие при поломке инструмента, как это было сделано в ходе нашего тестирования.

Такие станки могут сэкономить компании от 65 до 75 процентов по сравнению с приобретением портальной системы и могут повысить эффективность оператора в четыре раза.

Поговорите с инженерами Makino и узнайте, что они уже знают о своих машинах, а также об инструментах таких компаний, как OSG. Опыт высокоскоростного фрезерования алюминия и понимание трех элементов конструкции инструмента могут сделать вас успешным в высокоскоростной аэрокосмической обработке.

Обработка алюминиевого сплава с ЧПУ | Служба прецизионной обработки с ЧПУ

Прецизионные детали и изделия из алюминиевого сплава популярны из-за их легкого веса и нежного внешнего вида. Они все более широко используются в промышленности и в повседневной жизни. Особенно в последние годы, с развитием науки и технологий, социальным прогрессом, спрос людей на разнообразие продукции все сильнее и сильнее. Соответственно, изделия из алюминиевого сплава становятся лучше. , может получить больше благосклонности людей, рыночный спрос также может быть больше, выгода также выше.Корпус из алюминиевого сплава – один из лучших методов обработки.

Чтобы удовлетворить спрос людей на разнообразие и высокое качество изделий из алюминиевого сплава, необходимо обобщить технологические навыки в процессе обработки. Основываясь на многолетнем опыте обработки с ЧПУ, Уорти обобщил навыки обработки, на которые следует обратить внимание при обработке корпуса из алюминиевого сплава.

Требования к навыкам обработки с ЧПУ из алюминиевого сплава заключаются в том, что система управления может логически обрабатывать управляющий код или другие символы программы команд, через компьютер будет декодироваться, так что действия станка и обработки деталей.Заготовка обрабатывается режущими инструментами на детали-полуфабрикаты.

CNC-резка – это более рациональный способ обработки, но также и обычная процедура прецизионной обработки алюминиевого сплава, использование функции многонаправленной резки концевой фрезы, интерполяции спирального резания и интерполяции контурного резания, он ИСПОЛЬЗУЕТ как несколько инструментов для обработки нескольких отверстий.

Фрезы со сферическим концом и спиральной интерполяцией могут использоваться для непрерывной обработки конических отверстий.Растачивание и снятие фаски могут быть выполнены с помощью фрезы со сферической головкой и сверла для спиральной интерполяции. Концевая фреза с контурной интерполяцией, отверстие может быть получено полуфабрикатом и прецизионной обработкой деталей; Концевая фреза, используемая для обработки резьбы, может использоваться для обработки различные резьбовые отверстия с методом спиральной интерполяции.

Если высокоточные прецизионные детали из алюминиевого сплава обрабатываются с высокоточными отверстиями любого размера, можно использовать функцию интерполяции инструмента.Особенно при использовании высокоскоростного фрезерования нагрузка на каждое лезвие относительно невелика, поэтому с помощью одной и той же твердосплавной концевой фрезы с покрытием можно обрабатывать различные материалы для высокоскоростной высокоточной обработки отверстий.

С повышением уровня жизни, вызванным скачком качества жизни, многие люди думают о том, как улучшить качество. Таков процесс, чем лучше процесс, тем выше будет рыночный спрос, тем больше будет польза. быть выше.Потребители предъявляют все более высокие требования к обработке с ЧПУ. Каковы особые технические требования к обработке алюминиевого сплава с ЧПУ?

1) Разумный выбор дозировки резания, персонал в зависимости от обрабатываемых материалов, твердости, состояния резания, типа материалов, глубины резания, скорости резания. Эти условия идеально подходят для эффективной защиты от небольшого износа.

2) Выберите правильные опоры. Шероховатый автомобиль, вообще говоря, хороший выбор высокопрочного, долговечного инструмента, чтобы вы могли лучше соответствовать требованиям грубого автомобиля.

3) Выберите подходящее приспособление. Детали в соответствии с потребностями станка, чтобы уменьшить ненужные ошибки позиционирования, хороший выбор специальных зажимных приспособлений.

4) Маршрут обработки должен быть определен перед работой. Сократить маршрут обработки насколько возможно, чтобы уменьшить износ станка.

В соответствии с вышеуказанными методами обработки мы будем производить более качественную продукцию, и мы тоже.

Worthy Hardware – это компания, занимающаяся производством ЧПУ и изготовлением листового металла, включая услуги обработки с ЧПУ, фрезерные услуги с ЧПУ, услуги токарной обработки с ЧПУ, услуги лазерной резки и услуги штамповки.Позвоните нам + 86-76989919645 или напишите нам [адрес электронной почты] для получения дополнительных скидок на ваши проекты.

Краткое руководство по созданию прототипов алюминия с ЧПУ

Создание прототипов с ЧПУ из алюминия может дать значительные преимущества.

Переход от более простых материалов может открыть новые области применения в самых разных отраслях промышленности. Алюминий – один из наиболее распространенных материалов при обработке с ЧПУ, поэтому он является идеальным материалом для создания прототипов, и, безусловно, стоит подумать о возможности использования собственных возможностей.В зависимости от отрасли, в которой работает ваше предприятие, и необходимых деталей, это может быть даже необходимо.

Если углубиться в это, можно узнать огромное количество информации об алюминии. Чтобы получить легкое и полное представление о том, что может означать для вас изготовление прототипов алюминия с ЧПУ, следуйте нашим рекомендациям и советам по созданию прототипов алюминия с ЧПУ.

Какие типы изделий обрабатываются из алюминия?

Из алюминия обрабатывается множество продуктов, которые используются в самых разных отраслях промышленности.

Хотя существует множество вертикальных рынков, на которых обрабатывается алюминий для производства определенной продукции, одним из наиболее распространенных является электронная промышленность. Производимая продукция варьируется от корпусов промышленного управления, радиаторов и рамок, корпусов ноутбуков или мобильных телефонов и т. Д.… Даже такие, казалось бы, незначительные компоненты, как кнопки регулировки громкости, часто делаются из алюминия, чтобы придать продукту ощущение более высокого класса по сравнению с пластиком.

Производители пресс-форм также полагаются на алюминиевые прототипы.Когда запрос невелик и срок службы формы не имеет значения, можно сэкономить много времени, делая алюминиевую форму по сравнению с изготовлением формы из закаленной стали. Алюминий также может использоваться для изготовления форм для углеродного волокна или термического формования, в отличие от дорогостоящего процесса изготовления пресс-формы для литья под давлением.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность также поставляют детали, обработанные из алюминия, такие как корпуса для радарных плат или структурные компоненты. Кроме того, автомобильный сектор полагается на обработку алюминия для крупносерийного производства автомобильных запчастей, таких как панели, внутренняя отделка и оборудование.

Это только начинает царапать поверхность того, какие алюминиевые детали существуют в мире. С таким большим количеством типов изделий, обрабатываемых из алюминия, легко увидеть положительные стороны внедрения прототипов алюминия с ЧПУ в дом.

Какие типы алюминия используются для создания прототипов?

Изготовление прототипов алюминия с ЧПУ не является универсальным решением. В то время как несколько отраслей промышленности используют прототипирование алюминия для производства критически важных деталей для конкретных продуктов, важно определить лучший тип алюминия для работы.

Известный как наиболее широко используемый в США сорт алюминия, 6061 популярен для изготовления прототипов или производственных нужд.

Почему?

Алюминий 6061 не только прост в обработке и сварке, но и является идеальным материалом для изготовления. Он может быть кованым или экструдированным, имеет высокое отношение прочности к весу, широко доступен на рынке и имеет разумную цену. По этим причинам многие отрасли отдают предпочтение алюминию 6061 для самых разных применений.

Если для вашего прототипа требуется более жесткий и твердый алюминий, может потребоваться переход на алюминий 7075.Неудивительно, что этот более прочный алюминий предпочитают для производства огнестрельного оружия и компонентов авиакосмической отрасли. Это также связано с тем, что, несмотря на свою дополнительную прочность, 7075 по-прежнему легкий, наравне с 6061.

Хотя эти два сорта, пожалуй, самые распространенные, 6061 используется чаще, чем 7075. К счастью, оба сорта отлично измельчаются с DATRON. машины.

Меньшие сорта, такие как 5052, имеют некоторое сходство с 6061, но они более мягкие. Это делает их идеальными для панелей электроники, особенно для работы с передней панелью, где деталь может нуждаться в гибке после обработки.

Есть еще более низкие сорта, например, алюминий серии 3000. 3000 ближе к элементарно чистому алюминию, а значит, он очень мягкий и липкий. Следовательно, обработка на обычном станке с ЧПУ становится намного сложнее. Однако фрезерование алюминия серии 3000 на станке DATRON может дать превосходные результаты. Режущие инструменты и высокоскоростные шпиндели, предназначенные для работы с такими материалами, могут значительно облегчить задачу.

Другой распространенный сплав алюминия – MIC-6, разработанный специально для использования там, где требуется жесткий допуск на плоскостность.Часто это называют пластиной для инструментов, что идеально подходит для ситуаций, когда требуется пластина для крепления из алюминия, которую вы не хотите фрезеровать или шлифовать ровно, и беспокоиться о деформации (подробнее об этом позже). MIC-6 обладает необходимыми свойствами для поддержания высокого уровня плоскостности.

Хотя доступно много различных серий алюминия (и все они однозначно необходимы), вы увидите, что в целом предпочтение отдается 6061 для обработки с ЧПУ.

Понимание процесса создания прототипов алюминия с ЧПУ

Чтобы оценить процесс создания прототипов алюминия с ЧПУ, полезно пройти через процедуру в пошаговом формате.Давайте начнем с начального процесса CAD / CAM и перейдем к готовой детали. Вот наши главные советы:

Step One

Создавайте свою деталь с учетом технологичности. Это может показаться очевидным, но слишком часто детали разрабатываются с учетом только инженерных или эстетических соображений. Убедитесь, что у вас нет слишком глубоких элементов, слишком жестких допусков или элементов, которые невозможно изготовить. Помните, вы не можете вырезать квадрат внутри угла круглым инструментом!

Шаг второй

Определите, с какой маркой алюминия вы будете работать.Изучите свои варианты и определите, какой сорт лучше всего соответствует вашим потребностям. Используйте программное обеспечение для анализа методом конечных элементов (FEA) (например, Autodesk Fusion 360) для деталей, которые выдерживают высокие нагрузки. Выбор материала повлияет на каждое решение в будущем.

Шаг третий

Когда марка алюминия заблокирована, вы можете начать выбирать режущие инструменты. Всегда выбирайте самый короткий из доступных инструментов для выполнения работы. Использование более длинного инструмента, который у вас есть под рукой, может показаться более удобным, чем заказ более короткого, но вы пожалеете о своем решении, когда ваша готовая деталь будет покрыта следами вибрации – явным признаком отклонения инструмента.

Также рассмотрите конфигурацию вашего станка с ЧПУ, прежде чем принимать решение о выборе инструмента. Типичный станок с низкой частотой вращения выиграет от инструментов с большим числом канавок, но, в свою очередь, будет страдать от низкой эффективности и более высоких сил резания. На станках с ЧПУ с высокой частотой вращения, таких как DATRON, инструмент с меньшим числом канавок (в идеале с одной канавкой) становится хорошим выбором для снижения сил резания и обеспечения отличного отвода стружки.

Шаг четвертый

Выбрав ваш арсенал инструментов, пора поговорить о подаче и скорости.Для незнакомых людей понимание каналов и скоростей может оказаться непростой задачей.

Запускайте инструмент слишком медленно: вы рискуете повторно порезать стружку и превратить ваш инструмент в забвение. Работайте с инструментом слишком быстро: в лучшем случае концевую фрезу сломайте пополам, в худшем – перегрузите шпиндель.

К счастью, для новичков доступны отличные ресурсы. Производители инструментов поставляют направляющие подачи и скорости, которые помогут вам встать на правильный путь. Такие службы, как ProvenCut, предоставляют множество информации в зависимости от используемой вами машины, что упрощает настройку подачи и ускоряет работу.DATRON даже предоставляет подробное руководство по резке, в котором содержится информация не только о том, какие функции вы выполняете, но и о конфигурации вашего станка.

Step Five

Выберите правильное приспособление для изделия, которое вы делаете. Например, вакуумный стол отлично подходит для листового материала большого размера. Для деталей меньшего размера или нестандартной формы могут потребоваться пневматические или механические тиски. Сложные, многосторонние детали лучше всего подходят для 4-й или 5-й оси.

Step Six

Выбор правильных инструментов важен для удаления стружки, но использование соответствующей системы охлаждения может быть еще более важным.В случае алюминия распыленная испарительная охлаждающая жидкость является отличным и чистым вариантом, но также приемлемы охлаждающая жидкость, масляный туман или продувка воздухом. Независимо от того, что используется, убедитесь, что стружка выходит из зоны резки как можно быстрее.

Плохой отвод стружки является наиболее частой причиной преждевременного износа и поломки инструмента, поэтому важно решить эту проблему заранее.

Step Seven

Последний совет по инструментам: при фрезеровании алюминия используйте инструменты без покрытия. Использование инструментов с покрытием может показаться легкой задачей, но обратите внимание: покрытия добавляют тонкий слой материала поверх острой режущей кромки, таким образом закругляя ее.Это может хорошо работать для более твердых материалов, но при резке более мягких сортов алюминия вы рискуете «заедать».

Истирание очевидно, когда алюминий накапливается на закругленном крае, потому что инструмент недостаточно острый. Оставляет отчетливое пятно алюминия на режущей кромке. Это может привести к ускоренному износу инструмента и плохим результатам фрезерования. Чем острее инструмент, тем меньше силы резания и потери на трение. Это позволяет более эффективно использовать доступную мощность шпинделя, что приводит к увеличению срока службы инструмента, сокращению времени цикла и улучшению внешнего вида деталей.

Step Eight

Остерегайтесь внутренних напряжений внутри материала. Различные типы алюминия имеют свои собственные напряжения в материале из-за процессов, используемых при его производстве. Например, экструдированный алюминий 6061 испытывает более высокие внутренние напряжения по сравнению с литым МИК-6.

Это имеет значение, когда речь идет о надежности процесса и соблюдении готовых допусков. Разрезание напряженного материала может привести к короблению, обычно называемому «луком» или «картофельными чипсами».При фрезеровании одной стороны напряженного материала внутренние силы становятся неравномерными, вызывая скручивание. Разумный выбор инструментов, материалов, оснастки и стратегии поможет уменьшить эти стрессы.

Между нашим кратким обзором процесса прототипирования и советами, которые мы включили для поддержки каждого шага, мы надеемся, что вы чувствуете себя более уверенно в перспективе использования ЧПУ для создания прототипов алюминия собственными силами. Конечно, мы всегда готовы ответить на любые вопросы и предоставить индивидуальные рекомендации, когда вы будете готовы двигаться дальше.

Преимущества собственного изготовления прототипов алюминия с ЧПУ

Выбор интеграции изготовления прототипов алюминия с ЧПУ на предприятии дает несколько ключевых преимуществ, которые намного превосходят скорость и позволяют сэкономить на затратах, которые обычно возникают при аутсорсинге.

Для начала вы вводите возможность доработать деталь в короткие сроки; на самом деле, вы можете полностью избежать создания новой детали.

На примере электронной промышленности рассмотрим случай передачи корпуса электроники на аутсорсинг.После трехнедельного ожидания вы получите его в том виде, в котором вы указали свой дизайн.

Но, конечно, вашей команде разработчиков необходимо внести поправки в допуски для конкретной функции, а инженерам-электронщикам нужно добавить карман для нового микрочипа. Чтобы выполнить эту настройку, вам, очевидно, нужно будет снова отправить деталь на доработку. В зависимости от времени выполнения заказа вы можете рассчитывать на выполнение еще одного трехнедельного срока, как минимум. У тебя есть такое время?

А теперь представьте, что у вас есть собственные прототипы алюминия с ЧПУ.Вы можете просто зарегистрировать элемент с помощью станочного датчика, обновить траектории инструмента до новейшей модели и в любой момент разрешить запрос самостоятельно. В конечном итоге вы можете полностью отказаться от создания новой детали, поскольку алюминий легко поддается переработке.

Кроме того, экономия затрат и гибкость являются ключевыми для станков DATRON.

«Гибкость в производстве единичных индивидуальных алюминиевых панелей зависит от скорости станка DATRON и быстрой настройки, обеспечиваемой зажимным устройством вакуумного стола.”- Ведущий машинист Илья Пасуманский, DataPro

Когда вы приносите ЧПУ прототипирование алюминия в дом, эти преимущества становятся более очевидными из-за того, что станки DATRON целенаправленно построены на их способности обрабатывать алюминий. При условии, что детали имеют правильные спецификации по размеру и форме, станки DATRON, разработанные с нуля, как и наша линейка режущих инструментов, превосходны для изготовления прототипов алюминия с ЧПУ.

Мы надеемся, что наше краткое руководство по созданию прототипов алюминия с ЧПУ предоставит вам информацию, необходимую для переноса процесса внутри компании.