6 советов по высокоскоростной обработке алюминия

---

Опубликовано в августе. 30 марта 2019 г. | By WayKen Rapid Manufacturing

Современной промышленности нужны детали, изготавливаемые очень быстро. Спрос на быстрые прототипы или нестандартные детали растет с каждым месяцем. Клиенты хотят, чтобы их заказы выполнялись быстрее, и им нужно, чтобы компоненты имели большую точность, чем раньше. Одним из самых распространенных сплавов для современного производства является алюминий, казалось бы, лучший материал, который только может быть. Он легкий, прочный, долговечный и устойчивый к коррозии. Вот почему быстро разрабатываются новые стратегии фрезерования алюминия.

Один из современных успешных методов фрезерования алюминия с ЧПУ называется высокоскоростной обработкой. Основное отличие от обычного фрезерования заключается в том, что скорости высокоскоростного фрезерования значительно выше, и с их помощью операторы могут увеличить подачу при резании. В результате фрезерование алюминия HSM имеет ряд неожиданных преимуществ. Вот что вы получите, выбрав стратегии HSM для алюминия вместо обычного фрезерования.

Эффективность намного выше

Увеличивая скорость резания в 3 раза по сравнению с обычным фрезерованием алюминия, можно увеличить подачу до 2 раз (в случае более мягких алюминиевых сплавов). Насколько нам известно, подача – это параметр, определяющий производительность всего процесса фрезерования. При этом эффективность высокоскоростной обработки можно сравнить с обычным фрезерованием. Обрабатываемость алюминия позволяет увеличить скорость вращения шпинделя до 18000 об/мин и более, что делает скорость съема материала страшной.

Такие скорости удаления материала делают услуги по механической обработке алюминия с использованием стратегий HSM для алюминия очень выгодным предложением для автомобильной и аэрокосмической промышленности. В первом случае прототипы автомобилей требуют удаления большого количества материала с использованием как можно меньшего количества фрезерных установок. Во втором случае много длинных и крупных деталей с глубокими карманами (они должны быть легкими, поэтому в основном обрабатываются до набора пересекающихся ребер) и тонкими стенками, кроме того, алюминиевые сплавы — это то, что делают самолеты и ракеты. составляют до 80%.

Температура резки

Доказано, что температура реза изменяется с увеличением скорости. Сначала с ростом скорости растет и температура. Однако по мере того, как мы продвигаемся дальше, температура начинает резко снижаться, пока в какой-то момент это не перестает иметь значения. Увеличение скорости резания лишь незначительно снизит температуру. Этот переход и означает HSM. Например, при фрезеровании алюминия со скоростью 300-500 м/мин температуры могут достигать 600-800 градусов. Однако, если мы увеличим скорость до 1200, температура опустится менее чем до 200 градусов, а при 1800 м/мин всего 150 градусов. С этого момента резать быстрее бессмысленно.

Только считайте, всего 150-200 градусов! Отсутствие изменения свойств материала в зоне реза за счет локальной термической обработки, увеличения зерна металла и значительно меньших требований к охлаждению. Я бы сказал, хорошее преимущество.

Инструменты живут дольше

Это может показаться странным, поскольку скорость резания выше, а значит, и износ инструмента тоже должен быть, но если мы сравним количество материала, разрезаемого алюминиевыми режущими инструментами при HSM, с обычным фрезерованием, а не со сроком службы инструмента в минутах, мы Увидим, что разница очевидна и говорит в пользу скоростного фрезерования алюминия. В чем причина длительного срока службы инструмента? Во-первых, температура резания ниже, а значит, выше прочность материала инструмента. Тогда ширина стружки при высокоскоростном фрезеровании значительно меньше (инструмент вращается быстрее и успевает срезать более тонкую стружку даже несмотря на увеличенные подачи).

Кроме того, при обработке алюминия одной из основных проблем является то, что он настолько мягкий, что во время обработки прилипает к режущим кромкам инструмента. Это снижает остроту инструмента и увеличивает силы резания, следовательно, сокращает срок службы инструмента. Но этого не происходит на высоких скоростях. Алюминий просто уходит.

Готовы начать свой новый проект прямо сейчас?

Точность высокоскоростной фрезеровки алюминия

Мы все думаем, что более высокие подачи снижают чистоту поверхности алюминия, потому что режущая кромка инструмента перемещается дальше, в то время как инструмент может сделать поворот и отрезать его. Как правило, это приводит к более широкой стружке, более высокому усилию резания и ухудшению чистоты поверхности. Однако при HSM, несмотря на большую подачу, скорость инструмента выше, поэтому стружка на самом деле тоньше, чем при обычном фрезеровании. Кроме того, вибрация ниже из-за меньшей силы резания.

Постоянный угол зацепления инструмента

Одна из основных проблем при фрезеровании полостей деталей концевыми фрезами связана с изготовлением углов кармана. Концевая фреза должна повернуться на 90 градусов, чтобы создать карман, и в этот момент материал, который он должен разрезать, удваивается (с обеих сторон кармана). Это приводит к локальному увеличению силы резания и очень плохо влияет на срок службы инструмента и точность детали. Однако фрезерование алюминия HSM имеет ряд предопределенных стратегий генерации траектории инструмента, которые включают постоянный угол контакта инструмента. Это означает, что инструмент постепенно приближается к углу, обрабатывая весь материал вокруг него по круговой траектории. Таким образом, сила резания остается постоянной, как и точность. кроме того, продлевается срок службы инструмента.

Использование охлаждающей жидкости

Некоторые стратегии HSM для обработки алюминия вообще не используют охлаждающие жидкости. Я имею в виду, что обработка при 200 градусах почти не требует охлаждения ни материала, ни фрезы. Тем не менее, в некоторых высокоточных операциях по-прежнему используются охлаждающие жидкости для повышения качества деталей, но количество охлаждающей жидкости намного меньше по сравнению с обычной обработкой. В некоторых процессах высокоскоростного фрезерования алюминия используется так называемая смазка минимальным количеством. Количество подаваемой охлаждающей жидкости достаточно, чтобы образовалась тонкая пленка, снижающая трение и обеспечивающая некоторое охлаждение.

Таким образом, совершенно очевидно, что высокоскоростное фрезерование алюминия является инновационным и производительным способом изготовления нестандартных деталей, прототипов, небольших партий и других комплектов из алюминиевых сплавов. Благодаря высокоскоростной обработке вы получите более выгодные цены и потратите меньше времени на ожидание выполнения вашего заказа.