Мастерство высокоскоростной фрезеровки алюминия: 6 экспертных советов для точности и скорости

Опубликовано 30.08.2019 | WayKen Rapid Manufacturing

Современная промышленность требует скорости. Прототипы и кастомные детали нужны вчера. Точность растет. Алюминий — лидер: легкий, прочный, коррозионно-стойкий. Развиваются стратегии высокоскоростной фрезеровки (HSM).

HSM — скорость резания в 3 раза выше обычной, подачи в 2 раза выше (для мягких сплавов). Подачи определяют продуктивность. HSM дает колоссальные темпы снятия материала. Вращение шпинделя до 18 000 об/мин и выше.

Эффективность на порядок выше

Автопром: прототипы с большим снятием материала за минимальные установки. Авиация: длинные детали с глубокими карманами, тонкими стенками, сплавы — до 80% конструкции самолета/ракета.

Температура реза

При росте скорости температура сначала растет, затем резко падает. При 300–500 м/мин — 600–800°C. При 1200 м/мин — <200°C. При 1800 м/мин — ~150°C. Дальнейший рост скорости бессмыслен.

150–200°C — нет термического изменения свойств, нет роста зерна, минимальное охлаждение. Огромное преимущество.

Инструмент живет дольше

Казалось бы, выше скорость — выше износ. Но если считать объем снятого материала на один инструмент — HSM выигрывает. Причины: низкая температура = сохранение твердости режущего пластика; тонкая стружка (инструмент успевает срезать тонкий слой при высокой подаче); алюминий не приклеивается к режущей кромке на высоких скоростях.

Точность HSM фрезеровки алюминия

Обычно высокая подача ухудшает чистоту (шире стружка, выше сила). При HSM скорость выше → стружка тоньше, чем при обычной фрезеровке. Вибрация ниже за счет меньших сил резания. Результат — отличная чистота поверхности.

Постоянный угол захвата инструмента

Проблема угловых полостей: фреза поворачивает на 90°, нагрузка удваивается → скачок силы, износ, потеря точности. HSM-стратегии траекторий обеспечивают постоянный угол захвата: фреза спирально приближается к углу, сила постоянна, точность и жизнь инструмента растут.

Охлаждение

При 200°C охлаждение почти не нужно. Некоторые HSM-стратегии работают без СОЖ. Для ультра-точности — микродозирование (MQL): тонкая пленка снижает трение и слегка охлаждает. Расход СОЖ минимален.

Вывод: HSM алюминия — инновационный, продуктивный способ для прототипов, малых серий, кастомных деталей. Лучшие цены, минимальные сроки.