Выбор лучших резовых пластин для ЧПУ-обработки алюминия

Алюминий широко доступен и применим в самых разных отраслях. Этот цветной металл легко обрабатывается, обладает желаемыми структурными и химическими свойствами, что делает его материалом №1 для множества применений. Как легкий и низкоплотный материал, алюминий создает определенные сложности при обработке. Именно эти свойства делают его идеальным для быстрого прототипирования и серийного производства на ЧПУ.

Максимальная продуктивность при ЧПУ-обработке алюминия достигается оптимизацией ПО, автоматизацией смены инструмента и правильным выбором шпинделей. Простейший способ улучшить качество деталей — правильный выбор режущих инструментов и пластин.

Как выбрать резовую пластину для ЧПУ-обработки алюминия?

Пластины — сменные режущие края, крепящиеся на корпусе инструмента для установки в токарном держателе ЧПУ. Крепятся винтами или клеем. Широко применяются при быстром прототипировании и серийном производстве. Пластины подходят для больших диаметров, больших подач и глубоких резов.

Геометрия пластин

Цель обработки — детали, соответствующие требованиям заказчика: толщина, несущая способность, размеры. ЧПУ справляется с разными размерами и формами через эффективную последовательность инструментов. Для серийного производства нужны индексируемые режущие инструменты — оператор может менять пластины, автоматизируя операции. Пластины для алюминия имеют разные режущие края для пост-обработки: полировки, шлифовки. Производительность зависит от формы пластины, заднего и переднего углов.

Форма пластины

Инструменты для алюминия имеют специфические геометрии, влияющие на качество. Пластины бывают ромбовидными, круглыми, треугольными, квадратными. Остроугольные пластины дают лучшее качество. Для высокоскоростной чистовой фрезеровки деформированного алюминия лучше пластина с углом 30°–35°. Ромбовидная пластина при токарной обработке деформированного алюминия дает высокое качество поверхности.

Чугунный алюминий (cast aluminum) грубее снаружи — острые инструменты дают плохую чистоту. Для чугунного алюминия лучше круглые пластины. Форма влияет на параметры ЧПУ: подачу, глубину реза, зазоры. Острые формы требуют меньшие подачи и большие зазоры.

Передний угол и угол входа

Передний угол — между вершиной режущего инструмента и заготовкой. Может быть положительным или отрицательным. Для алюминия рекомендуется положительный передний угол: мягкий материал требует минимизации сопротивления резанью.

Накопление стружки у инструмента ухудшает качество. Положительный передний угол обеспечивает эффективное удаление стружки, снижает температуру резанья, улучшает условия обработки и ресурс пластины.

При фрезеровке не на передний угол, а на угол входа — отношение детали к положению инструмента. Из-за высокой обрабатываемости алюминия применяют угол входа 90°. Он позволяет выполнять встраиваемую фрезеровку, фрезеровку пазов, фрезеровку торцов.

Задний угол

Определяет отношение инструмента к заготовке с опорой на пластину. Как и передний, бывает положительным или отрицательным. Для алюминия рекомендуется положительный задний угол. Индексируемые пластины позволяют менять задний угол. Углы 20°–30° дают лучшую чистоту поверхности.

Ломчики стружки для алюминия

Высокоскоростная обработка алюминия страдает от накопившейся липкой стружки. Конструкция ломчиков стружки опирается на передний и задний углы.

Для серийного производства рекомендуются острые широкие ломчики — удаляют стружку разного размера. Остатки стружки при высокоскоростной обработке ухудшают качество. Сверление и растачивание требуют идеального удаления стружки из зоны реза.

Массивное накопление стружки — не только плохая чистота, но и сокращенный ресурс ЧПУ-инструмента.

Технические проблемы пластин при обработке алюминия

Главная проблема — нарост (built-up edge). Обрабатываемый металл накапливается на передней грани пластины, ослабляя режущий край, ухудшая чистоту и резко снижая ресурс. Лечится острыми инструментами, правильными режимами резания и подходящим СОЖ.

При высокоскоростной обработке круглыми инструментами удаление стружки замедляется. Решается эффективным ломчиком стружки с достаточными зазорами для сбора.