Выбор оптимальных режущих инструментов для ЧПУ-обработки алюминия

С ростом жизненного уровня растет спрос на изделия с металлическим тактильным ощущением — алюминий всё шире применяется в промышленности. По сравнению со сталью и жаропрочными сплавами — мягкий металл, низкая твердость HRC, но высокая вязкость. Поэтому требования к инструменту выше. Если резать мягкий металл высокотвердой вольфрамовой фрезой — режущая кромка ломается, ресурс минимален. Нужен качественный инструмент с низкой твердостью и нелипкими свойствами. Только так можно поднять скорость и эффективность станка.

Как выбирать резаки для ЧПУ-обработки алюминиевых деталей?

При обработке алюминиевых сплавов, особенно при чистовой малослойной резке, режущая кромка заменимых пластин часто тупая — возникает эффект «плуга», кромка внезапно врывается в заготовку, резко возрастает режущая сила. Скачок силы ведет к избыточным нагрузкам на инструмент и высоким требованиям к мощности. Проблема усложняется требованием к остроте кромки. Для чистовой нужен острый положительный заход. Для черновой — достаточная прочность кромки. Учитывают: режущую силу, проникновение кромки, образование щепки, стабильность, позиционирование и зажим пластины.

Геометрия пластины

Цель обработки — лучшие детали под требования дизайна/клиента (толщина, несущая способность, размеры). ЧПУ с эффективной последовательностью инструментов обрабатывает алюминиевые детали любой формы/размера. Для роста продуктивности используют индексируемые режущие инструменты — оператор меняет пластину при необходимости, что позволяет автоматизировать многократную обработку. Пластины с разными кромками применяют для пост-операций: полировка, шлифовка алюминия. В среде ЧПУ-обработки алюминия характеристики пластины зависят от её формы, заднего и переднего углов.

Форма пластины

Инструменты для алюминия имеют специфическую геометрию, влияющую на качество. Пластины бывают: ромбовидные, круглые, треугольные, квадратные. Острые кромки дают лучшее качество. Например, для высокоскоростной отделки кованого алюминия — пластины с углом 30°–35°. Алмазные пластины дают высокое качество поверхности.

При обработке литого алюминия нужны круглые пластины. Поверхность литого алюминия шероховата. Острые инструменты дадут плохую чистоту. Форма пластины влияет на ЧПУ-параметры: подачу, глубину реза, зазор. Острые формы требуют меньшую подачу и большие зазоры.

Какие факторы учитывать при выборе режущего инструмента?

Передний угол и угол входа

Передний угол — угол между вершиной резеля и закрепленной заготовкой. Может быть положительным или отрицательным в зависимости от ориентации пластины. Для алюминия предпочтительны положительные передние углы. Мягкий металл — нужно минимизировать режущее сопротивление.

В процессе щепка накапливается вокруг инструмента, ухудшая качество. Положительный передний угол обеспечивает эффективное удаление щепки. Снижая температуру реза, помогает термоконтролю. Фактор создает лучшие условия для алюминия и продлевает жизнь кромки.

В ЧПУ-фрезеровании передний угол редко используется как основной. Отношение детали и инструмента на каретке определяет угол входа (approach angle). Благодаря хорошей резаемости алюминия используют 90° — позволяет выполнять разные фрезеровские операции: торцевую, пазовую, плечевую.

Фактор диаметра

Радиальная режущая сила: малые/средние диаметры — низкая жесткость, склонны к прогну, большие — стабильнее, разные требования к виброустойчивости. Подача не главное влияние на радиальную силу. При разных подачах (обычно 0,25 и 0,35 мм/зуб) радиальная сила меняется незначительно. Для типичной фрезы D=25 мм фаска на пластине 1°, ширина 0,1 мм, идеально сочетается с изогнутой режущей кромкой.

Задний угол (рельеф)

Определяет отношение инструмента к закрепленной заготовке. Точка отсчета — вставка пластины. Как и передний угол, может быть +/−.

При ЧПУ-обработке алюминия (прототипирование или серийное) рекомендуют положительный задний угол. Индексируемые пластины позволяют менять задний угол. Диапазон 20°–30° дает лучшую чистоту поверхности алюминия.

Щепколомки для алюминия

Накопление щепки мешает высокоскоростной обработке. Щепка липкая — вызов для управления пространством на ЧПУ. Конструкция щепколомки зависит от переднего и заднего углов.

В серийном производстве рекомендуют острые широкие щепколомки. Широкая щепколомка удаляет щепку разных размеров.

Ищете идеальный сервис ЧПУ-обработки алюминия — свяжитесь с нами.