0
Наверх

Фрезеровка алюминия на станке с ЧПУ: Секреты и техники

Выбери свой станок

Такой материал, как алюминий и сплавы на его основе широко востребован в различных отраслях промышленности. Это обусловлено эко свойствами и эксплуатационными характеристиками.

Существует ошибочное мнение, что данный металл легко обрабатывать. Однако подобная «лёгкость» требует применения высокоточного современного оборудования и соответствующих профессиональных навыков оператора.

Минусы и плюсы обработки алюминия на фрезерном станке

Данный материал отличается высокой пластичностью. Это хорошее качество. Но, при выполнении фрезеровки, именно оно является серьёзной предпосылкой к повреждению заготовки. Появлению на ней вмятин, рисок, иных дефектов, которые весьма заметны на продукции.

Испортить металлическую заготовку возможно даже на этапе её фиксации к рабочему столу последнего.

Именно поэтому рекомендовано все алюминиевые заготовки фиксировать не механическими прижимами, а с использованием специальных вакуумных столов.

Подобное решение является безальтернативным при выполнении гравировальных работ, нанесении различных изображений на тонкую и сверхтонкую фольгу. Механически закрепить её невозможно чисто физически.

Из-за высокой вероятности возникновения дефектов на заготовке, в процессе её обработки, алюминий весьма чувствителен к воздействиям малейших вибраций станка и обрабатывающего инструмента. Это обязательно требуется учитывать. Так как, при ошибочном подборе режима фрезерования, либо применении неправильно закреплённых (разбалансированных) цанги, фрезы, готовая поверхность выполненного реза может получиться замятой. Деталь пойдёт в брак.

Тонкости режимов фрезерования

Податливость Al, вопреки бытующему мнению, вовсе не означает, что обрабатывать его просто и легко на любых выбранных режимах реза, включая предельные.

Высока вероятность возникновения, даже при умеренных скоростях фрезерования, ситуаций, когда металлическая стружка наглухо забивает имеющиеся у фрезы канавки. Инструмент выходит из строя.

С целью исключения вероятности возникновения подобных ситуаций требуется:

  • выполнять работы «правильными» фрезами, с необходимым числом зубьев и канавок;
  • использовать СОЖ;
  • грамотно выбирать требуемые режимы фрезерования.

Всё это достигается, в первую очередь, строгим выполнением рекомендаций изготовителей станков и фрез.

Ещё одна особенность. По умолчанию определение «алюминий» является собирательным. Оно распространяется на все сплавы, производимые на основе данного металла. Специфика их обработки может различаться весьма существенно.

Пример. «Мягкий» АМГ и дюралюминий требуют собственных режимов обработки. Последние подбираются с учётом существ3ующих требований к финишному качеству выпускаемой детали и параметров станка.  

Высокоскоростная обработка алюминия (ВСО)

Фрезерование алюминия, востребованная и одна из наиболее простых технологий его обработки. Установленная фреза, снимая слой металла заданной толщины, придаёт обрабатываемой заготовке необходимую форму, размеры.

Применение современных моделей с ЧПУ обеспечивает гарантированное выполнение обработки с max точной реализацией самых мелких элементов, получить 2D или 3D рельеф любой степени сложности. Все изображения прорабатываются детально и чётко.

Экономическая эффективность различных технологий может различаться достаточно существенно. ВСО является, на данный момент, наиболее действенным способом обработки алюминиевых заготовок. Объясняется это тем, что высокое число оборотов шпинделя органично сочетается с возможностью увеличения (на таких режимах) глубины реза. Пример. Для стали этот показатель не меняется.

В целом ряде ситуаций экономически более целесообразным является вариант изготовления одной детали (со значительным процентом отходов обработки), чем выкраивание нескольких деталей из того же объёма материала. именно этим объясняется востребованность при обработке режимов ВСО.

«Гладко было на бумаге…»

Безусловная привлекательность тандемной технологии, ВСО + увеличенная глубина реза, содержит свою «ложку дёгтя». Это проблема возрастания вибрации. Явление это неизбежное и весьма нежелательное. И бороться с ним методами традиционными не получится. Обеспечения высокой жёсткости четырёхзвенной системы, включающей станок, приспособление для фиксации, обрабатывающий инструмент, заготовку уже недостаточно.

Требуется обязательный учёт гармонического закона, согласно которому колеблется фреза, шпиндель. Проще говоря, требуется учитывать, кроме статической, также динамические характеристики возникающих вибраций.

Пример. Теоретические выкладки, подтверждённые практикой, показывают – ВСО обработку Al деталей лучше всего выполнять концевой фрезой, имеющей 3 спиральных канавки. Увеличение их количества снижает эффективность удаления стружки в силу сокращения сечения каждой канавки пропорционально росту их количества.

Обратный вариант, уменьшить их число до 2, тоже не проходит. Он приведёт к росту нежелательных гармоник. Это обусловлено следующим. Частота, с которой колеблется фреза, перестаёт совпадать с числом ударов, которые совершает по детали пара режущих кромок (при частоте вращения шпинделя, достигающих 20000 об/мин).

Оценить оптимальную скорость его вращения позволяют специальные программные продукты. Они позволяют оценить тональность собственных колебаний устройства. Для этого проводится «прослушивание» системы станок – инструмент. Задачу решает подключенный к ПК микрофон специальной конструкции.    

Тонкости фрезерования алюминия на станке с ЧПУ

Приступая к фрезерованию алюминия на фрезерном станке с ЧПУ, следует помнить — предельные значения режимов реза, являющиеся оптимальными, для него, существенно уже, чем для пластика, дерева. Выход за них приводит к ускоренному изнашиванию режущего инструмента, существенному снижению качества обработки.

Следует помнить о высокой вероятности забивания каналов стружкой, что приводит к браку.

Руководствуясь рядом несложных рекомендаций, можно избежать подобного результата.

  • Не спешите при выполнении работ.

Все основные характеристики: величина подачи, глубина реза и скорость его выполнения должны соответствовать параметрам, заданным для вашего станка производителем. Не гонитесь за скоростью. Это обязательно скажется на качестве.

  • Для получения максимально точных значений считайте требуемую скорость подачи с применением калькулятора.

Это специальный программный продукт. Оптимальным решением будет наличие в нём следующих значений:

  • установка min значений числа оборотов;
  • адаптация под фрезы разной конфигурации (цилиндрические, концевые, иные).

Чем больше диапазон, тем лучше калькулятор.

  • учёт прочность материала заготовки на изгиб;
  • вывод информацию о скорости, с которой идёт износ инструмента;
  • учёт возможного истончения стружки;
  • возможность расчёта (с учётом мощности станка) нескольких режимов обработки.
  • Работайте фрезами, имеющими специальное износостойкое покрытие.

Оптимальное решение - фрезы тех марок, которые изначально предназначены для эксплуатации в режиме ВСО, имеющие износостойкие покрытия. Пример, диборид титана (TiB2).

  • Отдавайте предпочтение инструменту меньшего диаметра.

При работе фрезами с d<6 мм возможно подобраться к скоростям 20000 об/мин максимально близко.

  • Своевременно удаляйте стружку из рабочих областей.

Несвоевременное выполнение данной процедуры, кратчайший путь к поломке фрезы.

  • Контролируйте глубину реза.

Чем глубже рез, тем сложнее удалять стружку. Оптимальное решение, выбрать нужную глубину, совершив несколько проходов.

  • Обеспечьте бесперебойную смазку.

Использование СОЖ минимизирует вероятность налипания стружки, перегрева инструмента. Делает работу комфортной.

  • Если допустимая скорость перемещения шпинделя по двум осям (X, Y) недостаточно высокая, требуется применять фрезы с минимальным числом зубьев (два или один, с обязательным наличием широких канавок для удаления стружки)
  • Нельзя допускать работы станка на предельных мощностях.

Прекрасным выбором для предприятия, планирующего фрезерную обработку алюминиевых заготовок, является покупка ЧПУ станка линейки WATTSAN. С их подробными характеристиками можно ознакомиться на нашем сайте LASERCUT.

Средняя оценка: 5
Голосов: 1
фрезерные станки с чпу купить
VK03232