Как обрабатывать алюминий: Все, что вам нужно знать! [часть 1 из 2]

Алюминий является ключевым материалом в любом механическом цехе. Это один из наиболее часто обрабатываемых металлов благодаря его легкости и прочности, что позволяет быстро и эффективно выполнять операции. Поскольку обработка алюминия распространена повсеместно, данная область характеризуется высокой конкуренцией, особенно в производственном секторе.

Станки играют важную роль в обработке алюминия. Современные токарные и фрезерные станки с ЧПУ позволяют добиваться высокой точности и скорости обработки, что существенно повышает производительность. Для достижения лучших результатов важно правильно настроить станки и использовать подходящий режущий инструмент. В этой статье мы расскажем обо всем, что вам нужно знать для успешного начала работы с алюминием, чтобы вы могли получать выгодные заказы и выполнять их на профессиональном уровне.

Для начала давайте разберемся, с чем вы сталкиваетесь. Если вы делаете кронштейн для фермера, то не имеет значения, насколько эффективно вы снимаете материал. Но если вы делаете 10 000 кронштейнов в неделю для продажи в другие предприятия, вам нужно делать работу как следует. Почему обработка алюминия может быть сложной?

Основная проблема эффективной обработки алюминия заключается в том, чтобы просто добиться максимальной скорости съема материала без разрушения инструмента. Алюминий может расплавиться и прилипнуть к инструменту при сильном нагреве. Поэтому, даже если он режется как масло, это ненадолго, если алюминий прилипнет к инструменту, то в итоге вместо обработки вы будете заниматься сваркой трением.

Помимо того, что трение должно быть минимальным, дребезжание может быть просто чудовищным, когда вы задеваете станок. Это особенно проблематично, когда вы пытаетесь обработать чистые выемки. Ладно, хватит ныть. Давайте перейдем к тому, как вы можете с этим справится

Не все марки алюминия обладают одинаковой обрабатываемостью. Одни режутся как в сказке, другие настолько вязкие, что засорившиеся сломанные инструменты становится кошмаром. Главное здесь - понять, с чем вы работаете.

Вот список некоторых распространенных типов алюминия и некоторые замечания по обработке:

Главное помнить, что все марки алюминия хорошо поддаются обработке. Единственное, когда вы заметите разницу между этими сортами, - это когда вы сильно нагрузите свой станок. Если вы производите небольшие объемы продукции, вряд ли вы что-то заметите.

Стоит отметить, что существует заметная разница между литым и кованым алюминием. Литой всегда более жесткий, поэтому держите инструменты острыми и работайте с осторожностью.

Основные проблемы, с которыми вы столкнетесь, связаны с трением и нагревом. В следующем разделе мы рассмотрим, как справиться с этими проблемами, чтобы вы могли точно настроить свой процесс.

Ни в коем случае не используйте для резки алюминия универсальный резак. Технически он будет работать, но алюминий совершенно отличается от стали.

Вот несколько аспектов выбора инструмента, которые помогут вам получить максимальную отдачу от вашего станка.

Режущий инструмент из карбида. Даже в непроизводственных областях применение твердого сплава превосходит быстрорежущую сталь как по стоимости инструмента в течение срока службы, так и по качеству обработки поверхности. Тем не менее, о твердом сплаве необходимо знать несколько полезных вещей, которые помогут вам подобрать идеальный инструмент для конкретной работы. По сути, нам просто нужно понять, что мы хотим получить от инструмента. Алюминий режется мягко, то есть инструмент не испытывает сильных ударных нагрузок при резке. Критически важным является сохранение остроты кромки. По этой причине для характеристики материала мы предпочтем твердость, а не вязкость. Есть две основные вещи, которые влияют на это свойство: размер зерна карбида и соотношение связующих веществ.

Что касается размера зерна, то при более крупном зерне получается более твердый материал, в то время как при более мелком зерне - более ударопрочный, прочный материал. Для алюминия мы хотим сохранить остроту кромки, поэтому нам нужен мелкий размер зерна для максимального сохранения кромки.

Другой фактор - соотношение связки. Для твердосплавных режущих инструментов связующим веществом является кобальт. Содержание кобальта может составлять от 2% до 20%. Поскольку кобальт мягче, чем зерна твердого сплава, то при увеличении количества кобальта растет жесткость инструмента, а при его уменьшении растет твердость инструмента. Если по простому - твердость это способность материала противостоять проникновению в него более твердого тела, а прочность это способность материала противостоять приложенным нагрузкам и при этом не разрушаться.

Поэтому мы ищем твердосплавную фрезу с крупными зернами и низким содержанием кобальта.

Концевые фрезы с 3 канавками - это оптимальный вариант для твердосплавных концевых фрез в 98% случаев. Зазор для стружки - это главное в работе с алюминием, а 3 канавки обеспечивают идеальный баланс прочности инструмента и зазора для стружки.

2 канавки могут быть приемлемым вариантом, когда силы резания ниже и зазор для стружки является более важным фактором. Это также может быть способом снижения силы резания для легких, некачественных резов. Это имеет смысл, если у вас очень длинный инструмент, склонный к вибрации. Фрезы с 2-мя канавками режут легко, поэтому это может помочь справиться с вибрациями.

Однако, в конечном итоге, 3 канавками - это промышленный стандарт. Для более крупных инструментов, таких как колпачковые фрезы, оптимальное количество канавок зависит от диаметра. Главное здесь - иметь большой зазор для стружки, чтобы ничего не забивалось. Никому не нужен заклиненный инструмент при 700 IPM.

Вот баланс, который мы пытаемся найти: меньший угол спирали уменьшает нагрев, так как резание происходит в течение меньшего времени. Более высокий угол спирали обеспечивает более гладкую резку, дает отличную обработку поверхности, но при этом выделяется больше тепла.

Если ваш инструмент нагреется, алюминий приварится к нему, и игра окончена. Это происходит менее чем за секунду; все, что вы слышите, это резкий рост нагрузки на шпиндель и треск!

Поэтому вот надежное правило, которое работает для меня уже много лет:

Для черновой обработки отлично подходит меньший угол спирали - около 35 градусов. Это сохраняет инструмент холодным, и никто не заботится о чистоте поверхности при черновой обработке.

Для чистовой обработки понадобится больший угол спирали, угод в 45 градусов - это просто рок-звезда. Конечно, он выделяет больше тепла, но для легких чистовых резов на высоких скоростях подачи, кого это волнует? Гладкий рез оставляет красивую и точную поверхность.

Для того, чтобы и черновая, и чистовая обработка выполнялись достаточно хорошо, выбирайте угол спирали 40 градусов.

Черновая обработка: угол спирали 35 градусов.

Финишная обработка: угол спирали 45 градусов.

Многоцелевая: угол спирали 40 градусов.

Помимо этих основных принципов, есть еще несколько вещей, которые могут дать вам дополнительное преимущество.

Один лайфхак, с которой я добился большого успеха, - это полированные инструменты. Когда режущие канавки отполированы, алюминий скользит по ним плавно. Поскольку трение минимально, срок службы инструмента увеличивается, и вы можете работать быстрее.

Это действительно имеет смысл, если вы занимаетесь фрезерованием алюминия с высокой производительностью.

Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, - это покрытие инструмента. В целом, лучше всего использовать инструменты без покрытия. Специальные покрытия не дадут большой производительности, а более "стандартные" покрытия принесут больше вреда, чем пользы.

Вот краткий список некоторых хороших и плохих покрытий для резки алюминия:

Хорошо, если быть до конца честным с вами, я не нашел покрытий, которые бы сильно отличались от алюминия. По крайней мере, не так, как со сталью. Я предпочитаю просто полированную голую концевую фрезу. Я буду больше экспериментировать с фрезами с нанесенными покрытиями, когда продавцы будут предлагать их мне бесплатно для экспериментов.

На этом на сегодня всё, в скором времени в нашем блоге выйдет вторая часть данной статьи.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!