Как фрезовите машини подобряват заготовката на алуминиеви продукти

Основни механизми на Фрезови машини при финиширане на алуминий

Фрезоване с краен фрезер обработката на алуминиев блок включва суровината алуминий и прецизното механично въздействие. Въртящ се режещ инструмент с форма на канали, разработена за този тип обработка, отрязва материала от заготовката, като използва патентованата геометрия на елемента за контролиране на образуването на стружка... което е изключително важно поради ниската температура на топене на алуминия. Високи ъгли на спиралата (40°–45°) осигуряват силно вдигане за ефективно премахване на стружката, минимизирайки негативните ефекти от повторното заваряване, а конструкцията с три зъба осигурява баланс между отвеждане на стружката и устойчивост на инструмента. Остри ръбове с полирани канали намаляват триенето, като заменят "натрупания ръб" при алуминия със смазан ръб, който намалява триенето и помага да се предотврати люспенето на материала.

Основни функционални елементи включват:

• Отстраняване на стружката : Спираформени канали изтласкват стружката нагоре, за да се избегне задръстване в зоната на рязане
• Термичен контрол : Специализирани покрития като ZrN отвеждат топлината с 30% по-бързо в сравнение с нетретирани инструменти
• Прецизност при отрязване : Остри режещи ъгли (<35°) намаляват необходимостта от премахване на заравнини след обработка с до 80%

Оптимална завършваща обработка балансира агресията и прецизността – прекомерното надолно усилие предизвиква вибрации, докато недостатъчното включване ускорява ръбното рзване. Степента на стабилност на машината осигурява размерна точност ±0.01 mm.

Оптимизация на броя на канавките за ефективно отстраняване на материала

По-малко канавки (2–3) осигуряват по-големи камери за стружка за висок обем отстранен материал, докато повече канавки (4+) позволяват по-фини обработки. Трите канавки осигуряват идеалния компромис, като постигат шероховатост на повърхността (Ra) под 0.4 μm при завършващи минавания.

Динамика на ъгъла на спиралата при операции по обработка на алуминий

Ъгли между 40°–55° регулират движението на стружката и режещите сили. По-стръмни ъгли (>45°) се справят отлично при завършващата обработка чрез бързо издигане на стружката, намалявайки триенето с 30%. Меки сплави като 6061 се възползват от ъгли между 45°–48°, докато по-твърдите марки (например 7075) изискват конфигурации между 50°–55°, за да се предотврати натрупване на ръб.

Специализирани покрития за управление на топлината

Титанов доборид (TiB₂) осигурява 3 пъти по-дълъг живот на инструмента при високоскоростни приложения, като понижи температурите на триене с 200°F. Покрития от тип диамантен вид въглерод (DLC) осигуряват изключително ниско триене (0.05–0.1), предотвратявайки пренасянето на материала. Непокритите полирани инструменти работят за кратки операции, но покритията подобряват универсално повърхностите чрез пренасочване на топлината и намаляване на захапването.

Настройки на прецизни режими за рязане при краен фрезер Операции

Калибрация на скоростта на въртене и подаване за огледални повърхности

18,000–24,000 RPM с подаване от 0.05–0.12 mm/зъб минимизира огъването, докато предотвратява образуването на натрупване по ръба. Надвишаването на 0.15 mm/зъб при 30,000 RPM увеличава вибрациите с 62%, което води до шумови марки. Съвременните CNC контролери използват адаптивни алгоритми за подаване, за да подобрят грапавостта на повърхността с до 0.2 μm.

Стратегии за оптимизация на дълбочината на рязане

Стратегическата дълбочина на рязане (DOC) влияе на качеството на повърхността и издръжливостта на инструмента.

Плоски осеви резове (0,3–0,5 mm) с 70% радиален преход намаляват повторното рязане с 41%. За черно фрезоване, осева дълбочина от 2,5 mm с 15% радиално въвличане максимизира отстраняването без превишаване на праговете на натоварване на инструмента.

Напреднали параметри на геометрията при торцеви фрези

Техники за подготовка на ръба за чисти резове

Остри ръбове с 20–30 микрон хонинг намаляват силите на рязане с 15–20%. Ъгли на отливане от 6–8° предотвратяват триенето на инструмента, което подпомага отстраняването на стружката. Неправилно заобляне на ръбовете увеличава образуването на засти с 2,3 пъти при алуминий.

Влияние на радиалния ъгъл на резец върху текстурата на повърхността

Радиални ъгли на резец от 8–12° оптимизират завършващите операции чрез намаляване на съпротивлението при рязане и топлината. Положителните ъгли понижават температурата с 80–120°C, което минимизира образуването на натрупания ръб. При операции с висока скорост (>15 000 RPM) се предпочитат леко отрицателни ъгли (-2°) за лити сплави, за да се предотврати ръбово рязане.

Преобразуване на завършващата обработка на алуминий чрез техники за високоскоростно фрезоване

Обработката с висока скорост (HSM) постига шероховатост на повърхността под 0,4 μm Ra при скорости над 15 000 RPM, като по този начин намалява производственото време с 50–70%.

Контрол на вибрациите при високоскоростна обработка

Съвременни решения включват:

• Геометрии с променлив делителен ъгъл разрушаване на резонанса
• Инструментални държачи с гасители на вибрации поглъщайки 70% от хармоничната енергия
• Хеликови ъгли >45° разпределяне на силите на рязане

Решения за отвеждане на стружка при непрекъснато рязане

Ефективни методи включват:

• конструкции с три пера и дълбоки канали увеличаване на пространството за стружка с 130%
• Висок налягане охлаждащ агент (1000+ PSI) намаляване на повторното рязане с 85%
• Полирани покрития AlCrN намаляване на триенето

Парадокс в индустрията: балансиране на скоростта с износването на инструментите

Критични прагове при HSM:

Алмазно-симулирани въглеродни покрития удвояват живота на инструментите при скорости над 800 m/мин, докато балансирани подавания (0.15 mm/зъб) предотвратяват износване по дъното на падинката, без да се жертва продуктивността.

Често задавани въпроси

Какъв е оптималният брой на кантовете за фрезоване на алуминий?

Трисковите конструкции предлагат оптимален баланс между отвод на стружка и фини повърхности, осигурявайки шероховатост под 0.4 μm.

Защо ъгълът на усуканост е важен при рязане на алуминий?

Ъгли на усуканост от 40°–55° са критични за ефективно отстраняване на стружка и намаляване на силите на рязане, което допринася за по-добри повърхности и предотвратява натрупване по ръба.

Как помагат покритията при фрезоване на алуминий?

Специализирани покрития като TiB₂ и DLC намаляват триенето и разсейват топлината, удължавайки живота на инструментите и подобрявайки качеството на повърхните.