EN
Основные механизмы фрезерных станков при обработке алюминия
Фрезерная обработка алюминиевой заготовки предполагает использование сырья — алюминия, и точных механических действий для ее обработки. Вращающийся режущий инструмент с разработанной геометрией канавок для этого типа обработки осуществляет резание заготовки, удаляя материал с помощью одного из запатентованных элементов с управлением геометрией для контроля формирования стружки... что особенно важно из-за низкой температуры плавления алюминия. Высокие (40°–45°) углы подъема обеспечивают высокую подъемную силу для эффективного удаления стружки, минимизируя негативные эффекты повторной сварки, а трехзаходовые конструкции обеспечивают баланс между очисткой от стружки и жесткостью инструмента. Острые кромки с полированными канавками снижают трение, заменяя "нарост" на кромке алюминия на смазанную поверхность, которая уменьшает трение и помогает предотвратить скалывание материала.
Ключевые функциональные элементы включают:
- Удаление стружки : Винтовые канавки выводят стружку вверх, чтобы избежать засорения зоны резания
- Термическом регулировании : Специализированные покрытия, такие как ZrN, рассеивают тепло на 30% быстрее, чем у необработанных инструментов
- Точность резания : Острые передовые углы (<35°) уменьшают заусенцы после обработки на 80%
Оптимальная отделка сочетает агрессивность и точность — чрезмерное усилие вниз вызывает вибрацию, а недостаточный контакт ускоряет скалывание кромок. Жёсткость станка обеспечивает стабильность размеров ±0,01 мм.
Оптимизация количества канавок для эффективного удаления материала
Меньше канавок (2–3) обеспечивают большие камеры для стружки при высокой скорости удаления, тогда как большее количество (4+) позволяет достичь более тонкой отделки. Трёхзаходные конструкции находятся в золотой середине, обеспечивая шероховатость поверхности (Ra) менее 0,4 мкм при финишной обработке.
Динамика угла подъёма канавок при резке алюминия
Углы от 40° до 55° регулируют поток стружки и силы резания. Более крутые углы (>45°) идеальны для финишной обработки, быстро выводя стружку и снижая трение на 30%. Мягкие сплавы, такие как 6061, лучше обрабатываются углами 45°–48°, тогда как более твёрдые марки (например, 7075) требуют конфигураций 50°–55° для предотвращения образования нароста на кромке.
Специализированные покрытия для управления тепловыми процессами
Диборид титана (TiB₂) обеспечивает в 3 раза более длительный срок службы инструмента в высокоскоростных применениях, снижая температуру трения на 200°F. Покрытия из алмазоподобного углерода (DLC) обеспечивают сверхнизкое трение (0,05–0,1), предотвращая перенос материала. Непокрытые полированные инструменты подходят для краткосрочных операций, но покрытия универсально улучшают отделку за счет отвода тепла и уменьшения заедания.
Точные настройки параметров резания при фрезеровании
Калибровка скорости и подачи для зеркальной отделки
18 000–24 000 об/мин с подачей 0,05–0,12 мм/зуб минимизирует прогиб, одновременно предотвращая образование наваренного гребня. Превышение 0,15 мм/зуб при 30 000 об/мин увеличивает вибрации на 62%, вызывая следы вибраций. Современные ЧПУ-контроллеры используют адаптивные алгоритмы подачи для улучшения шероховатости поверхности до 0,2 мкм.
Стратегии оптимизации глубины резания
Выбор глубины резания (DOC) влияет на качество поверхности и долговечность инструмента.
| Параметры | Оптимальный диапазон (алюминий) | Влияние на отделку поверхности | Фактор напряжения инструмента |
|---|---|---|---|
| Осевая глубина резания | 0,5–1,2× диаметр инструмента | ±0,8× уменьшает прогиб инструмента | на 35% меньше усталости |
| Радиальное зацепление | 30–50% ширины фрезы | Поддержание равномерной текстуры | снижение тепла на 22% |
Мелкие осевые резы (0,3–0,5 мм) с радиальным перекрытием 70% уменьшают повторное резание на 41%. Для черновой обработки осевая глубина резания 2,5 мм с радиальным зацеплением 15% максимизирует удаление материала без превышения пределов напряжения инструмента.
Продвинутые параметры геометрии в торцевом инструменте
Техники подготовки кромки для чистых резов
Острые кромки с доводкой 20–30 мкм снижают силы резания на 15–20%. Углы подъема 6–8° предотвращают трение инструмента, способствуя удалению стружки. Неправильное округление кромок увеличивает образование заусенцев в 2,3 раза при обработке алюминия.
Влияние радиального переднего угла на текстуру поверхности
Радиальные передние углы от 8 до 12° оптимизируют обработку за счет снижения сопротивления резанию и тепловыделения. Положительные передние углы понижают температуру на 80–120°C, минимизируя образование нароста. Для высокоскоростной обработки (>15 000 об/мин) рекомендуются слегка отрицательные углы (-2°) для чугунных сплавов, чтобы предотвратить скалывание.
Революция в финишной обработке алюминия с использованием высокоскоростного фрезерования
Высокоскоростная обработка (HSM) обеспечивает шероховатость поверхности менее 0,4 мкм Ra на скоростях свыше 15 000 об/мин, сокращая время производства на 50–70%.
Контроль вибраций при высокоскоростной обработке
Современные решения включают:
- Геометрии переменного шага нарушающие резонанс
- Инструментальные оправки с демпфированием вибраций поглощающий 70% гармонической энергии
- Угол наклона зубьев >45° распределение сил резания
Решения для удаления стружки при непрерывном резании
Эффективные методы включают:
- трехзаходовые конструкции с глубокими канавками увеличение объема для стружки на 130%
- Система подачи СОЖ под высоким давлением (1000+ PSI) снижение повторного резания на 85%
- Полированные покрытия AlCrN снижение трения
Парадокс отрасли: баланс между скоростью и износом инструмента
Критические пороги в ВМО:
| Увеличение скорости резания | Множитель скорости износа | Влияние на отделку поверхности |
|---|---|---|
| +25% | 1,8× | Незначительный |
| +50% | 3,5× | >0,2 мкм Ra деградация |
Алмазоподобные углеродные покрытия увеличивают срок службы инструмента на 200% при скорости резания свыше 800 м/мин, а сбалансированные подачи (0,15 мм/зуб) предотвращают кратерный износ без потери производительности.
Часто задаваемые вопросы
Какое оптимальное количество канавок для фрезерования алюминия торцевыми фрезами?
Трехканавочные конструкции обеспечивают оптимальный баланс между удалением стружки и качеством обработанной поверхности, позволяя достичь шероховатости менее 0,4 мкм.
Почему важны угла навивки при резке алюминия?
Углы навивки от 40° до 55° играют ключевую роль в эффективном удалении стружки и снижении сил резания, способствуя лучшему качеству поверхностей и предотвращению образования нароста на кромке инструмента.
Как покрытия помогают при торцовом фрезеровании алюминия?
Специализированные покрытия, такие как TiB₂ и DLC, уменьшают трение и рассеивают тепло, увеличивая срок службы инструмента и улучшая качество обработанных поверхностей.