6 snelle bewerkingstips voor het frezen van aluminium

Geplaatst op augustus. 30th, 2019, | By WayKen Snelle productie

De moderne industrie heeft onderdelen snel nodig. Snelle prototypes of aangepaste onderdelen vragen om elke maand hoger te worden. De klanten willen hun bestellingen sneller en hebben de componenten meer nauwkeurigheid nodig dan voorheen. Een van de meest voorkomende legeringen voor moderne productie is aluminium, schijnbaar het beste materiaal dat er kan zijn. Het is lichtgewicht, sterk, duurzaam en bestand tegen corrosie. Daarom worden er snel nieuwe strategieën voor het frezen van aluminium ontwikkeld.

Een van de moderne succesvolle CNC-freesmethoden voor aluminium wordt High-Speed ​​Machining genoemd. Het belangrijkste verschil met conventioneel frezen is dat de snelheden van frezen met hoge snelheid aanzienlijk hoger zijn, en daarmee kunnen de machinisten de snijvoedingen verhogen. Hierdoor is het frezen van aluminium door HSM op een aantal onverwachte manieren zeer voordelig. Dit is wat u wint door HSM-strategieën voor aluminium te kiezen in plaats van conventioneel frezen.

De efficiëntie is veel hoger

Door de snijsnelheid tot 3 keer zo snel te verhogen als bij conventioneel aluminium frezen, is het mogelijk om de voedingen tot 2 keer te verhogen (in gevallen voor zachtere aluminiumlegeringen). Voor zover we weten, zijn bewerkingsvoedingen de parameters die de productiviteit van het hele freesproces bepalen. Dat gezegd hebbende, kan de bewerkingsefficiëntie bij hoge snelheid veel worden vergeleken met conventioneel frezen. De bewerkbaarheid van aluminium maakt het mogelijk om de spiltoerentallen te verhogen tot 18000 tpm en meer, waardoor de materiaalverwijderingssnelheid eng wordt.

Dergelijke materiaalverwijderingssnelheden maken aluminiumbewerkingsdiensten met HSM-strategieën voor aluminium tot een zeer lucratief aanbod voor de automobiel- en ruimtevaartindustrie. In het eerste geval vereisen automobielprototypes veel materiaalverwijdering met liefst zo min mogelijk freesopstellingen. In het tweede geval zijn er veel lange en grote onderdelen met diepe zakken (ze moeten licht van gewicht zijn, zodat ze meestal worden bewerkt tot een reeks kruisende ribben) en dunne wanden, daarnaast zijn aluminiumlegeringen wat vliegtuigen en raketten bestaat uit maximaal 80%.

De temperatuur van de snede

Het is bewezen dat de temperatuur van de snede verandert met de toename van de snelheid. In het begin, als de snelheid toeneemt, neemt ook de temperatuur toe. Naarmate we verder gaan, begint de temperatuur echter drastisch te dalen totdat het op een gegeven moment niet meer uitmaakt. Het verhogen van de snijsnelheid zal de temperatuur slechts in geringe mate verlagen. Deze overgang is wat HSM betekent. Bij het frezen van aluminium met 300-500 m/min kunnen de temperaturen bijvoorbeeld oplopen tot 600-800 graden. Als we de snelheid echter verhogen tot 1200, daalt de temperatuur tot minder dan 200 graden, en het is slechts 150 graden bij 1800 m/min. Vanaf dat moment is sneller snijden zinloos.

Denk maar aan, slechts 150-200 graden! Geen verandering van materiaaleigenschappen in het gebied van de snede als gevolg van lokale thermische verwerking, geen toename van de metaalkorrel en veel kleinere eisen aan koeling. Een goed voordeel, zou ik zeggen.

Tools gaan langer mee

Het lijkt misschien vreemd omdat de snijsnelheid groter is en dus ook de gereedschapsslijtage, maar als we de hoeveelheid materiaal die door de aluminium snijgereedschappen bij HSM wordt gesneden, vergelijken met conventioneel frezen in plaats van de standtijd in minuten, dan Ik zal zien dat het verschil duidelijk is en spreekt in het voordeel van aluminium frezen met hoge snelheid. Wat is de reden voor een langere standtijd? Ten eerste is de snijtemperatuur lager en dat betekent dat de materiaalsterkte van het gereedschap hoger is. Dan is de spaanbreedte tijdens frezen met hoge snelheid veel lager (het gereedschap draait sneller en slaagt erin een dunnere spaan af te snijden, zelfs ondanks verhoogde voedingen).

Bovendien is een van de belangrijkste problemen bij het bewerken van aluminium dat het zo zacht is dat het tijdens de bewerking aan de snijkanten van het gereedschap blijft kleven. Dit verlaagt de scherpte van het gereedschap en verhoogt de snijkrachten, waardoor de standtijd wordt verkort. Maar dat gebeurt niet bij hoge snelheden. Aluminium gaat gewoon weg.

De precisie van snel frezen van aluminium

We denken allemaal dat hogere voedingen de aluminium oppervlakteafwerking lager maken omdat de snijkant van het gereedschap verder beweegt terwijl het gereedschap een bocht kan maken en het kan afsnijden. Over het algemeen resulteert dit in een bredere spaan, een hogere snijkracht en een slechtere oppervlakteafwerking. Ondanks de grote voeding bij HSM is de snelheid van het gereedschap echter hoger, waardoor de spaan eigenlijk dunner is dan bij conventioneel frezen. Bovendien zijn de trillingen lager vanwege een kleinere snijkracht.

Constante inschakelhoek van gereedschap

Een van de grootste problemen bij het frezen van holten van onderdelen met vingerfrezen heeft betrekking op het vervaardigen van pockethoeken. De vingerfrees moet 90 graden draaien om de pocket te produceren en op dat moment verdubbelt het materiaal dat hij moet snijden (van beide kanten van de pocket). Dit resulteert in een lokale toename van de snijkracht en is zeer slecht voor de standtijd en de precisie van het werkstuk. HSM-aluminiumfrezen heeft echter een aantal vooraf bepaalde strategieën voor het genereren van gereedschapspaden, waaronder een constante gereedschapsaangrijpingshoek. Dat betekent dat het gereedschap geleidelijk dichter bij de hoek komt terwijl al het materiaal eromheen in een cirkelvormig traject wordt bewerkt. Zo blijft de snijkracht constant en ook de precisie. bovendien wordt de standtijd verlengd.

Gebruik koelvloeistof

Sommige HSM-strategieën voor het bewerken van aluminium gebruiken helemaal geen koelmiddelen. Ik bedoel, machinaal bewerken op 200 graden vereist nauwelijks koeling van zowel het materiaal als de frees. Bij sommige uiterst nauwkeurige bewerkingen worden echter nog steeds koelvloeistoffen gebruikt om de kwaliteit van de onderdelen te verbeteren, maar de hoeveelheid koelvloeistof is veel lager in vergelijking met conventionele bewerkingen. Sommige aluminium hogesnelheidsfreesprocessen maken gebruik van de zogenaamde minimumhoeveelheidsmering. De hoeveelheid koelvloeistof die wordt toegediend is net genoeg om een ​​dunne film te maken die wrijving verlaagt en enige verkoeling biedt.

Het is dus vrij duidelijk dat aluminium frezen met hoge snelheid een innovatieve en productieve manier is om op maat gemaakte onderdelen, prototypes, kleine series en andere sets van aluminiumlegeringen te vervaardigen. Met bewerking op hoge snelheid krijgt u betere prijzen en hoeft u minder tijd te besteden aan het wachten tot uw bestelling wordt uitgevoerd.