Wat is aluminiumbewerking? - Gereedschappen en bewerkingen?

Wat is aluminiumbewerking?

Bewerking is een subtractief productieproces, wat betekent dat het materiaal van een werkstuk verwijdert om het gewenste onderdeel of product te creëren. Het is zeer veelzijdig en biedt plaats aan een breed scala aan metalen en niet-metalen substraten. Een van de meest gebruikte materialen bij machinale bewerkingen is aluminium.

Vanwege het lichtere materiaalgewicht, de lagere materiaalhardheid en de grotere vormbaarheid is aluminium ideaal voor gebruik bij machinale bewerkingen en andere productieprocessen. Hieronder belichten we enkele van de andere voordelen van het gebruik van aluminium voor bewerkingstoepassingen, bespreken we hoe aluminium wordt gebruikt in verschillende bewerkingsprocessen en schetsen we enkele van de typische bewerkte onderdelen gemaakt van aluminium.

Een overzicht van aluminiumbewerkingsprocessen

"Verspanen" is een overkoepelende term die een reeks subtractieve productieprocessen omvat, zoals frezen, draaien en boren. Er zijn ook verschillende soorten bewerkingstechnologieën en -technieken, bijvoorbeeld CNC-bewerking, Zwitserse schroefbewerking, verticaal en horizontaal frezen en elektrische ontladingsbewerking (EDM). Hieronder schetsen we hoe aluminium wordt behandeld bij elk van deze bewerkingsmethoden.

• Computer numerieke besturing (CNC) bewerking: Het CNC-bewerkingsproces maakt gebruik van computersoftware en CNC-compatibele apparatuur om de beweging en beweging van werktuigmachines over het oppervlak van het werkstuk te geleiden. Het maakt de productie mogelijk van zeer nauwkeurige en nauwkeurige aluminium CNC-onderdelen en producten.
• Zwitserse schroefbewerking :Zwitserse schroefbewerking is ideaal voor de productie van kleine, maar zeer nauwkeurige cilindrische componenten gemaakt van aluminium, zoals elektronische of medische onderdelen.
• Verticaal/horizontaal frezen: Frezen is een bewerkingsproces waarbij roterende snijgereedschappen worden gebruikt om overtollig materiaal van het werkstuk te verwijderen. Freesapparatuur kan een verticale of horizontale configuratie hebben; verticale eenheden zijn ideaal voor kleine hoeveelheden eenvoudige aluminium onderdelen, terwijl horizontale eenheden meer geschikt zijn voor grote hoeveelheden complexe aluminium onderdelen.
• Elektronische ontladingsbewerking (EDM): EDM gebruikt de elektrische ontlading die tussen twee elektroden wordt gegenereerd om materiaal van het werkstuk te verwijderen. Hoewel het over het algemeen wordt gebruikt om hardere en moeilijker te bewerken materialen te verwerken, kan het worden gebruikt op elk elektrisch geleidend materiaal, inclusief aluminium.

Waarom kan aluminium uitdagend zijn?

Als je een beugel maakt voor Farmer Joe, maakt het echt niet uit hoe efficiënt je materiaal verwijdert. Maar als je 10.000 haakjes per week maakt voor Hustler Joe, moet je goed werk leveren.

De grootste uitdaging bij het effectief bewerken van aluminium is simpelweg het verkrijgen van de maximale materiaalverwijderingssnelheid zonder iets op te blazen.

Aluminium kan smelten en samensmelten met het gereedschap als er te veel hitte is. Dus ook al snijdt het als boter, het zal niet lang duren als het aluminium aan het gereedschap blijft kleven en je uiteindelijk wrijvingsroerlassen gaat doen in plaats van machinaal te bewerken.

Naast het tot een minimum beperken van wrijving, kan gebabbel een beest zijn als je de machine duwt. Dit is vooral problematisch wanneer u schone zakken probeert te maken. Oké, genoeg gezeur. Laten we eens kijken hoe je het op de vloer kunt doden.

Snijgereedschap voor aluminium

Gebruik in geen geval ooit een universele snijder voor aluminium. Technisch gezien zal het werken, maar aluminium is totaal anders dan staal.

Hier zijn een paar aspecten van gereedschapsselectie waarmee u het meeste uit uw machine kunt halen.

Materiaal snijgereedschap

Carbide: Hopelijk is dat een no-brainer voor u. Zelfs in niet-presterende toepassingen zal hardmetaal hoger zijn dan sneldraaistaal in waarde voor zowel de kosten van het gereedschap over de levensduur als wat betreft oppervlakteafwerking.

Toch zijn er een paar goede dingen die u moet weten over carbide, zodat u het perfecte gereedschap voor de klus kunt vinden. In wezen moeten we gewoon begrijpen wat we van een tool willen. Aluminium is zacht snijden, wat betekent dat het gereedschap tijdens het snijden geen harde slagkrachten ondergaat.

Wat van cruciaal belang is, is het behouden van een vlijmscherpe rand. Om deze reden zouden we hardheid verkiezen boven taaiheid voor materiaaleigenschappen. Er zijn twee belangrijke dingen die deze eigenschap beïnvloeden:carbidekorrelgrootte en bindmiddelverhouding.

Voor korrelgrootte produceert een grotere korrel een harder materiaal, terwijl een kleinere korrel een slagvaster, taaier materiaal oplevert. Voor aluminium willen we die randscherpte behouden, dus we willen een kleine korrelgrootte voor maximale randbehoud.

De andere factor is de bindmiddelverhouding. Voor hardmetalen snijgereedschappen is het bindmiddel kobalt. Dit kan ergens tussen de 2% en 20% kobalt bevatten. Omdat kobalt zachter is dan de carbidekorrels, betekent meer kobalt een taai gereedschap, minder kobalt betekent een harder gereedschap. We zijn dus eigenlijk gewoon op zoek naar een hardmetalen frees met een grote korrelgrootte en een laag kobaltgehalte.

Feeds en snelheden

Veel jongens gaan gewoon met 1000 SFM om hun RPM te berekenen. Als je dit doet, ga je echt niet sneller dan alle anderen.

Om eerlijk te zijn, is dit meestal wat wordt aanbevolen voor de meeste snijders. 1000-1500 SFM is een volkomen normale snelheid om uw spil op te laten draaien. Met harmonisch testen kun je echter 3x deze snelheid halen. Daarover later meer.

De voersnelheid is waar veel jongens uitspringen. Als u een 1/2 "vingerfrees voedt met slechts 0,003" per tand, verspilt u gewoon tijd. Voor productie wil je deze minimaal 1% van de freesdiameter per tand duwen. Dit betekent dat een 1/2" frees minimaal 0,005" per tand moet worden gevoed. Met een stabiele setup en korte tool kun je dat misschien zelfs verdubbelen.

De enige uitzondering hierop is wanneer u met kleine gereedschappen werkt, zoals 1/8 "of minder. Spaanafvoer kan een probleem worden, wat betekent dat u langzamer moet gaan voor dunnere spanen.

Veelgebruikte bewerkingen voor het bewerken van aluminium

Hier is een lijst met veelvoorkomende dingen die je met aluminium gaat doen, samen met een paar tips om je op weg te helpen.

1. Gericht

Als je een schelpfrees gaat gebruiken, kies dan zeker voor een super agressieve hellingshoek en gepolijste wisselplaten. Je afwerking zal geweldig zijn en je zult in staat zijn om het toerental echt te verhogen.

2. Zakken

Dit is iets dat veel jongens niet goed doen. Als u over de helft van de diameter van de snijder stapt en de helft naar beneden, maakt u om twee redenen een fout:

De snijplotter kan meer aan. Ga bijna over de volle breedte. Mijn go-to is 95% van de snijplotter plat. De reden hiervoor is dat de snijder sowieso in de hoeken wordt begraven. Dit betekent dat u de invoer moet vertragen, zodat het gereedschap niet in de hoeken explodeert. Als u voor de volle 100% gaat, kunt u papierachtige wafels krijgen tussen de gereedschapspaden vanwege doorbuiging van de snijplotter en het materiaal.

50% stepovers zijn verschrikkelijk voor harmonischen als je met een respectabele snelheid voorbewerkt. De impact van het gereedschap dat het werkstuk binnendringt, is op de slechtst mogelijke plek en slaat met elke tand in. Zelfs tegen het gereedschap stoten tot 65% overstappen zal resulteren in een merkbare vermindering van chatter.

Een andere tip is om een ​​freesdiameter te gebruiken die iets kleiner is dan de binnenradius van de pocket. Als u een 1/2 "vingerfrees gebruikt om 1/4" rad-pockets te snijden, heeft u de neiging om de hoeken met geratel te gutsen als het gereedschap van richting verandert. Bij hoge snelheden veranderen gereedschappen niet direct van richting, wat betekent dat het gereedschap de snijdruk ontlast. Dit is wat die tsjilpende geluiden maakt.

Ik zal meestal vragen of ik die rads kan verkleinen tot 0,265 "voor schone hoeken. Dit vermindert het contact dat het gereedschap heeft met de onderdeelgeometrie. De machine kan die ronde bocht ook bij hogere snelheden aan. Denk maar aan een auto op een circuit. Als het een scherpe bocht is, remt de auto af. Als er een grotere straal is, hoeft de machine niet te vertragen.

Dit elimineert vrij goed dat getjilp in hoeken dat uw onderdelen lelijk maakt.

3. Slotten

Voor extreem diepe sleuven zijn er twee opties die voor mij goed werken:gebruik trochoïdaal frezen om doorbuiging en geratel van de frees te verminderen, of gebruik een stub-frees.

Persoonlijk geef ik de voorkeur aan stompfluiten, omdat het gereedschap aanzienlijk sterker is en je geen verspilde beweging krijgt als het gereedschap heen en weer ritst. Deep slotting is een van die toepassingen waarbij het vaak de moeite waard is om een ​​gespecialiseerde tool te gebruiken.

Voor ondiepe sleuven (4xD en lager) hoeven geen speciale overwegingen te worden gemaakt. Geef maar.

4. Boren

Gebruiken. Scherp. boren. Hardmetalen boren zijn niet altijd het antwoord; het heeft geen zin om een ​​dure hardmetalen boor te gebruiken als je het spiltoerental of het productievolume niet hebt om dit te rechtvaardigen.

Gebruik over het algemeen gewoon een boor met een splitpunt van 135 graden en je komt goed. Als er een web op de punt van de boor zit, brengt u veel onnodige warmte in de snede.

5. Tik op

Kranen voor algemeen gebruik werken technisch, maar kranen speciaal voor aluminium zijn aanzienlijk betrouwbaarder. Ze hebben een veel agressievere hellingshoek, wat schonere sneden en minder hitte betekent.

Wees ook geen watje met RPM. Als u nooit meer dan 200 RPM op uw machines gaat, verspilt u alleen maar tijd. Natuurlijk zijn sommige machines gewoon oud en moe, en er is te veel speling om sneller te snijden. Echt, je zult hoe dan ook niet concurrerend zijn op deze machines. Het punt is dat aluminium tikken eenvoudig is, verspil er geen tijd aan.

Hoe krijg je geweldige oppervlakteafwerkingen op aluminium

Hoge toerentallen. Het is niet zo'n geheim. Draai eraan.

Het gebruik van een afwerkgereedschap dat vlijmscherp is, met een hoge spiraal en met zeer agressieve hellingshoeken, zal je ook helpen om een ​​superglanzende oppervlakteafwerking te krijgen.

Een ding dat het vermelden waard is, is dat je je tijd niet wilt verspillen aan het mooier maken van het onderdeel dan het zou moeten zijn. Soms wil je de klant gewoon blij maken en indruk op hem maken, maar onthoud dat er een verschil is tussen glanzend en een hoge Ra.

Het is echt de moeite waard om uw oppervlakteafwerkingsberekeningen uit te voeren, zodat u de maximale voedingssnelheid voor uw afwerksnedes kunt bepalen. Ik zal meestal de wiskunde doen, en dan ongeveer 10% daarvan terugtrekken om veilig te zijn. Als je over die rand gaat, heb je het de helft van de tijd mis.

Voordelen van het gebruik van aluminium bij machinale bewerkingen

Naast de uitstekende bewerkbaarheid vertoont aluminium vele eigenschappen die het geschikt maken voor gebruik in machinale bewerkingen, zoals:

• Hoge sterkte-gewichtsverhouding: Aluminium is zowel sterk als lichtgewicht, eigenschappen die van cruciaal belang zijn voor machinaal bewerkte onderdelen die worden gebruikt in hoogwaardige toepassingen, zoals die in de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie.
• Corrosiebestendigheid: Aluminium is verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten, die variëren in de mate van aangetoonde corrosieweerstand. Bij machinale bewerkingen biedt een van de meest gebruikte soorten, 6061, een uitstekende corrosieweerstand.
• Elektrische geleidbaarheid: Aluminium vertoont een grotere elektrische geleidbaarheid (ongeveer 37,7 miljoen siemens/meter bij kamertemperatuur) dan andere algemeen bewerkte metalen, zoals koolstofstaal (7 miljoen siemens/meter) en roestvrij staal (1,5 miljoen siemens/meter). Deze kwaliteit maakt machinaal bewerkte aluminium onderdelen geschikt voor gebruik als elektrische en elektronische componenten.
• Potentieel voor oppervlakteafwerking en anodisatie: Aluminium is gemakkelijk geschikt voor verschillende oppervlaktebehandelings- en afwerkingsprocessen, zoals schilderen, kleuren en anodiseren. Deze kwaliteit stelt fabrikanten in staat om de functionele en esthetische eigenschappen van het bewerkte aluminium onderdeel of product te verbeteren.
• Recyclebaarheid: Aluminium is in hoge mate recyclebaar, waardoor fabrikanten afvalmateriaal dat is geproduceerd tijdens machinale bewerkingen en constructiematerialen van afgewerkte producten die aan het einde van hun levensduur worden weggegooid, kunnen hergebruiken.
• Betaalbaarheid: Vergeleken met andere bewerkingsmaterialen (bijv. messing, titanium en PEEK) is aluminium goedkoper zonder significant in te boeten aan prestaties. Bovendien resulteert de bewerkbaarheid in lagere productiekosten, terwijl het lagere gewicht resulteert in lagere transportkosten.

Zoals hierboven aangegeven, is het bewerkingsproces geschikt voor een verscheidenheid aan materialen, variërend van metaal en plastic tot papier en hout. Naast aluminium zijn enkele van de materialen die regelmatig worden gebruikt bij machinale bewerkingen, andere metalen (bijvoorbeeld staal en roestvrij staal) en thermoplasten. Vergeleken met deze materialen biedt aluminium een ​​aantal voordelen:

Vergeleken met staal en roestvrij staal heeft aluminium een ​​veel lichter materiaalgewicht en een betere bewerkbaarheid.

Typische machinaal bewerkte aluminium onderdelen

Industrieprofessionals gebruiken aluminium bij machinale bewerkingen om een ​​verscheidenheid aan onderdelen en producten te produceren. Deze componenten vinden toepassing in een breed scala van industrieën, waaronder:

• Automobiel
• Lucht- en ruimtevaart
• Communicatie
• Elektrische en elektronische producten
• Verlichting
• Medisch

Typische productvoorbeelden zijn paspennen, EMI-behuizingen, frontpanelen, verlichtingsarmaturen, medische apparaten en spiebanen.