350 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обработка алюминия на чпу режимы резания

Режимы резания

Левозаходные фрезы

Проблема: 2-заходная фреза плавит PVC-пенопласт.
Решение: выбирают меньшее число оборотов или фрезеруют однозаходной фрезой. (Картинка)

1. Погружение:
Фреза должна иметь возможность проникать торцом в материал (буровая функция).

2. Кромка реза:
Как правило, канты прохода отличаются друг от друга. Контрсторона движения «красивее» чем сторона синхронности. Это особенно видно при использовании 1-заходной фрезы, а также при фрезеровании алюминия.
Совет; Фрезеруйте внутренние контуры по часовой стрелке, внешние против часовой. Таким образом «плохая» сторона оказывается в стружке

3. Вывод стружки:
Стружка должна отводиться быстро, чтобы полости фрез не заполнялись, и в результате фреза не ломалась. Чем глубже и с большей скоростью происходит фрезерование, тем труднее вывод стружки. Указания: Не фрезеруйте глубже чем на двойное или тройное количество диаметров фрезы. Более глубокие пазы проходите в несколько проходов. При фрезеровании полистирола и др. пластиков имеет смысл применять фрезы с отполированными канавками для лучшего вывода.

4. Теплоотдача / смазывание:
Фреза не должна становиться слишком горячей: С одной стороны, инструмент со слишком высокой температурой теряет свои свойства, с другой стороны — еще более критической — пластмассовая и алюминиевая стружка может «залипать» в желобах, препятствуя выводу стружки и как следствие вести к поломке фрезы. При обработке металлов непременно нужно рекомендовать смазку. Указание: Со спиртом или специальными эмульсиями можно фрезеровать алюминий и цветные металлы, при обработке плексигласа можно использовать мыльную воду.

5. Опасность поломки:
растет линейно с возрастающей подачей и с возрастающей глубиной погружения: Двойная подача значит двойной дробный риск, двойная глубина погружения значит уже восьмикратный дробный риск.

Указания:
Лучше фрезеровать несколькими проходами менее глубоко и с более высокой скоростью подачи. Используйте фрезу по возможности с наиболее короткой длиной режущей части. Затяните её, как возможно больше. Общее правило: зажимается в патроне (цанге патрона) одна треть общей длины фрезы.

Правая нарезка выводит стружку на верх.
Фреза правой нарезки содействует выводу стружки наверх, что хорошо для непрерывного вывода, имеет однако недостаток заключающийся в том, что фреза как штопор также двигает наверх основной материал (заготовку), «мохрит» при фрезеровке древесины или «зарывается» при обработке тонкого листового материала (например жести). Фреза с левой винтовой линией напротив нажимает на материал вниз и при фрезеровке волокнистых материалов, таких как древесина или картон, Вы достигаете более гладкого верхнего края (волокна не приподнимаются, а «вжимаются» в основной материал). Но здесь негативным фактором выступает затрудненность вывода стружки.

Указание:
В стандартных случаях используйте фрезу правой нарезки.
Фрезы левой нарезки выгодны для неглубоких проходов в тонких материалах, где опасность «зарывания» и рывка наверх заготовки правой нарезки велика. Однако, чем жестче материал Вы будете использовать, тем скорее Вы можете отказаться от фрезы левой винтовой линии.

A. Правая нарезка (нормальная форма):
Выводят стружку наверх. У фрезы есть тенденция «зарываться» и поднимать базовый материал.
«эффект штопора».

B. Левая винтовая линия (особая форма): Выводит стружку вниз при обработке с торца, или используется при работе в уже отфрезерованой полости. Фреза нажимает на базовый материал (противоположность «эффекту штопора»).
Не приспособлено для глубокого фрезерования.

Вид фрезы: 1 или 2 лезвия?

В производстве рекламы чаще всего используются 1 и 2-заходные, реже 3-заходные фрезы. Четырех и с большим количеством лезвий фрезы не могут снимать толстую стружку в мягких материалах, и как правило, не используются. Основная их проблема при фрезеровании мягких материалов — это «запекание» в полостях фрезы. 1-заходные фрезы благоприятствуют лучшему выводу стружки за счет более просторного желоба фрезы. Специальные фрезы для алюминия имеют большой желоб. Особенно имеют преимущества при обработке мягкого алюминия, наряду с отполированным резцом, покрытие с Titan-Nitrid (TiN).

Выбор «идеального» типа фрезы всегда зависит от обрабатываемого материала:

При фрезеровке «мягких» материалов: мягких пластмасс (ПВХ, плексиглас, пенопласты), деревянных материалов (древесина, волокнистая плита, фанера, ДСП), мягких сортов алюминия и сэндвичей (алюминий / пластмассы) в выигрыше острые 1-заходные фрезы. Так как здесь проблема более скорого затупления предпочтительнее чем опасность засорения и поломки фрезы.
Для жестких пластмасс пригодны острые 2-заходные, с профилем рыбьего хвоста.
При обработке более жестких металлов таких как латунь можно рекомендовать 2-заходные фрезы с плоской заточкой.
При фрезеровке крайне жесткой конструкционной стали или совсем высококачественной стали, используют трех-четырех заходные фрезы.

Однозаходная фреза в поперечном разрезе
Один нож оставляет большое открытое пространство
для вывода стружки

Трехзаходная фреза в поперечном разрезе
Три лезвия существенно уменьшают пространство
для вывода стружки

Различия между фрезой и гравером
Многие используют понятие «Фреза» и „Гравер“ как синонимы. Тем не менее, речь идет о двух разных инструментах.
Гравер — это простой инструмент, разделенный пополам цилиндр, с последующей задней шлифовкой.
Форма может быть различна; наиболее распространены треугольные . В противоположность фрезам у них нет спиралевидного желоба для отвода стружки.

Материал фрез: HSS или твердосплавные ?
В рекламной технике преимущественно используются фрезы из твердого сплава.
Твердый сплав (HM) — дорогой, искусственный продукт, который агломерируется из мельчайших порошков (например, Wolfram-Carbid). В процесс агломерации сразу создается форма фрезы и в последствии не изменяется, (только затачивается). Твердый сплав крайне жесткий и износостойкий, однако, восприимчив к вибрациям и ударам. Важно при использовании фрез HM иметь стабильный, возможно более тяжелый и массивный станок, шпиндель с точным вращением и высококачественные цанги зажима. Фрезеруемый материал должен быть жестко и неподвижно зафиксирован на станке.
Быстрорежущая сталь (HSS) используется прежде всего, там, где твердый сплав слишком чувствителен: при фрезерной обработке нержавеющей листовой стали, на шатких машинах, или в случаях, когда жесткость фиксации недостаточно обеспечена. HSS значительно быстрее снашивается, но угроза преждевременной поломки меньше, по причине ее вязкости.
Жизнь HSS фрезы с покрытием значительно увеличивается. Например, для нитрида титана (TiN) срок службы увеличивается в шесть раз.
Titan-Nitrid существенно жестче чем HSS, а также жестче чем HM. С Titan-Nitrid покрытием инструменты HM служат также дольше, хотя различие в твердости незначительное.
Более значительно покрытие отражается на число оборотов и подачу. Ее можно увеличивать и укорачивать таким образом время обработки. При фрезеровке алюминия TiN предотвращает внушающее страх запекание алюминия во фрезе. Покрытие действует как тефлон в сковороде (стружка скользит)

Число оборотов и оптимальная подача

Принципиально считается: Чем выше скорость резания (vc = p * d * n), тем более гладкой будет поверхность. Однако, затупление фрезы тоже растет с увеличением скорости разания.

1. Число оборотов n:
Выберите скорость разания vc из таблицы. (Если скорость резания материала сильно варьируется, уточните в справочниках).
На основании данных вычислите число оборотов шпинделя

n [U/min] = (vc [m/min] *1000) / (3.14 * d [mm])

2. Подача f:
Выберите рекомендованную подачу на каждый зуб (коэффициент fz) с использованием той же таблицы и отсюда вычислите подачу:

f [mm/min] = n * fz * z
fz = подача на 1 зуб
z = количества лезвий

Пример:
Вы хотите фрезеровать 2-заходной фрезой, диаметром 3 мм жесткий алюминий. Из таблицы Вы находите: vc = 100. 200 м / мин. Из этого Вы рассчитываете:

Макс. число оборотов: n = (200 * 1000) / (3.14 * 3) = 200 000 / 9.42 = 21.230 U/min
Соответствующая подача: f = 21230 * 0.04 * 2 = 1698 mm/min

Высокая скорость подачи — особенно в металлах — требует стабильной и бесшумной машины. Кроме того, глубина паза не должна быть слишком большой (около 1 * d 1).
Для менее стабильных машин или при повышеной глубине фрезеровки режим расчитывается следующим образом:

Макс. число оборотов:
n = (200 * 1000) / (3.14 * 3) = 200 000 / 9.42 = 21.230 U/min (как выше)
Миним. число оборотов: n = (100 * 1000) / (3.14 * 3) = 100 000 / 9.42 = 10.615 U/min
Соответствующая подача (минимальная): f = 10615 * 0.04 * 2 = 849 mm/min

Вы комбинируете n=21230 U / min и f = 849 mm/min.

Раскрой алюминия на фрезерном станке с ЧПУ

Раскрой и гравировка алюминия на фрезерном станке с ЧПУ.

В данной статье будет рассмотрен раскрой и гравировка алюминия на фрезерном станке с ЧПУ, рассмотрены возможные трудности и приведены режимы обработки. Приобрести фрезерный станок для раскроя алюминия можно в нашей компании. Для раскроя алюминия на фрезерном станке необходимо правильно выбрать фрезу и режим фрезерования. Для алюминия лучше всего подходят однозаходные фрезы, потому что у них такой угол лезвия, при котором алюминиевая стружка удаляется из зоны резания, а не прилипает к фрезе.

Рис.1. Однозаходная фреза диаметром 3мм.К примеру, у двухзаходной фрезы угол лезвия более тупой, что приводит к тому, что алюминий к такой фрезе может прилипать. Когда на лезвие прилипает алюминий, нагрузка на фрезу значительно увеличивается, что в итоге приводит к поломке инструмента.

Рис.2. Двухзаходная фреза диаметром 1 мм специальная для стали

При обработке алюминия, для снижения нагрева фрезы и снижения прилипания алюминия к фрезе, рекомендуется использовать систему охлаждения фрезы. Или, если станок не укомплектован такой системой, то периодически брызгать смазкой (например, WD-40) вручную в зону резанья.

Раскрой алюминия.

Для раскроя алюминия применяются однозаходные фрезы диаметром 3.175 и 6 мм. Режим фрезеровки выбирается следующий:Частота вращения шпинделя: 15000…18000 об/мин;Скорость подачи: 720…1200 мм/мин;Глубина за один проход: 0,2 — 0,5 мм.Если станок укомплектован шаговыми двигателями, то при скоростях подачи более 1000 мм/мин может появляться эффект потери шагов.Глубину раскроя рекомендуется задавать меньше толщины листа на 0.05…0.1 мм, для того чтобы детали оставались чуть закрепленными в листе. Если деталь будет полностью выкроена, то она может сместиться и сломать фрезу.

Рис.3. Раскрой детали завершен, деталь держится на тонком слое алюминия

Гравировка алюминия.

Если гравировка выполняется однозаходной фрезой диаметром 2 или 3 мм, то все что было сказано выше про раскрой алюминия, справедливо и для гравировки. Но если необходима более высокая детализация, то необходима фреза с меньшим диаметром. И в этом случае возникают следующие трудности.Во-первых, однозаходную фрезу с диаметром меньше 2 мм найти в продаже трудно. Тогда приходится использовать двухзаходные фрезы.Во-вторых, так как от диаметра фрезы зависит скорость подачи и глубина гравировки за один проход, то при использовании двухзаходных фрез диаметром 0,8 — 1,2 мм, производительность резки снижается.Например, для двухзаходной фрезы диаметром 1 мм, режим гравировки алюминия будет следующий:Частота вращения шпинделя: 18000 об/мин;Скорость подачи: 200 мм/мин;Глубина за один проход: 0,1 мм.

Рис.4. Изделия полученное гравировкой двухзаходной фрезой диаметром 1 мм и раскроем однозаходной фрезой диаметром 3 мм

Таким образом, сложность и время гравировки алюминия значительно возрастает, если необходимо использовать двухзаходные фрезы с малым диаметром.В данной статье были рассмотрены раскрой и гравировка алюминия, описаны основные трудности при обработке данного металла на фрезерном станке и были даны рекомендации о том, какие фрезы и какие режимы применять при раскрое и гравировки алюминия.

Читать еще:  Выбор конденсатора для трехфазного двигателя таблица

Информация на сайте носит исключительно информационный характер и не является публичной офертой. Цены указаны в рублях и актуальны на момент формирования ценовой политики.

10 полезных советов по резке алюминия на станках с ЧПУ

Чаще всего в интернете можно встретить статьи о работе на станках с ЧПУ по дереву или пластику, тем не менее хорошему станку по зубам и алюминий. Главное знать, как правильно с ним работать.
Есть несколько принципиально важных отличий в работе по алюминию от работ по дереву или пластмассам, о которых необходимо помнить. Во-первых, пределы оптимального режима резки у алюминия гораздо у?же. При выходе за пределы оптимального режима фрезы начинают изнашиваться гораздо быстрее, а поверхность оставляет желать лучшего. Также надо иметь в виду, что алюминий и его сплавы так и норовят забить наглухо канавки вашего режущего инструмента. Когда стружка полностью забьёт вашу фрезу, она перестанет резать металл, а при подаче инструмент просто будет давить на заготовку, что приведёт к его поломке. Даже если изначально работа по алюминию может показаться сложной задачей, обрабатывать его можно практически на любом станке с ЧПУ. В данной статье рассмотрим 10 полезных советов, которые позволят проводить работы правильно и безопасно.

1. Не торопиться.

Несмотря на то, что станок с ЧПУ может обрабатывать различные металлы, это не самый подходящий инструмент для производства крупногабаритных изделий, например, больших запчастей для автомобиля. Для качественной резки нужно работать не спеша, просто разрешив машине выполнять своё дело – а в таком случае деталь большого размера будет обрабатываться неоправданно долго. Вообще обработка металла является весьма серьёзной нагрузкой для станка, поэтому необходимо правильно рассчитывать скорость и глубину резания, величину подачи — согласно характеристикам вашего станка.

2. Использовать калькулятор для расчёта скорости подачи шпинделя.

Возьмите на вооружение калькулятор скорости резания и подачи для оптимизации настроек. Не стоит резать «на слух», ни к чему хорошему это не приведёт. Лучше воспользоваться калькуляторами, которые в наше время нетрудно найти на просторах интернета как в виде сайтов с необходимыми полями для заполнения и расчёта в онлайн-режиме, так и отдельных профессионально разработанных программных продуктов. В идеале следует использовать такой калькулятор, который будет выводить следующие показатели:
— Установка нижнего предела минимально возможных оборотов в минуту. Толку от калькулятора, если он продолжает предлагать вам заниженные обороты чем позволяет ваш станок?
— Поддерживать как можно больше типов режущего инструмента: цилиндрические фрезы, торцевые, червячные, концевые, конические, и многие другие;
— Учитывать прочность материала на изгиб;
— Выводить предупреждения о скорости износа. При работе на низких оборотах и повышенной температуре она значительно возрастает.
— Учитывать утончение стружки: когда вы делаете небольшие надрезы, шириной менее половины диаметра вашего инструмента, это также приводит к повышению износа инструмента.
— Возможность по мере необходимости рассчитать сразу несколько режимов работы станка по мощности.
После расчёта режима работы, у вас скорее всего всё же возникнет проблема несоответствия рекомендуемого числа оборотов, так как обычно калькуляторы выдают очень низкие значения. Минимальная скорость большинства станков ограничена, и она зачастую гораздо выше необходимой для резки алюминия, но тем не менее есть способы решить эту проблему иными путями. Следующая пара советов покажет возможные пути решения этой проблемы.

3. Использование фрез с износостойким покрытием.

Хорошим вариантом будет использовать фрезы, которые изначально рассчитаны на работу по металлам на высоких скоростях. Обычно это инструмент из твердосплавных материалов. Обычные фрезы из быстрорежущей стали, а также кобальтовые могут оказаться всё же слишком медленными, поэтому следует поискать инструмент с износостойким покрытием типа CC AluSpeed® (TiB2 — диборид титана). У фрез по алюминию с таким покрытием стружка скользит по поверхности фрезы без прилипания и теплопередачи. Они стоят немного больше, но продуктивность работы и качество изделия это окупят сполна. Допустим у вас в наличии концевая фреза из обычной быстрорежущей стали для которой рекомендуемая скорость вращения шпинделя 3.000 об/мин. А ваш станок имеет минимальную скорость 8.000 оборотов в минуту (весьма распространенная минимальная скорость для ЧПУ станков). Концевая фреза с покрытием из CC AluSpeed® может иметь рекомендованную скорость в 7.824 об/мин, что гораздо ближе к минимальной скорости станка. Поэтому такой фрезой, в принципе, уже можно смело работать. Пытайтесь найти концевой инструмент по параметрам наиболее приближенный к скорости вашего станка с ЧПУ, это позволит эффективно обрабатывать ваши заготовки.

4. Работайте фрезами меньшего диаметра

Еще один способ увеличить число оборотов в минуту – работать фрезой малого диаметра. Старайтесь работать фрезами диаметром менее 6 мм. Важно помнить, что в этом случае следует выбирать фрезы из наиболее жестких материалов, с высокой прочностью на изгиб. Чем меньше диаметр, тем ближе мы можем подобраться к 20.000 об/мин. Главный принцип – комбинируя различные размеры и режимы работы подобраться как можно ближе к штатным возможностям вашего станка.

5. Уделяйте внимание своевременной очистке рабочей области от стружки

Уделите особенное внимание удалению стружки. Наличие стружки в обрабатываемых отверстиях и пазах – верный путь к поломке инструмента. И здесь не стоит сильно надеяться, что встроенная система удаления стружки достаточно хороша, и повышенное внимание не нужно.

6. Следите за глубиной резания – глубокие отверстия очистить тяжелее

Сложность извлечения стружки увеличивается с глубиной резания, поэтому лучше сделайте больше проходов, освобождая больше пространства и работая не очень глубоко, чем пытаться сэкономить немного времени.

7. Не забывайте о смазке

Хорошей идеей будет использование смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой под давлением через распылитель — это позволит избежать как прилипания стружки к фрезе, так и перегрева режущего инструмента. Крайне полезное и, в целом, недорогое решение позволит сделать работу гораздо более комфортной.

8. Не уменьшайте скорость подачи слишком сильно!

Если вы идете слишком медленно, то вы рискуете перейти в такой режим, где инструмент будет больше изнашиваться, чем резать. Подача завязана на обороты шпинделя. Мало просто соблюдать оптимальную скорость резания, нужно еще держать в оптимальных пределах подачу на зуб.

Зоны оптимальных режимов у металлов гораздо уже, чем у дерева или пластика

9. Если станок не может перемещать шпиндель по XY c достаточно большой скоростью, используйте фрезы с меньшим числом зубьев.

При недостаточной скорости подачи для работы с алюминием рекомендуется использовать однозубые и двузубые фрезы с широкими канавками для стружки. А четырех- или более зубыми фрезами работать по алюминию не стоит вообще! Причина заключается в том, что при обработке алюминия образуется очень много крупной стружки. Чем меньше зубьев, тем больше пространство между режущими кромками, и тем больше места для продуктивного отвода больших кусков стружки. Многозубые же фрезы забиваются стружкой наглухо очень быстро. Следующая вещь, которую следует учитывать — это так называемое «радиальное истончение стружки». Если глубина резания, т.е. высота области радиального контакта фрезы и заготовки будет меньше радиуса фрезы, это вызовет истончение стружки, и вместо резания начнётся трение и нагревание инструмента, которое в конечном итоге приведёт к преждевременному износу и высокой вероятности поломки. Последний тип резания постоянно наблюдается при операциях зубофрезерования, поскольку глубина резания при этом относительно небольшая по сравнению с диаметром фрезы. Рекомендации по выбору максимальной толщины стружки обычно приводятся в технических характеристиках режущего инструмента.

10. Не работайте на полной мощности

Теперь, когда усвоено 9 предыдущих советов, можно поговорить о мощности. Машина, работающая на пределе, скорее разрушит режущий инструмент, оставит неудовлетворительное качество поверхности, а точность обработки заготовки будет желать лучшего. Не всегда доступны данные о мощности и жесткости того или иного станка. Жесткость несущей системы оценивается по величине относительных смещений инструмента и заготовки под действием сил резания. Всё это зависят от величины силы резания, собственной жесткости отдельных узлов станка, контактной жесткости между узлами станка и от порядка расположения этих узлов в пространстве. При высокоточных работах необходимо оценивать погрешности под действием упругих деформаций, а также необходимо учитывать деформации инструментальной оснастки, приспособления и заготовки. Элементы технологической системы могут деформироваться по-разному при различном их расположении и разном направлении сил резания, и, если не принимать во внимание этот фактор, могут возникнуть недопустимые погрешности при обработке. Поэтому при изготовлении точных деталей необходимо особенно тщательно провести предварительную оценку упругих деформаций технологической системы.

Отличия обработки алюминия на станках ЧПУ

Принципиально важные отличия оборудования ЧПУ по алюминию от тех многих устройств, которые обрабатывают дерево или пластмассу, надо знать и учитывать в работе всем, кто их эксплуатирует.

Процесс фрезерования алюминия с использованием станков ЧПУ считается весьма рентабельным. Их используют в производстве деталей малыми партиями. Хотя, работая в автоматическом режиме, можно наладить выпуск больших объемов продукции, причем высокого качества. Точность размеров другим путём не досягаема.

Плюсы материала

Среди достоинств этого конструкционного материала, специалисты отмечают несколько.

  • прочностью;
  • легкостью;
  • устойчивостью к коррозии;
  • низкой теплопроводностью (этим обуславливается его применение в судостроительной отрасли);
  • высокой электропроводностью;
  • доступной стоимостью.

Очень важно соблюдать режим резки. Выход за его оптимальные пределы заканчивается быстрым износом фрезы. К тому же, у алюминиевых заготовок (или из его сплавов) есть свойство забивать канавки у режущих инструментов.

Главное, учесть нагрузку на ЧПУ станок, рассчитав оптимальную скорость, глубину резки, величину подачи, исходя из характеристик устройства.

Полезные советы всем, обрабатывающим алюминий

Чтобы правильно выполнять обработку этого материала, соблюдая меры безопасности, надо знать и выполнять 10 важных правил:

  1. Качественная резка не любит спешки. Крупногабаритные изделия, например, автозапчасти, могут быть в работе долгое время.
  2. Пользуйтесь онлайн-калькулятором или обычным, оптимизируя настройки и определяя скорость, с которой будет подаваться шпиндель. Это поможет установить нижнюю границу числа оборотов за минуту; поддерживать разнообразные фрезы для обработки алюминия, пользуясь фрезами цилиндрического, торцевого, червячного, концевого или конического типа.
  3. Важно при расчете считаться с прочностью на изгиб, утончением стружки, различными мощностными режимами работы.
  4. Применяйте фрезы, имеющие износостойкие покрытия. Материал их изготовления – твердые сплавы. Инструмент из кобальта, стальной и быстрорежущий не подходит. Лучше всего подойдет покрытие из диборида титана. Это исключает теплопередачу и налипание стружки. Их высокая стоимость окупится качеством обработанной детали.
  5. Лучше использовать фрезы меньшего диаметра – до 6 мм, благодаря чему реально добиться увеличения числа оборотов за минуту.
  6. Вовремя очищайте область обработки от стружечных отходов.
  7. Контролируйте глубину процесса резки. Целесообразно сделать большее число проходов обрабатываемого материала, чем экономить время. Очистка глубоких отверстий – более сложный процесс.
  8. Подачу смазочно-охлаждающей жидкости лучше выполнять под давлением посредством распыляющего устройства.
  9. Недопустимо слишком быстрое уменьшение скорости подачи! Этот режим больше влияет на износ инструмента. В случае неспособности ЧПУ по алюминию быстро перемещать шпиндель по осям X и Y, лучше использовать фрезы, имеющие меньшее число зубьев – одно-, двузубые при большей ширине канавок.

ВАЖНО! Если у инструмента четыре или больше зубьев, для обработки заготовок из алюминиевого профиля он не подходит!

  1. Надо избегать работы по полной мощности. На станках, которые эксплуатируются на пределе возможностей, инструмент быстрее разрушится, а качество, при такой обработке, будет страдать.
Читать еще:  Как выбрать микроволновку для кафе

Применение соответствующего оборудования

Высокоточные детали, полученные в результате обработки алюминия на ЧПУ, поставляются на заводы, представляющие космическую, авиационную, военную промышленность. В последнее время создано немало доступных компактных моделей, которые приобретают автомастерские. Даже обработка при помощи хоббийного ЧПУ (4-осного), способствует созданию редких запчастей, по стоимости превышающих цену станка, затраты на покупку материала.

Когда обрабатывается алюминиевый профиль на автоматизированных устройствах, технология производства деталей хорошо отработана. Существует немало моделей в домашних мастерских, на промышленных предприятиях, – фрезеры ЧПУ, требующие знаний в сфере металлообработки, умения создавать коды по чертежам, задавая координаты деталей, их размеры, направления, по которым будут двигаться инструменты.

Сегодня доверие лишь к процессу автоматической обработки, исключающему даже малейшие ошибки относительно формы и размеров будущих изделий. Фрезерный станок с ЧПУ – весьма высокоточный, гарантирующий идеальную поверхность детали. Благодаря синхронизации движений фрезы, подбирается скорость, направление с тем, чтобы сократить время на выполнение станком данных операций, по сравнению с обычным методом.

Вакуумный стол – важная разработка в сфере крепления деталей. Корпусные и тонкостенные изделия удерживаются по типу присоски. А чтобы контролировать размеры деталей, используют электронные узлы. Среди последних разработок – датчики Renishaw для проведения бесконтактных измерений, которые используют в станке Hyundai Wia (Корея). Все это – новые требования к станку для алюминия, путь для ускорения технологического процесса, исключения брака.

Особенности работы с материалом

Важно обратить внимание на некоторые моменты:

  • повышенная пластичность алюминия усложняет любую его обработку. Главное требование технологов – соблюдение принятой последовательности;
  • неправильный подход к фрезеровке повышает риск порчи заготовок, в том числе, на этапе их креплений. Поэтому предпочтение отдается вакуумному способу фиксации;
  • материал имеет высокую чувствительность на вибрацию различного типа, она может способствовать появлению дефектов на поверхности;
  • особое внимание – к точности подбора режима фрезерования, балансировки цанги.

Современные 3d фрезерные станки, имеющие блок ЧПУ занимаются сложной обработкой профилей из алюминия на максимальных скоростях и с более высоким качеством. Можно создать объемные рельефы на металлической поверхности. При программировании всех операций по обработке материала, важно наладить контроль за техническими параметрами процесса.

Обрабатываем алюминий для домашних нужд

Сейчас 3D фрезеровка алюминиевой заготовки может выполняться не только на фрезерных станках с ЧПУ, но и ручным способом на домашнем оборудовании. Для многих важно использовать станок ЧПУ, работающий с алюминием, для производства нужных автозапчастей. Вместо того, чтобы покупать в магазине, они обрабатывают заготовки, производя нужные для дома или автомобиля вещи своими руками. Главное – соблюдать владей знанием технологии и учитывать особенности обработки.

Нужно иметь электроинструмент ручной фрезер, он есть у многих домашних мастеров. У него нет редуктора и коробки передач, но функционал устройства – на высоте.

До начала работ инструмент нуждается в точной настройке и регулировке. Большой плюс ручного фрезера – способность работать в двух плоскостях (вертикальная и горизонтальная), с минимальными физическими усилиями.

Гарантия качественных результатов – в соблюдении технологии процесса и полном контроле за его ходом. Если, фрезеруя алюминий, работать на небольших оборотах, можно устранить риск деформации металла.

Не менее важно освобождать обрабатываемую поверхность от опилок и придерживаться правил техники безопасности.

Станок самостоятельной сборки

Реально также своими руками собрать станок ЧПУ, обрабатывающий алюминий. Он также может работать по дереву, ДСП и МДФ, пластику, акрилу и карбону, то есть будет универсального назначения. Один из созданных вариантов имеет:

  • рабочее поле с размерами 850х650 и рабочую высоту по оси Z – 150 мм;
  • по всем осям ширина рельсовых направляющих HIWIN 15 мм;
  • двигатели марки NEMA 34;
  • шпиндель с воздушным охлаждением на 1,5 кВт;
  • винт TBI (шаг 5 по оси Z, и 10 по X, Y);
  • импульсные блоки питания (70 В для ШД, 24 в для ЧПУ);
  • плату Степмастер v2 для блока ЧПУ и программу управления Mach3.

Рабочий стол изготовлен из плиты МДФ толщиной 19 мм. Получилась жесткая, конструкция, на которой можно обрабатывать дюралевые и алюминиевые заготовки.

Некоторые умельцы работают над своим станком целый год, но полученный ними опыт позволит получить модель с нужными параметрами и, возможно, в будущем наладить собственное производство станков, не уступающих в качестве китайским образцам. Такое устройство, конструктивно напоминающее промышленные варианты, легко доработать, переделав под новые нужды.

Среди некоторых узких мест, которые удается решать умельцам, можно отметить:

  • достижение максимальной жесткости конструкции;
  • сведение к минимуму сварных операций;
  • применение в изготовлении устройства прокатной металлотрубы квадратного сечения 80 мм;
  • отливку станины из искусственного камня (у нее намного ниже вибрация, чем у чугунной).

Заключение

Задача по обработке алюминия на фрезерном станке – в числе сложных, но выполнимых на оборудовании с ЧПУ и без него. Важно лишь разобраться с выбором инструмента, оптимального режима и параметров резания, учитывать требования скорости обработки. Стоит прибегнуть к онлайн-калькулятору, чтобы при любых профилях заготовок уметь рассчитать нужную скорость для вращающегося шпинделя.

Расчет режимов фрезерования

Расчет режимов резания
Обороты шпинделя = об/мин
Диаметр инструмента = мм
Число зубьев =
Подача на зуб = мм

Скорость резания = м/мин*
Подача инструмента = мм/мин

*не превышайте табличные значенияПример расчета
Обороты = 10000
Диаметр инструмета = 3 мм
Число зубьев = 3
Подача на зуб = 0.018мм

Скорость резания = 94 м/мин
Подача инструмента = 540 мм/мин

МАТЕРИАЛ
СКОРОСТЬ
РЕЗАНИЯ
(М/МИН)
1 — 3 мм3.5 — 5 мм6 — 9 мм
ПОДАЧА (ММ/ЗУБ)
Стали общего применения270НВ400,004-0,0080,009-0,0120,014-0,018
Стальное литье200НВ600,004-0,0070,008-0,0100,011-0,015
Чугуны200НВ800,008-0,0100,011-0,0140,015-0,023
Медь
Пластик ПВХ /
раскрой
Фреза 3,175 (1,2-заходная)
Фреза 6 (1,2-заходная)
600-1500150-30015000-24000До 5
Оргстекло /
Раскрой, выборка
Фреза 3,175 (1-заходная)
Фреза 6 (1-заходная)
500-1400150-30015000-19000До 5
Оргстекло /
гравировка
Гравер конический 3,175
Гравер конический 6
200-120050-10015000-20000До 2
Композит /
раскрой
Фреза 3,175 (1,2-заходная)
Фреза 6 (1,2-заходная)
500-850100-20015000-18000До 5
Дерево /
Выборка, раскрой
Фреза 3,175 (1-заходная)600-1000150-30017000-22000До 5
Дерево /
Выборка, раскрой
Фреза 6 (1,2-заходная)600-1200150-30015000-22000До 10
Дерево /
гравировка
Гравер конический 3,175
Гравер конический 6
500-900150-30017000-24000До 4
ДСП /
Раскрой
Фреза 6 (1,2-заходная)500-850150-25017000-22000До 8
МДФ /
Раскрой Выборка
Фреза 6 (1,2-заходная)
Компрессионная или с
удалением стружки вниз
500-1500150-25018000-24000До 10
Алюминий Д16Т /
Выборка, раскрой
Фреза 3,175 (1, 3-заходная)
Фреза 6 (1,3-заходная)
Рекомендуется подача СОЖ
700-120010-8015000-22000До 0,4
Алюминий Д16Т /
Сверление фрезой,
многопроходное с
выводом
Фреза 3,175 (1-заходная)
Специальная
Рекомендуется подача СОЖ
10-3015000-190002-4
Бронза, Латунь /
гравировка
Гравер конический 3,175
Гравер конический 6
Рекомендуется подача СОЖ
200-50010-8015000-24000До 0,3
Бронза, Латунь /
Выборка, раскрой
Фреза 3,175 (1, 3-заходная)
Рекомендуется подача СОЖ
500-85010-8015000-18000До 0,4
Магний /
гравировка
Гравер конический 3,175
Гравер конический 6
Рекомендуется подача СОЖ
300-85030-10013000-17000До 0,4

Рекомендации по выбору фрез

Какая фреза для какого материала
1-заходная2-заходная3-заходная
грубочистогрубочистогрубочисто
Древесные материалы
Мягкая древесина (сосна)+++(+)
Твердая (дуб,бук), фанера, МДФ+(+)+++(-)
Пластмассы
ПВХ, Полистирол, Тефлон, Пены++++
Дюропласт, Материалы с бакелитом (ДСП)++++++
Плексиглас налитой++++(+)
Металлы
Мягкий алюминий (Alucobond)++++
Жесткий алюминий (Floxal)+++++
Латунь,бронза, медные сплавы+(-)+++
Конструкционная сталь+++
Высококачественная сталь+
++ Очень хорошо
+ Хорошо
0 Удовлетворительно
— Плохо
— Не подходит

При обработке твердых сортов сталей рекомендуется использовать 4-х и более заходные фрезы.

    Заказы онлайн

Если Вы не уверены в выборе или сомневаетесь, то наши специалисты бесплатно проконсультируют Вас по любым вопросам, связанным с нашими предложениями

Вы всегда можете задать вопрос по телефону:

Рабочие дни: 10:00-20:00 (мск)
Выходные дни: 10:00-17:00 (мск)

Обработка алюминия на чпу режимы резания

Если встаёт такой вопрос, то статья эта может Вам помочь. Автор будет рад, если после её прочтения Вы сделаете шаг в сторону от всяческих таблиц с указанием «оборотов» без учёта диаметра и вылета инструмента к осмысленному и самостоятельному расчёту режима для конкретных условий. В статье много букв, но, на самом деле, её суть укладывается в две простые формулы, подкреплённые здравым смыслом. И я выдаю их не спеша.

Первое : что режем?

И, исходя из этого, выбираем скорость резания

  1. Алюминий и алюминиевые сплавы – 200-400 м/мин.
  2. Латунь – 150-300 м/мин.
  3. Бронза – 100-150 м/мин.
  4. Бакелит – 50-100 м/мин.
  5. ПВХ – 100-200 м/мин.
  6. Термопласты стандартные (акрил, нейлон и проч.) – 300-500 м/мин.
  7. Древесина – 300-500 м/мин.
  8. Нержавеющая сталь – 50-90 м/мин.

Приведённые скорости резания взяты из каталога инструментов «Belin» и являются общими рекомендациями. В каждом конкретном случае скорость резания может выходить за рамки обозначенных диапазонов. На возможную скорость оказывают влияние различия в сплавах и геометриях фрез, наличие или отсутствие защитного покрытия фрезы и всегда уникальные условия резания. Рекомендации приводятся как ориентир, а не правило.

Пример

Попутно я рассмотрю пример выбора режима. Пример условный, и не стоит воспринимать его как реальную возможность резать определённый материал определённой фрезой в Ваших условиях. Я Ваших условий не знаю, а сам пример строится на пошаговом принятии пунктов, каждый из которых нуждается в практической проверке на конкретном станке. Итоговый режим, к которому я прихожу в конце, требует постепенной апробации, понимания от оператора, что и почему он делает в данный момент, хорошего закрепления заготовки и общей надёжности конструкции. Тем не менее, это вполне рабочий, хороший режим и к нему запросто можно прийти на практике.

Допустим, надо резать акрил. Смотрим «термопласты стандартные» и выбираем среднее значение скорости резания – 400 м/мин.

Второе : чем режем?

Здесь нас интересует выбор диаметра инструмента

С увеличением диаметра фрезы становится больше максимально возможная подача на один её оборот. Однако само число её оборотов в минуту ограничено максимальной скоростью резания данного материала (см. выше), так что увеличение диаметра не всегда оправдано. Тем более, что и стоимость инструментов больших диаметров вырастает значительно.

Обычно диаметр фрезы определяется технологией производства. Считается идеальным, если глубина резания соответствует диаметру фрезы (или меньше диаметра). В крайнем случае, она может быть равна 2-м или 3-м диаметрам. Снимать большее количество материала за один проход несколько опрометчиво; и хотя на практике такие прецеденты подчас прощаются, никто таких условий не рекомендует. Мы тоже не станем рекомендовать — разве что для резки пенопласта и подобных ему материалов с низкой плотностью.

Пример

Наш акрил имеет толщину 8 мм, радиус углов, допустим, не важен, так что я выбираю фрезу диаметром 8 мм и буду раскраивать материал за один проход.

Третье : вычисляем частоту вращения

Имея заданную скорость резания и определённый диаметр, посчитаем обороты

n = (1000 * Vc) / (π * D),

где n — искомое число оборотов в минуту,

Vc — желаемая скорость резания (м/мин),

D — выбранный диаметр фрезы (мм).

Если Ваш шпиндель не может выдать найденное количество оборотов, логично взять чуть больший диаметр, чтобы не терять в максимально возможной скорости резания. Небольшое удорожание инструмента с лихвой окупится адекватно ускоренной резкой материала.

Если Вы на это пойти не готовы, то придётся остановиться на тех оборотах, которые может выдать шпиндель станка (а поскольку безопаснее всего для любой техники использовать её мощность не более чем на 90 % от максимальной, то при бережном отношении к оборудованию скорость резания понизится ещё на 10 %).

Пример

n = (1000 * 400 м/мин) / (3,14 * 8 мм) = около 15924 об./мин. Поднимем до 16-и тысяч для ровного счёта, имея в виду, что максимальная скорость резания по акрилу у нас 500 м/мин, а мы изначально взяли только 400. Впоследствии можно подойти и прямо к 500-м м/мин, пересчитав обороты. Пока, для первого раза, не впадаем в крайности.

Четвёртое : подача на оборот / подача на зуб фрезы

Центральное место при выборе режима!

Сломается или не сломается (и вообще, насколько «комфортно» будет себя чувствовать) фреза, зависит не от того, 6 или 3 метра в минуту она проходит, а от того, какое количество материала снимается каждым её лезвием за один оборот. Это называется — подача на зуб фрезы, или просто подача на зуб (шаг на зуб). Подача на оборот совпадает с подачей на зуб, если речь идёт об однозаходной фрезе. Для двухзаходной фрезы подача на оборот больше подачи на зуб в два раза. Для трёхзаходной — в три и т. д.

Как выбрать подачу на зуб? В идеале, есть рекомендуемые производителем значения подач на зуб для тех или иных материала, диаметра фрезы и глубины резания. Но это только в идеале. Китайский производитель в этом отношении нас не балует. Впрочем, и расстраиваться не нужно. Адекватный диапазон подач на зуб всё равно лежит где-то в пределах от 0,1 до 0,25 мм для заглубления на диаметр фрезы в практически любой материал (правда, если геометрия, материал фрезы и вообще условия обработки подходящие – то есть, речь не о попытках резать нержавейку на станках для производства рекламы). Заметите возможность фрезеровать с бОльшими подачами? Отлично, но давайте не с первого захода. А с меньшими, пожалуй, нет смысла. Конечно, если у вас не микрофреза в патроне.

В среднем, для фрез диаметром от 3 мм, при работе на глубину, равную диаметру, подачу на зуб можно ставить 0,15 мм. Если не уверены, начните с 0,1 мм на зуб. Это минимальное значение, при котором фреза точно не испытывает перегрузок, но и не будет гореть. Увеличить сможете всегда, а безопасность первого врезания таким образом обеспечите. Идеал — это, конечно, максимальные подачи на зуб. Но помните, что неадекватно большая подача на зуб чревата 1) повышенными поперечными нагрузками на фрезу (риск поломки) и 2) образованием толстой стружки, при которой тепло не успевает уходить от лезвия в стружку и скапливается на кромке (в результате повышается температура в зоне резания, снижается стойкость и прочность режущей кромки, возникает дополнительный риск налипания стружки и поломки).

Пример

Предположим, у меня однозаходная фреза. Была бы она трёхмиллиметровой, я указал бы подачу, максимум, 0,15 мм/зуб. Но 8 мм диаметр – не мало, поэтому ставлю 0,2 мм/мин. Это довольно смело для первого врезания, но, скорее всего, на практике можно будет и больше. Хотя — всё же рекомендую начинать с меньших значений. Беру 0,2, по сути, только для репрезентативности, чтобы не заниматься постепенным увеличением подачи на Вашем мониторе.

Пятое : считаем подачу в миллиметрах в минуту / секунду

Приходим к итогу

Зная частоту вращения и желаемую подачу на зуб, легко вычислим минутную подачу.

где F – искомая подача (мм/мин),

n – частота вращения (число оборотов в минуту),

fz – подача на зуб (мм),

z – количество зубьев фрезы.

Если указываете подачу в мм/сек, просто разделите это значение на 60.

При глубине резания, равной 1-му диаметру фрезы, значение вводится как есть. При 2-м диаметрам, отнимите 25%, а при 3-м – 50% от найденной подачи.

Пример

F = 16000 об./мин * 0,2 мм/зуб * 1 зуб = 3200 мм/мин. Или 3200 / 60 = около 53 мм/сек.

Итак, это совершенно безопасная и адекватная подача для однозаходной фрезы диаметром 8 мм по акрилу при частоте вращения 16 тыс. об./мин.

Но не предел мечтаний. Простестировав, мы видим, что фреза спокойно работает. Что можно сделать для увеличения скорости обработки?

Во-первых, положим, наш станок может выдавать 24 тыс. оборотов в минуту, так давайте повысим скорость резания до максимальной (напомню, по акрилу это 500 м/мин. Считаем обороты: n = (1000 * 500 м/мин) / (3,14 * 8) = около 19904 об./мин. Оставим 19,9 тыс. об./мин.

Во-вторых, можно повысить подачу на зуб, но ещё предпочтительнее попробовать двухзаходную фрезу – диаметр 8 мм достаточно большой для этого. Сделаем так, немного понизив подачу на зуб, чтобы исключить риск налипания стружки. Пусть будет 0,15 мм на зуб. И, само собой, имеет смысл взять фрезу с рабочей частью длиной 10 мм, чтобы минимизировать вибрации.

Считаем подачу: F = 19900 об./мин * 0,15 мм/зуб * 2 зуба = 5970 мм/мин. Неплохо, да? Кажется, много, а нагрузка на фрезу и на всю конструкцию станка стала меньше, чем была изначально, поскольку мы снизили подачу на зуб фрезы.

Конечно, есть возможность использовать в нашем примере и более популярный и недорогой 6-й диаметр и также раскраивать на всю глубину. Но:

1) для максимальной скорости резания придётся увеличить обороты (иногда это невозможно);

2) из-за меньшего поперечного сечения та же самая подача на зуб будет создавать бОльшую поперечную нагрузку, соответственно максимальная подача на зуб у фрезы диаметром 6 мм меньше, чем у 8 мм;

3) если мы будем кроить акрил толщиной 8 мм за один проход, то эта глубина составит почти 1,5 диаметра нашей фрезы, что ещё более снизит максимальную подачу, процентов на 20;

4) двухзаходную фрезу этого диаметра придётся использовать с большой осторожностью, если вообще придётся, поскольку её канавки меньше и риск не справиться с отводом стружки существенно выше.

Это не значит, что «шестёркой» в этих условия работать нельзя. Зная материал этой статьи, Вы легко подберёте правильный и максимально быстрый в этих условиях режим. Можно и фрезой в 3 мм работать работать по акрилу толщиною в 8. Конечно, значительно медленнее, но можно (а если есть требование к радусу скруглений, то и приходится). Главное – правильно учесть все условия.

Надеюсь, моя статья отчасти поможет Вам в этом.

P . S . : общие рекомендации

1. Диаметр фрезы выбирается близким к глубине резания. Если скорость резания на максимальных оборотах получается слишком низкой, имеет смысл увеличить диаметр и, т. о., повысить скорость резания.

2. Вылет фрезы должен быть минимальным, соответственно брать фрезы со слишком большой режущей длиной целесообразно только в случае крайней необходимости: надо помнить, что это минимальные подачи и риск возникновения вибраций.

3. Использование инструментов достаточно большого диаметра стимулирует к увеличению подач. Однако неадекватно высокие подачи способны или сломать фрезу, или передать нагрузку на подшипники шпинделя и несущую конструкцию. Превышать 0,25 мм/зуб можно, только убедившись в запасе прочности фрезы и полностью доверяя конструкции своего станка.

4. Увеличение количества зубьев – хорошая идея для увеличения минутной подачи. Однако следует помнить о том, что стружка должна успевать свободно отводиться из зоны резания. Чем большее количество зубьев имеет фреза, тем меньше места остаётся для её стружечных канавок. Всегда есть риск, что объёма канавок не хватит для быстрого отвода стружки: тогда возможно налипание пыли или стружки, в связи с чем фреза фактически перестанет резать. Последствия этого предугадать нетрудно. Я не призываю Вас отказываться от экспериментов, наоборот. Главное – не ставить поначалу высоких подач на зуб, остановиться на минимальных 0,1-0,12 мм, чтобы убедиться, что фреза работает и справляется с заданным объёмом стружки. Помните, что двухзаходная фреза с подчей на зуб 0,1 мм имеет такую же минутную подачу, как однозаходная с подачей на зуб 0,2 мм. При этом, нагрузка на на её кромку в два раза ниже, соответственно выше стойкость. Как видите, в адекватном увеличении количества заходов есть смысл. Замечу, что в одном из видео специалист «Onsrud» настоятельно рекомендует использовать по пластику только двухзаходные фрезы начиная с диаметра 3/8 дюйма (= 9,525 мм). Но можно работать и трёх-, и четырёхзаходными фрезами – с впечатляющей производительностью. Здесь важно добиться надёжного отвода стружки из зоны резания и правильно выбрать подачу на зуб.

5. Дороговизна цельнотвёрдосплавных фрез больших диаметров заставляет обращать внимание на фрезы с твердосплавными напайками. У последних есть ряд минусов, несмотря на очевидный плюс – значительно меньшую цену. Технология их изготовления не позволяет добиться такой точности, как у цельнотвердосплавных. Также ограничены их геометрические возможности. Стальная основа хуже отводит тепло, чем твёрдый сплав, поэтому оно скапливается в режущей пластине, снижая её твёрдость и прочность, провоцируя налипание стружки. Фрезы с напайками имеют меньшую скорость резания и меньшие подачи. Однако такие фрезы использовать можно и в некоторых случаях необходмо. Главное – для станков с ЧПУ рекомендуются только фрезы, изготовленные производителем инструмента для станков с ЧПУ. Избегайте брать фрезы для ручного фрезера, какими бы хорошими или дешёвыми они не считались. Это позволит Вам сберечь подшипники шпинделя, свой станок и, в конечном счёте, немало средств.

(с) Дмитрий Мирошниченко, компания “AllegroMills”

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector