Alumīnijs ir lipīgs, misiņš ir abrazīvs, un abiem nepieciešami citādi parametri nekā kokam. Šis ceļvedis aptver vārpstas konfigurāciju, griešanas datus, skalu evakuāciju un problēmu novēršanu, kas nepieciešama, lai tīri apstrādātu krāsainos metālus uz CNC frēzmašīnas — bez uzkrātās malas, vibrācijas vai salūzušiem rīkiem.
Skatīt cenu katalogu · Pārskatīt griešanas parametrus · Pieprasīt krāsaino metālu ATC vārpstu
Pāriet uz: Radžu · Vārpstas konfigurācija · Griešanas parametri · Skalu evakuācija · Problēmu novēršana
| Specifikācija | Vērtība |
|---|---|
| Maks. RPM | 24,000 |
| Radžu | < 2 µm |
| Saskarne | HSK |
Bīdīšanās: klusais instrumentu kalpošanas laika slepkava metāla apstrādē
Kokā 10 µm bīdīšanās ir tikko pamanāma. Alumīnijā 5 µm samazina instrumenta kalpošanas laiku uz pusi. Misnī tā atstāj redzamas vibrācijas pēdas. Bīdīšanās kontrolēšana ir viennozīmīgi ietekmīgākā lieta, ko varat darīt metāla apstrādes veiktspējas uzlabošanai.
Ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku
Pie 5 µm bīdīšanās uz 2-šķautņu galējās frēzes, viena šķautne uzņem lielāko daļu skaldas slodzes, kamēr otra berzas. Šī nevienmērīgā slodze koncentrē nodilumu uz vienas malas un var būtiski samazināt instrumenta kalpošanas laiku salīdzinājumā ar < 2 µm iestatījumu. Alumīnijā berzošā šķautne arī veido siltumu, kas paātrina Built-Up Edge veidošanos.
Virsmas apdares pasliktināšanās
Bīdīšanās tieši ietekmē virsmas raupjumu. Šeit aprakstītajā alumīnija frēzēšanas iestatījumā 5 µm TIR rada acīm redzami raupju apdari ap Ra 1.6-3.2 µm. Kontrolēts < 2 µm vārpstas turētāja iestatījums nodrošina Ra 0.4-0.8 µm apdari alumīnijā, kas ir piemērota blīvējošām virsmām un dekoratīvām detaļām bez sekundāras pulēšanas.
Svārstību slieksnis
Bīdīšanās ievieš vienu reizi apgriezienā esošu piespiedošu frekvenci, kas var uzbudināt vārpstas-instrumenta sistēmas dabisko frekvenci. Kad tā sakrīt ar griešanas frekvenci vai tās harmonikām, rodas chatter (svārstības) — radot raksturīgu “spiegšanas” skaņu. Vārpsta ar < 2 µm bīdīšanos būtiski paaugstina chatter slieksni, ļaujot izmantot agresīvākus griešanas parametrus pirms nestabilitātes sākuma.
Mērīšanas padoms: Izmēriet vārpstas bīdīšanos ar 0.001 mm izšķirtspējas ciparu indikatoru novietots uz instrumenta turētāja korpusa (ne uz instrumenta kāta — instrumenta kāta bīdīšanās pievieno instrumenta un saspraudes kļūdu). Pagrieziet vārpstu ar roku. Pierakstiet kopējo indikēto situmu (TIR). Labā stāvoklī esošai vārpstai jārāda < 2 µm pie turētāja korpusa un < 5 µm pie 30 mm instrumenta pagarinājuma. Lasījumi virs šiem sliekšņiem norāda uz nolietotiem gultņiem, netīru konusu vai bojātu instrumenta turētāju.
Pareizā vārpstas konfigurācija krāsainajiem metāliem
Alumīnijs un misiņš atalgo vārpstas īpašības, ko koka frēzēšana nekad neprasa — zemu bīdīšanos, augstu radiālo stingrību un instrumenta-turētāja saskarni, kas paliek uz vietas termiskas slodzes apstākļos.
| Specifikācija | Ieteikums | Pamatojums |
|---|---|---|
| Vārpstas ātrums | 18,000-24,000 RPM lielākajai daļai alumīnija un latūna darbu | Mazas diametra karbīda darbarīki (1-6 mm), kas izplatīti CNC maršrutētāju metāla griešanā, prasa augstu virsmas ātrumu. 3 mm galda frēze pie 18,000 RPM sasniedz 170 m/min — tieši optimālā joslā alumīnijam. Lielāki instrumenti (8-12 mm) izmanto 12,000-18,000 RPM, lai paliktu ieteicamo virsmas ātrumu robežās. Vārpsta ar 18,000/24,000 RPM iespējām sedz abus diapazonus. |
| Bīdīšanās specifikācija | < 2 µm vārpstas deguna vietā (instrumenta gala bīdīšanās būs lielāka) | Vārpsta ar < 2 µm bīdīšanos ir minimums pieņemamai alumīnija virsmas apdarei un instrumenta kalpošanas laikam. HSK40E dubultkontakta saskarnes konsekventi to sasniedz. BT30 vārpsta labā stāvoklī ar tīriem konusiem var sasniegt < 3 µm — pietiekami vispārējiem darbiem, bet ierobežojoši smalkai apdarei. |
| Darbainstrumenta turētāja saskarne | HSK40E noteikti priekšročā BT30 alumīnija apdarei | HSK40E dubultkontakts (konuss + flanča virsma) novērš Z ass driftu, ko BT30 konusi piedzīvo termiskās ciklēšanas laikā garos alumīnija apdares ciklos. Flanča virsma nodrošina fiksētu axiālu atskaites plakni, kas paliek nemainīga neatkarīgi no vārpstas temperatūras. Kontūru apdarei, kur Z augstuma konsekvence nosaka detaļas precizitāti, HSK40E ir pareizā izvēle. |
| Gultņu konfigurācija | Priekšējais tandēma pāris (7007×2 vai 7008×2) + aizmugures atbalsta gultnis | Metāla griešana rada augstākas radiālās slodzes nekā koka maršrutēšana, jo materiāls pretojas frēzei, nevis plīst. Tandēma priekšējo gultņu pāris — divi šķautņkontakta gultņi, uzmontēti kopā — dubulto radiālo stingrību salīdzinājumā ar vienu gultni. Modeļa C HSK40E vārpstas izmanto 7008×2 priekšējo + 7005×2 aizmugures konfigurāciju īpaši metāla griešanas radiālajai stingrībai. |
| Dzesēšana | Ūdens dzesēšana ar aktīvu dzesētāju, iestatītu uz 25°C | Alumīnija apstrāde rada ievērojamu siltumu frēzē — daļa no tā vada caur darbainstrumenta turētāju vārpstā. Savienojot ar vārpstas pašas elektriskajiem zudumiem, tas liek termiskajai pārvaldībai strādāt grūtāk nekā koka maršrutēšanā. Aktīvs dzesētājs, kas uztur 25°C dzesēšanas šķidrumu, novērš termisko paplašināšanos, kas maina gultņu iepriekšējo slodzi un bīdīšanos garu alumīnija darbu laikā. |
Ātrums, barošana un griezuma dziļums alumīnijam, latūnam un varam
Tās ir drošas sākuma vērtības karbīda instrumentiem stingrā CNC maršrutētājā. Pielāgojiet atkarībā no jūsu mašīnas stingrības, vārpstas jaudas un dzesēšanas iespējām. Vienmēr sāciet konservatīvi un palieliniet.
| Materiāls | Darbainstruments | RPM | Padeve (mm/min) | DOC (mm) | Piezīmes |
|---|---|---|---|---|---|
| Alumīnijs 6061-T6 (vispārīgs) | 3 mm 2-flūšu karbīds | 18,000-24,000 | 900-1,800 | 0.3-0.8 (radiāls 0.3-1.5) | Izmantojiet dzesēšanas miglu vai spēcīgu gaisa strūklu. Samaziniet DOC, ja skavas piespringst frēzei. |
| Alumīnijs 6061-T6 (grubēšana) | 6 mm 2-flūšu karbīds | 16,000-20,000 | 1,500-3,000 | 1.0-2.5 (radiāls 2.0-4.0) | Augstāka skavas slodze (0.05-0.08 mm/zobs) palīdz aizvadīt siltumu kopā ar skavu. |
| Alumīnijs 6061-T6 (finīšana) | 6 mm 2-flūšu karbīds | 20,000-24,000 | 800-1,600 | 0.1-0.3 (radiāls 0.2-0.5) | Viegls finīšanas gājiens. Bīdība < 2 µm ir kritiska virsmas kvalitātei. |
| Alumīnijs 7075-T6 (augstas izturības) | 6 mm 2-flūšu karbīds (pārklāts) | 14,000-18,000 | 800-1,800 | 0.5-1.5 (radiāls 1.0-3.0) | 7075 ir cietāks un abrazīvāks. Izmantojiet TiAlN vai ZrN pārklātus instrumentus. Samaziniet ātrumu par 20% salīdzinājumā ar 6061. |
| Mesings (C360 brīvi apstrādājams) | 3 mm 2-flūšu karbīds | 12,000-18,000 | 600-1,200 | 0.3-1.0 (radiāls 0.5-2.0) | Mesinga skavas ir īsas un nesalīp. Var strādāt sausā režīmā vai ar vieglu gaisa strūklu. Asi instrumenti ir būtiski — stumpi instrumenti smērē, nevis griež. |
| Varš (C110 tīrs) | 3 mm 2-flūšu karbīds | 8,000-14,000 | 300-800 | 0.2-0.5 (radiāls 0.3-1.0) | Tīra varš ir lipīga — tā cietinās darba laikā un viegli piesalīp frēzēm. Lietojiet ļoti asus pulētu rievu karbīda instrumentus, plūsmas dzesēšanu, ja iespējams, un zemus ātrumus, lai samazinātu siltumu. |
DOC = griezuma dziļums. Radiālās vērtības parādītas kā pārejas solis kontūras/profila operācijām. Visas vērtības pieņem karbīda instrumentus ar asām griešanas malām.
Skavu evakuācija: atšķirība starp griešanu un metināšanu
Alumīnijs neveido skavas tāpat kā koks — tas veido garas, šķiedrainas skavas, kas nes siltumu. Ja šīs skavas netiek nekavējoties izvāktas no griezuma zonas, tās piesalīp frēzei un iznīcina detaļu.
Saspiesta gaisa strūkla (minimāli)
Efektivitāte: Pietiekama seklām griezumiem, īsiem cikliem un mesingam
Virzīta gaisa sprausla ar 0.4-0.6 MPa notīra skavas no griezuma zonas un nodrošina zināmu dzesēšanu. Gaisam jāsasniedz frēzes gals — sprausla, kas vērsta uz vispārējo apgabalu, nav pietiekama. Izmantojiet Loc-Line vai līdzīgu regulējamu sprauslu, kas novietota 30 mm attālumā no instrumenta gala.
Miglas dzesēšana (ieteicama alumīnijam)
Efektivitāte: Labi — samazina BUE, pagarina instrumenta kalpošanas laiku, uzlabo virsmas kvalitāti
Mikro-pilienu miglas sistēma piegādā smalku dzesēšanas šķidruma izsmidzinājumu (ūdenī šķīstoša eļļa ar 5-8% koncentrāciju), ko pārvādā saspiests gaiss. Migla nodrošina gan lubrikāciju (neļaujot alumīnijam piesalīp frēzei), gan dzesēšanu (iztvaikojošajos pilienos aizvācot siltumu). Noregulējiet sprauslu tā, lai migla sasniegtu frēzes iesaistes zonu, nevis tikai instrumenta kātu.
Plūsmas dzesēšana (labākā, ja iekārta to atbalsta)
Efektivitāte: Lieliski — maksimāla siltuma noņemšana, labākā skavu izskalošana
Pilns plūsmas dzesēšanas šķidrums apmerge griešanas zonu, nodrošinot maksimālu smērēšanu un siltuma novadīšanu. Tas ir standarts īpaši metāla griešanai paredzētām CNC mašīnām. Uz portāla frēzmašīnas plūsmas dzesēšanai nepieciešams pilns pārsegs, skalu palete, filtrācijas sistēma un dzesēšanas šķidruma sūknis — ievērojama infrastruktūra, kuras trūkst daudzām koka apstrādei paredzētām CNC frēzmašīnām. Ja jūsu mašīna to atbalsta, izmantojiet to.
Četras izplatītas metāla griešanas problēmas un to risinājumi
Ja alumīnija apstrāde notiek nepareizi, simptomi ir nepārprotami. Šeit ir aprakstīts, kā katru no tiem diagnosticēt un izlabot.
Alumīnija pielīpšana frēzei (Built-Up Edge)
Visticamākie cēloņi: Nepietiekama skalu slodze (berze nevis griešana), nepietiekama smērēšana, instrumenta asmens pārāk blāvs, RPM pārāk augsts, radot pārmērīgu siltumu.
Kā novērst: Palieliniet padeves ātrumu, lai katrs zobs ņemtu atbilstošu skalu (minimāli 0.025 mm/tooth). Uzklājiet miglas dzesēšanu. Nomainiet instrumentu, ja griešanas asmens parāda nodilumu. Samaziniet RPM par 10-20%, lai pazeminātu griešanas temperatūru. Izmēģiniet polētu rievu vai DLC-pārklātu cietmetāla instrumentu — tie pretoties alumīnija pielīpšanai.
Rupja virsmas apdare / redzamas instrumenta pēdas
Visticamākie cēloņi: Pārmērīga radialā nobīde, instrumenta liece, vibrācija (pašsvārstības), nolietoti vārpstas gultņi vai skalu atkārtota griešana (skalas netiek evakuētas un tās atkārtoti sagriež nākamajos caurgājienos).
Kā novērst: Izmēriet vārpstas bīdīšanos ar 0.001 mm dial indicator — if > 5 µm, inspect taper cleanliness and instrumenta turētājs condition. Samaziniet radiālo DOC (stepover), lai samazinātu griešanas spēku. Pārbaudiet skalu evakuāciju — skalas, kas atgriežas griešanā, atstāj iesvītrojumus. Veiciet atkārtotu apdares gājienu tajā pašā pozīcijā, lai novāktu lieces pēdas.
Smagas auklas uz detaļu malām
Visticamākie cēloņi: Rīks ir blāvs, griešanas virziens ir nepareizs (climb vs conventional), izejas mala nav atbalstīta, vai skalu slodze ir pārāk augsta.
Kā novērst: Nomainiet vai uzasiniet instrumentu — asie malas sagriež, nevis plēš. Izmantojiet climb frēzēšanu (climb milling) visur, kur iespējams (frēzes rotācija velk skalu prom no griezuma, samazinot auklu veidošanos ieejas vietā). Samaziniet padeves ātrumu finiša caurgājienam. Pievienojiet 0.1 mm fasetes caurgājienu kā pēdējo operāciju, lai noņemtu jebkuru atlikušo auklu.
Skaļš svilpošanas troksnis / chatter griešanas laikā
Visticamākie cēloņi: Rīka izbīde (stick-out) ir pārāk gara, radiālā iesaiste ir pārāk liela, RPM atbilst vārpstas-instrumenta sistēmas dabiskajai frekvencei, vai arī vārpstas gultņiem ir pārmērīgs spraugums.
Kā novērst: Shorten tool stick-out to the minimum required fvai job — additional stick-out quickly reduces stiffness. Samaziniet radiālo DOC (pārklājumu). Mainiet RPM par 10-15%, lai attālinātos no rezonanses frekvences. Ja vārpstai ir > 1,000 stundas metāla frēzēšanas, pārbaudiet gultņu iepriekšējo slodzi — vaļīgi gultņi vibrē slodzes laikā.
Drošības brīdinājumi
Uzmanību: Alumīnija skaldas ir ugunsgrēka risks — turiet iekārtu tīru
Sīkas alumīnija skaldas un putekļi ir degtspējīgi. Savienojumā ar aizdedzes avotu (neasmens instruments, kas veido dzirksteles, vai VFD bojājums), tie var uzliesmoties un degt intensīvi. Regulāri tīriet skaldas no darba galda, kabelu celiņiem un vārpstas korpusa. Neļaujiet alumīnija skaldām uzkrāties ap elektriskajiem savienojumiem. CO₂ vai D klases ugunsdzēsības aparāts, kas paredzēts metāla ugunsgrēkiem, ir jābūt pieejamā attālumā no jebkuras iekārtas, kas frēzē alumīniju.
Brīdinājums: Neveiciet alumīnija frēzēšanu sausā veidā bez skaldu evakuācijas
Alumīnija skaldas, kas paliek griešanas zonā, tiek atkārtoti frēzētas ar nākamajiem instrumenta gājieniem, veidojot siltumu, metināties pie frēzes un bojājot virsmas apdari. Minimāls saspiesta gaisa strūkla, vērsta uz frēzes iesaistes punktu, ir obligāta. Pat mazas diametra gaisa līnija ar 0.4 MPa ir daudz labāka nekā nekas. Sausa frēzēšana bez skaldu evakuācijas ir visbiežākā instrumenta lūzuma iemesls alumīnija apstrādē ar CNC frēzmašīnām.
Vārpstu, kas paredzēti krāsu metālu apstrādei
Abiem ir keramikas hibrīdgultņi, sub-3 µm radiena nobīde, ūdens dzesēšana un radiālā stingrība, ko pieprasa alumīnija un latūna apstrāde.
- HSK40E · Precīza apdare — Modelis C HSK40E 3 kW ATC vārpsta
- BT30 · Smaga frēzēšana — Modelis B BT30 3.5 kW ATC vārpsta
Pārlūkot visus modeļus
Bieži uzdotie jautājumi
Kas ir uzkrātais asmens (BUE) un kā to novērst?
Uzbūvētā mala ir detaļas materiāla nogulsne, kas augstā temperatūrā un spiedienā savārstās ar instrumenta griezējmalu. Alumīnijā tā izpaužas kā spīdīgs uzkrājums uz griezējmalas, kas maina efektīvo instrumenta ģeometriju — palielinot griešanas spēku, pasliktinot virsmas apdari un galu galā izraisot instrumenta lūšanu, kad BUE atlūst un aizved līdzi instrumenta materiālu. Novēršana: izmantojiet asus, pulētu rievu karbīda instrumentus, uzklājiet miglas dzesētāju, uzturiet pareizu skalu slodzi (> 0.025 mm/zobs), un izvairieties no pārmērīga RPM, kas rada nevajadzīgu siltumu.
Kāpēc mana 6 mm galda frēze pastāvīgi lūst alumīnijā?
Trīs visbiežāk sastopamie iemesli: (1) skalu atkārtota griešana — neevakuētie skalas aizsprosto rievas un instruments salūst no skalu sablīvēšanās; (2) pārmērīgs radiālais iesaiste — pilna platuma rievas griešana ar 6 mm instrumentu alumīnijā prasa augstu stingrību, kuras daudziem portāla frēzmašīnām trūkst; (3) nepietiekams padaves ātrums — pārāk lēna padave izraisa berzi nevis griešanu, veidojot siltumu, kas mīkstina karbīdu. Risinājums: pievienojiet gaisa strūklu vai miglu, samaziniet starpgājienu līdz 30-40% no instrumenta diametra un palieliniet padavi, lai sasniegtu pareizu skalu slodzi.
Vai es varu izmantot tādus pašus parametrus misiņam kā alumīnijam?
Nē. Misiņš griežas citādi — tas veido īsus, segmentētus skalas, nevis garas diegveida skalas, un tas neveido Uzbūvētu malu tik viegli. Misiņu var griezt ar zemāku RPM (12,000-18,000 salīdzinājumā ar 18,000-24,000 alumīnijam). Lielākais risks ar misiņu ir instrumenta noķeršana: misiņa zemā berze nozīmē, ka instruments var “iekosties” un ievilkt sevi detaļā, ja mašīnai ir atgriezeniska spēle. Izmantojiet pretējo frēzēšanu, pārliecinieties, ka mašīnai ir minimāla atgriezeniska spēle, un izvairieties no smagām pretējām griezumiem uz manuālām vai zemas stingrības mašīnām.
Kā es uzzinu, vai manam vārpstai ir pārāk liela radialā slīde alumīnijam?
Novietojiet 0.001 mm dial test indicator uz instrumenta turētāja korpusa (nevis uz instrumenta). Pagrieziet vārpstu ar roku. Ja TIR pārsniedz 5 µm, alumīnija virsmas kvalitāte un instrumenta kalpošanas laiks būtiski pasliktināsies. Pie > 10 µm pat alumīnija rupjš frēzēšana radīs redzamas chatter marks, un instrumenta kalpošanas laiks tiks ievērojami samazināts. Vispirms iztīriet konusu ar īpašu tīrīšanas instrumentu — netīrs konuss ir visbiežākais paaugstināta džigla iemesls. Ja pēc tīrīšanas džigls joprojām saglabājas, ieplānojiet vārpstas gultņu pārbaudi.
Vai HSK40E alumīnija darbiem tiešām ir tā vērts salīdzinājumā ar BT30?
Rupjai apstrādei un vispārējai profilēšanai BT30 vārpsta ar mazu sitienu (< 3 µm) apstrādā alumīniju pietiekami labi. HSK40E kļūst par izdevīgu ieguldījumu, ja nepieciešama vienmērīga virsmas apdare kontūru finierošanas gājienos vai ja tiek veikta ražošana lielos apjomos, kur svarīga instrumenta kalpošanas laika konsekvence. HSK40E dubultkontakta saskarne novērš Z ass termisko nobīdi, kādu BT30 vārpstas piedzīvo garu alumīnija apstrādes ciklu laikā — ja detaļām ir stingras Z augstuma tolerances, HSK40E tās noturēs uzticamāk.
Pieprasiet ATC vārpstas piedāvājumu alumīnija un latūna ražošanai
Izmantojiet savu iekārtu, materiālu, instrumentus, finiša mērķi un darbības laiku, lai izvēlētos vārpstas konfigurāciju, kas nodrošina tīrākus skaldas, stabilu finišu un labāku instrumenta kalpošanas laiku.
Pieprasiet neferozā vārpstas piedāvājumu · Pārlūkot neferozās apstrādes modeļus
Skatīt arī: Vārpstas jaudas un korpusa izmēru ceļvedis · BT30 pret HSK40E