Aluminij je lepljiv, medenina je abrazivna, oba pa zahtevata drugačne parametre kot les. Ta vodnik zajema konfiguracijo vretena, podatke o rezanju, odvajanje odrezkov in odpravljanje težav, ki jih potrebujete za čisto obdelavo neželeznih kovin na CNC rezkalniku CNC — brez nakopičene robe, trepetanja ali zlomljenih orodij.
Oglejte si cenovni katalog · Preglejte parametre rezanja · Zahtevajte ponudbo za neželezno vreteno ATC
Skoči na: Odstopanje · Konfiguracija vretena · Parametri rezanja · Odvajanje odrezkov · Odpravljanje napak
| Specifikacija | Vrednost |
|---|---|
| Maks. RPM | 24,000 |
| Odstopanje | < 2 µm |
| Vmesnik | HSK |
Odstopanje: tihi ubijalec življenjske dobe orodja pri obdelavi kovin
Pri lesu je 10 µm odstopanja komaj opazno. Pri aluminiju 5 µm prepolovi življenjsko dobo orodja. Pri medenini pušča vidne sledove drhtenja. Nadzor odstopanja je najpomembnejši dejavnik za zmogljivost rezanja kovin.
Vpliv na življenjsko dobo orodja
Pri odstopanju 5 µm na končnem frezu z 2 rezili eno rezilo nosi večino obremenitve s stružino, medtem ko drugo drgne. To neenakomerno obremenjevanje osredotoča obrabo na en rob in lahko bistveno skrajša življenjsko dobo orodja v primerjavi z nastavitvijo < 2 µm. Pri aluminiju drgnilo rezilo prav tako ustvarja toploto, ki pospešuje nastaanje Built-Up Edge (nabiranje materiala na ostrini).
Poslabšanje površinskega finiša
Odstopanje neposredno vpliva na hrapavost površine. V opisani nastavitvi frezanja aluminija 5 µm TIR povzroča vidno grobe površine okoli Ra 1.6-3.2 µm. Nadzorovana nastavitev vretena in držala < 2 µm omogoča površine Ra 0.4-0.8 µm pri aluminiju, primerne za tesnilne površine in estetske dele brez dodatnega poliranja.
Prag drhtenja
Odstopanje uvede vzbudno frekvenco enkrat na vrtenje, ki lahko vzburi naravno frekvenco sistema vreteno-orodje. Ko se ta ujema s frekvenco rezanja ali njenimi harmoniki, se razvije drhtenje — kar povzroča značilen „cvileč“ zvok. Vreteno z odstopanjem < 2 µm bistveno zviša prag drhtenja, kar omogoča agresivnejše parametre rezanja pred nastankom nestabilnosti.
Nasvet za merjenje: Izmerite radialni iztek vretena z 0.001 mm ločljivosti dialni indikator odstopanja nameščen na telesu držala orodja (ne na steblu orodja — odstopanje stebla orodja doda napako orodja in vpenjalnih klešč). Z roko zavrtite vreteno. Zabeležite skupno indicirano odstopanje (TIR). Vreteno v dobrem stanju naj kaže < 2 µm na telesu držala in < 5 µm pri podaljšku orodja 30 mm. Odčitki nad temi pragovi kažejo na obrabljena ležaja, umazan stožec ali poškodovano držalo orodja.
Pravilna konfiguracija vretena za neželezne kovine
Aluminij in medenina nagrajujeta lastnosti vretena, ki jih obdelava lesa nikoli ne zahteva — nizko odstopanje, visoka radijalna togost in vmesnik držala orodja, ki ostane stabilen pod toplotno obremenitvijo.
| Specifikacija | Priporočilo | Razlog |
|---|---|---|
| Vrtilna hitrost vretena | 18,000-24,000 RPM za večino obdelav aluminija in medenine | Orodje iz karbida majhnega premera (1-6 mm), pogosto pri rezanju kovin z routerjem CNC, potrebuje visoko površinsko hitrost. Končna freza 3 mm pri 18,000 RPM doseže 170 m/min — točno v optimalnem območju za aluminij. Večja orodja (8-12 mm) uporabljajo 12,000-18,000 RPM, da ostanejo znotraj priporočenih površinskih hitrosti. Vreteno z zmogljivostjo 18,000/24,000 RPM pokriva oba območja. |
| Specifikacija odstopanja | < 2 µm na nosu vretena (odstopanje konice orodja bo višje) | Vreteno z odstopanjem < 2 µm je minimum za sprejemljivo površino aluminija in življenjsko dobo orodja. Vmesniki HSK40E z dvojnim stikom to dosledno dosegajo. Vreteno BT30 v dobrem stanju s čistimi stožci lahko doseže < 3 µm — zadostno za splošno delo, vendar omejujoče za zaključno obdelavo. |
| Vmesnik držala orodja | HSK40E močno priporočen pred BT30 za zaključno obdelavo aluminija | Dvojni stik HSK40E (stožec + obraz flange) odpravlja drsenje osi Z, ki ga stožci BT30 doživljajo pri termičnih ciklih med dolgimi cikli finišne obdelave aluminija. Obraz flange zagotavlja fiksno aksialno referenčno ravnino, ki ostane nepremična ne glede na temperaturo vretena. Za konturno zaključno obdelavo, kjer doslednost višine Z določa natančnost dela, je HSK40E pravilna izbira. |
| Konfiguracija ležajev | Sprednji tandem par (7007×2 ali 7008×2) + zadnji podporni ležaj | Rezanje kovin ustvarja večje radialne obremenitve kot rezanje lesa, ker material upira rezilu namesto da bi se lomil. Sprednji tandem par ležajev — dva kotna kontaktna ležaja montirana skupaj — podvoji radialno togost v primerjavi z enim ležajem. Vretena modela C HSK40E uporabljajo konfiguracijo 7008×2 spredaj + 7005×2 zadaj posebej za radialno togost pri rezanju kovin. |
| Hlajenje | Vodno hlajenje z aktivnim hladilnikom, nastavljenim na 25°C | Obdelava aluminija ustvarja znatno toploto pri rezilu — nekaj tega se prevaja v vreteno skozi držalo orodja. Skupaj z lastnimi električnimi izgubami vretena to bolj obremenjuje termično upravljanje kot pri obdelavi lesa z routerjem. Aktivni hladilnik, ki vzdržuje hladilno sredstvo 25°C, preprečuje termično raztezanje, ki spremeni prednapetost ležajev in odstopanje med dolgimi opravili z aluminijem. |
Hitrost, posuv in globina reza za aluminij, medenino in baker
To so varne začetne točke za karbidsko orodje na togem CNC rezkalniku. Prilagodite glede na togost vašega stroja, moč vretena in zmožnost hlajenja. Vedno začnite zmerno in povečujte.
| Material | Orodje | RPM | Posuv (mm/min) | DOC (mm) | Opombe |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminij 6061-T6 (splošno) | 3 mm 2-rezno karbidsko | 18,000-24,000 | 900-1,800 | 0.3-0.8 (radialno 0.3-1.5) | Uporabite meglo hladila ali močan zračni pih. Zmanjšajte DOC, če se stružine zvarijo na frezo. |
| Aluminij 6061-T6 (brutenje) | 6 mm 2-rezno karbidsko | 16,000-20,000 | 1,500-3,000 | 1.0-2.5 (radialno 2.0-4.0) | Višji posuv na zob (0.05-0.08 mm/zob) pomaga odvajati toploto v stružino. |
| Aluminij 6061-T6 (doKončevanje) | 6 mm 2-rezno karbidsko | 20,000-24,000 | 800-1,600 | 0.1-0.3 (radialno 0.2-0.5) | Lahki doKončevalni prehod. Odstopanje < 2 µm je kritično za kakovost površine. |
| Aluminij 7075-T6 (visoke trdnosti) | 6 mm 2-rezno karbidsko (prevlečeno) | 14,000-18,000 | 800-1,800 | 0.5-1.5 (radialni 1.0-3.0) | 7075 je trši in bolj abraziven. Uporabite orodja s prevleko TiAlN ali ZrN. Zmanjšajte hitrost za 20 % v primerjavi z 6061. |
| Medenina (C360 za lahko obdelavo) | 3 mm 2-rezno karbidsko | 12,000-18,000 | 600-1,200 | 0.3-1.0 (radialni 0.5-2.0) | Stružine iz medenine so kratke in se ne zvarijo. Lahko deluje suho ali z lahkim pišenjem zraka. Ostra orodja so bistvena — topa orodja razmažejo namesto da bi rezala. |
| Baker (C110 čist) | 3 mm 2-rezno karbidsko | 8,000-14,000 | 300-800 | 0.2-0.5 (radialni 0.3-1.0) | Čist baker je lepljiv — pri obdelavi se utrdi in se zlahka zvari na rezalna orodja. Uporabite zelo ostra karbidna orodja s poliranimi rezili, po možnosti hlajenje s tekočino, in nizke hitrosti za zmanjšanje toplote. |
DOC = globina reza. Radialne vrednosti so prikazane kot stepover (prekrivanje) pri konturnih/profilnih operacijah. Vse vrednosti predpostavljajo karbidna orodja z ostrimi rezilnimi robovi.
Evakuacija stružin: razlika med rezanjem in zvarjanjem
Aluminij se ne drobi kot les — tvori dolge, vlaknaste stružine, ki prenašajo toploto. Če te stružine niso takoj odstranjene iz rezalne cone, se zvarijo na rezalo in uničijo del.
Piš stisnjenega zraka (minimalno)
Učinkovitost: Zadostno za plitve reze, kratke cikle in medenino
Usmerjena zračna šoba pri 0.4-0.6 MPa odstranjuje stružine iz rezalne cone in zagotavlja nekaj hlajenja. Zrak mora doseči konico rezala — šoba, usmerjena v splošno območje, ni dovolj. Uporabite Loc-Line ali podobno nastavljivo šobo, nameščeno v razdalji 30 mm od konice orodja.
Megleno hlajenje (priporočeno za aluminij)
Učinkovitost: Dobro — zmanjšuje BUE, podaljšuje življenjsko dobo orodja, izboljšuje kakovost površine
Sistem megle z mikro kapljicami dovaja fin razpršil hladilne tekočine (topno olje v vodi v koncentraciji 5-8 %) s pomočjo stisnjenega zraka. Megla zagotavlja tako mazanje (preprečuje, da bi se aluminij zvaril na rezalo) kot hlajenje (odvaja toploto z izhlapevajočimi kapljicami). Prilagodite šobo tako, da megla doseže cono stika rezala, ne le stebla orodja.
Hlajenje s tekočino (najboljše, če stroj to podpira)
Učinkovitost: Odlično — največje odvajanje toplote, najboljše pranje stružin
Hlajenje s polno poplavo hladilne tekočine potaplja cono rezanja ter zagotavlja največje mazanje in odvajanje toplote. To je standardni za namenske stroje CNC za rezanje kovin. Pri portalnem CNC rezkalniku hlajenje s hladilno tekočino zahteva popolno ohišje, zbiralnik odrezkov, filtracijski sistem in črpalko za hladilno tekočino — znatno infrastrukturo, ki jo mnogi na les usmerjeni CNC rezkalniki CNC nimajo. Če vaš stroj to omogoča, ga uporabite.
Štiri pogoste težave pri rezanju kovin in njihove rešitve
Ko obdelava aluminija gre narobe, so simptomi nedvomni. Tukaj je, kako diagnosticirati in popraviti vsakega izmed njih.
Varjenje aluminija na rezalno orodje (Built-Up Edge)
Verjetni vzroki: Premajhen nalog odrezkov (drgnjenje namesto rezanja), nezadostno mazanje, preveč topo rezilo orodja, RPM previsoko, kar ustvarja prekomerno toploto.
Kako popraviti: Povečajte hitrost podajanja, da vsak zob prevzame ustrezen odrezek (minimalno 0.025 mm/zob). Nanesite megasto hladilno tekočino. Zamenjajte orodje, če se na rezilu kaže obraba. Zmanjšajte RPM za 10-20 % za znižanje temperature rezanja. Preizkusite orodje iz karbida s poliranimi utori ali prevleko DLC — ta odporna sta na oprednapetost aluminija.
Groba površina / vidni sledovi orodja
Verjetni vzroki: Prekomerno odstopanje (radialni iztek), upogib orodja, vibriranje (chatter), obrabljena ležaja vretena ali ponovno rezanje odrezkov (odrezki niso odstranjeni in jih naslednji prehodi ponovno režejo).
Kako popraviti: Izmerite radialni iztek vretena z 0.001 mm dial indicator — če > 5 µm, inspect taper cleanliness in držalo orodja condition. Zmanjšajte radialni DOC (stepover) za zmanjšanje sile rezanja. Preverite odstranjevanje odrezkov — odrezki, ki ponovno vstopijo v rez, puščajo praske. Izvedite popravni prehod (ponovite zaključni prehod na istem položaju), da odstranite sledi upogiba.
Močni žulji na robovih delov
Verjetni vzroki: Orodje je topo, smer rezanja je napačna (climb nasproti konvencionalnemu), izhodni rob ni podprt ali je nalog odrezkov previsok.
Kako popraviti: Zamenjajte ali naoštite orodje — ostre robove režejo, namesto da trgajo. Uporabite climb milling (vzpenjanje) kjer koli je mogoče (vrtenje rezalnika odvleče odrezek stran od reza, s čimer zmanjša nastaanje žuljev na vhodu). Zmanjšajte hitrost podajanja za zaključni prehod. Dodajte fazni prehod 0.1 mm kot zadnjo operacijo za odstranitev morebitnih preostalih žuljev.
Glasno cviljenje / vibriranje med rezanjem
Verjetni vzroki: Izteg orodja je prevelik, radialni zahvat je previsok, RPM se ujema z naravno frekvenco sistema vreteno-orodje, ali pa imajo ležaji vretena prekomerno zračnost.
Kako popraviti: Skrajšajte izpetje orodja na najmanjšo potrebno dolžino ali za job — dodatno izpetje hitro zmanjša togost. Zmanjšajte radialni odvzem (korak). Spremenite RPM za 10–15 %, da se oddaljite od resonančne frekvence. če je vreteno opravilo več kot 1.000 ur obdelave kovin, preverite prednapetost ležajev — ohlapni ležaji pod obremenitvijo povzročajo drhtenje.
Varnostna opozorila
Pozor: Aluminijevi odrezki so požarna nevarnost — stroj ohranite čist.
Drobni aluminijevi odrezki in prah so vnetljivi. V kombinaciji z virom vžiga (topo orodje, ki ustvarja iskre, ali napaka VFD), se lahko vžgejo in intenzivno gorejo. Redno čistite odrezke iz postelje stroja, kabelskih tirnic in ohišja vretena. Ne dovolite, da se aluminijevi odrezki nabirajo okoli električnih priključkov. Gasilnik CO₂ ali razreda D, primeren za požso kovin, naj bo v dosegu vsakega stroja, ki reže aluminij.
Opozorilo: Ne obdelujte aluminija na suho brez odstranjevanja odrezkov.
Aluminijevi odrezki, ki ostanejo v coni rezanja, se pri nadaljnjih prehodih orodja ponovno režejo, kar ustvarja toploto, se zvarijo na rezalnik in uničijo površinsko obdelavo. Minimalno pihanje stisnjenega zraka, usmerjeno v točko stika orodja, je obvezno. Tudi zračna cev majhnega premera pri 0.4 MPa je veliko boljša od ničesar. Suho rezanje brez odstranjevanja odrezkov je najpogostejši vzrok za lom orodja pri aluminiju na CNC rezkalnikih.
Vretena za obdelavo neželeznih kovin
Obe imata keramična hibridna ležaja, pod-3 µm odmik (radialni iztek), vodno hlajenje in radialno togost, ki jo zahtevata rezanje aluminija in medenine.
- HSK40E · Natančno dokončevanje — Model C HSK40E 3 kW ATC Vreteno
- BT30 · Težko rezanje — Model B BT30 3.5 kW ATC Vreteno
Prebrskajte vse modele
Pogosta vprašanja
Kaj je Built-Up Edge (BUE) in kako ga preprečim?
Naloženi rob je odlaga materiala obdelovanca, ki se pri visoki temperaturi in pritisku zvari na rezilo orodja. Pri aluminiju se pojavi kot sijoča obloga na rezilu, ki spremeni učinkovito geometrijo orodja — povečuje silo rezanja, poslabšuje kakovost površine in na koncu povzroči lom orodja, ko se BUE odlomi in odnese material orodja s seboj. Preprečevanje: uporabljajte ostra karbidna orodja s poliranimi rezili, uporabite hladilno meglico, vzdržujte ustrezen odvzem stružine (> 0.025 mm/zob) in se izogibajte pretiranemu RPM, ki ustvarja odvečno toploto.
Zakaj se mi 6 mm končna freza nenehno lomi v aluminiju?
Trije najpogostejši vzroki: (1) ponovno rezanje stružin — neodstranjene stružine zamašijo rezila in orodje poči zaradi nabiranja stružin; (2) prevelik radialni poseg — izvedba zareze polne širine z orodjem 6 mm v aluminiju zahteva visoko togost, ki manjka mnogim portalnim routerjem; (3) nezadosten posuv — prepočasno dovajanje povzroči drgnjenje namesto rezanja, s čimer nastane toplota, ki mehča karbid. Rešitev: dodajte zračni pih ali meglico, zmanjšajte prekrivanje na 30-40 % premera orodja in povečajte posuv za dosego ustreznega odvzema stružine.
Ali lahko uporabim enake parametre za medenino kot za aluminij?
Ne. Medenina se reže drugače — tvori kratke, segmentirane stružine namesto dolgih vlaknatih in ne tvori naloženega roba tako zlahka. Medenino je mogoče rezati pri nižjem RPM (12,000-18,000 v primerjavi z 18,000-24,000 za aluminij). Večje tveganje pri medenini je zagrabitev orodja: nizko trenje medenine pomeni, da se lahko orodje ‘zarije’ in potegne samo sebe v obdelovanec, če ima stroj zračnost. Uporabljajte vzporedno rezkanje, zagotovite čim manjšo zračnost stroja in se izogibajte močnim rezom vzporednega frezanja na ročnih ali malo togih strojih.
Kako vem, ali ima moje vreteno preveliko odstopanje za aluminij?
Namestite 0.001 mm urasti testni indikator na telo držala orodja (ne na orodje). Zavrtite vreteno ročno. Če TIR preseže 5 µm, bo kakovost površine aluminija in življenjska doba orodja opazno trpela. Pri > 10 µm bo tudi grobo rezkanje aluminija povzročilo vidne sledove drhtenja, življenjska doba orodja pa bo močno zmanjšana. Najprej očistite stožec z namenskim čistilnim orodjem — umazan stožec je najpogostejši vzrok povečanega odstopanja. Če odstopanje po čiščenju ostane, načrtujte pregled ležajev vretena.
Ali se HSK40E res splača namesto BT30 pri obdelavi aluminija?
Za grobo obdelovanje in splošno profiliranje BT30 vreteno z dobrim odstopanjem (< 3 µm) ustrezno obdeluje aluminij. HSK40E postane vredna naložba, ko potrebujete enakomerno kakovost površine pri zaključnih konturnih prehodih ali ko izvajate serijsko proizvodnjo, kjer je pomembna doslednost življenjske dobe orodja. HSK40E-jev vmesnik z dvojnim stikom odpravlja toplotni odklon osi Z, ki ga imajo vretena BT30 med dolgimi cikli obdelave aluminija — če imajo vaši deli stroge tolerance višine Z, jih bo HSK40E ohranil bolj zanesljivo.
Povprašajte po ATC vretenu za proizvodnjo aluminija in medenine.
Uporabite svoj stroj, material, orodje, ciljno kakovost površine in čas delovanja za izbiro konfiguracije vretena, ki podpira čistejše stružine, stabilno površino in daljšo življenjsko dobo orodja.
Zahtevajte ponudbo za vreteno za neželezne kovine. · Brskajte po modelih obdelave neželeznih kovin.
Glejte tudi: Vodnik za moč vretena in velikost telesa. · BT30 proti HSK40E