Подача и скорость алюминия: диаграммы об/мин, нагрузка стружки и SFM для фрезерования с ЧПУ

Алюминий имеет репутацию легкого материала, и большую часть времени он заслужил эту репутацию. Он режет быстро, быстро отводит тепло от режущей кромки и редко требует осторожного подхода, которого требует закаленная сталь. За этой репутацией скрывается другая половина истории: алюминий липкий, за считанные секунды он накапливается на тупой кромке и с радостью наматывает длинную волокнистую стружку на фрезу до тех пор, пока канавки не затвердеют и инструмент не сломается.

Мы шлифуем цельные твердосплавные концевые фрезы в Чанчжоу, в центре инструментального кластера Китая, и большая часть вопросов, поступающих в нашу службу приложений, звучит почти одинаково: какая частота вращения, какая подача, сколько канавок и почему сломалась последняя фреза? Это руководство отвечает на эти вопросы теми же цифрами и теми же рассуждениями, которые мы каждую неделю предлагаем механическим мастерским.

Четыре цифры, стоящие за каждым разрезом алюминия

Подачи и скорости – это не единая настройка. Это четыре ценности, которые зависят друг от друга, и изменение одной всегда приводит к изменению других.

• Скорость резания (SFM или м/мин): насколько быстро режущая кромка проходит сквозь материал. Алюминий выдерживает очень высокие скорости поверхности, поскольку он очень эффективно отводит тепло от края.
• Скорость шпинделя (об/мин): фактическое вращение вашего станка, зависящее от скорости резания и диаметра инструмента.
• Подача на зуб или нагрузка стружки (мм/зуб или дюйм/зуб): толщина материала, снимаемая каждой канавкой за один проход. Это число, которое определяет, будет ли инструмент резать или тереть.
• Подача стола (мм/мин или IPM): запрограммированное перемещение станка, рассчитываемое на основе числа оборотов в минуту, нагрузки на стружку и количества канавок.

Две управляющие формулы достаточно коротки, чтобы их можно было запомнить. Скорость шпинделя равна скорости резания, умноженной на 3,82 и разделенной на диаметр инструмента в дюймах или в метрических единицах, скорость резания в м/мин, умноженная на 1000 и разделенная на 3,14 диаметра в миллиметрах. Подача стола равна скорости шпинделя, умноженной на подачу на зуб, умноженную на количество канавок.

Два правила имеют большее значение для алюминия, чем для любого другого материала. Во-первых, стружка должна быть достаточно толстой, чтобы отводить тепло от разреза; нагрузка стружки ниже примерно 0,02 мм на зуб означает, что кромка трется, полирует поверхность и образует наросты на кромке вместо удаления материала. Во-вторых, эвакуация стружки так же важна, как и сами цифры, поскольку мягкая алюминиевая стружка приваривается к горячей кромке с удивительной скоростью.

Подачи и скорости алюминия: базовая диаграмма по сплавам

Приведенная ниже таблица представляет собой практическую отправную точку для полированных твердосплавных концевых фрез без покрытия, работающих из алюминия, с обдувкой воздухом или легкой охлаждающей жидкостью. Подача на колонну зубьев предполагает фрезу диаметром 12 мм с умеренным радиальным зацеплением.

Рассматривайте диаграмму как отправную точку, а не как потолок. Диаметр инструмента меняет нагрузку на стружку больше, чем что-либо еще: фреза диаметром 3 мм не может выдерживать ту же нагрузку на зуб, что и фреза диаметром 12 мм, поэтому уменьшайте подачу на зуб для маленьких инструментов и увеличивайте для больших. Литой и переплавленный материал заслуживает консервативного конца диапазона, поскольку твердые включения и пористость препятствуют быстрому и агрессивному резанию.

Как шаг за шагом рассчитать число оборотов в минуту и скорость подачи

Арифметические действия достаточно коротки, чтобы их можно было выполнить на пульте управления машиной, и они занимают меньше минуты.

1. Выберите скорость резания для сплава из таблицы выше или из данных поставщика инструмента и запишите единицы измерения.
2. Преобразуйте скорость резания в скорость шпинделя: число оборотов в минуту равно SFM, умноженному на 3,82, разделенному на диаметр в дюймах, или м/мин, умноженному на 1000, разделенному на 3,14 диаметра в миллиметрах.
3. Сравните результат с максимальной скоростью шпинделя станка. Если рассчитанное число оборотов превышает предел машины, вернитесь к этому пределу и убедитесь, что загрузка стружки все еще остается выше минимума.
4. Выбирайте подачу на зуб в пределах рекомендуемого диапазона. Начинайте с середины, а не снизу, потому что именно в нижней части ленты начинается трение.
5. Рассчитайте подачу стола, умножив число оборотов в минуту, подачу на зуб и количество канавок, а затем загрузите значение в программу.

В качестве рабочего примера: трехзубая фреза диаметром 12 мм из стали 6061 при скорости 200 м/мин дает примерно 5300 об/мин. При 0,08 мм на зуб подача стола равна 5300, умноженному на 0,08, умноженному на 3, или около 1270 мм/мин. В британских единицах измерения полудюймовая двухзубая фреза при скорости вращения 700 SFM вращается примерно со скоростью 5350 об/мин и скоростью 0,005 дюйма на зуб, обеспечивая подачу около 53 дюймов в минуту.

Если ваш цех также продает сталь, нержавеющую сталь или титан, наш Таблица скоростей фрезерования собирает ссылки на число оборотов в минуту, SFM и скорость подачи для этих материалов на одной справочной странице.

Подбор концевой фрезы для конкретной задачи

Числа работают только с резаком, который может их пережить. В алюминии количество канавок, угол спирали и подготовка кромки определяют, какую часть расчетной производительности вы действительно получите.

Сколько канавок для алюминия?

Две канавки остаются самым безопасным выбором для прорезания пазов, врезания и глубоких карманов, поскольку широкий желоб быстро удаляет мягкую стружку и оставляет мало шансов на набивку. Три канавки являются лучшим универсальным компромиссом: более прочный сердечник обеспечивает более высокую подачу стола при той же нагрузке на стружку, а это именно то, что нужно для черновой обработки. Четыре или более канавок используются на мощных станках и при чистовой обработке с небольшим радиальным зацеплением, где пространство для стружки имеет меньшее значение, чем качество поверхности и скорость съема металла.

2-х перые концевые фрезы для обработки алюминия • Специальная конструкция ножа в сочетании с передовой технологией полировки и пассивации эффективно предотвращает вибрацию и решает проблему налипания стружки. • Высокопроизводительный... Посмотреть продукт →

Наша алюминиевая серия охватывает оба конца этого диапазона: геометрия с двумя канавками для пазов и небольших станков, а также конструкции с тремя канавками для цехов, которые хотят увеличить скорость подачи без потери зазора стружки.

Угол спирали, геометрия кромок и покрытия

Алюминий поощряет острую, полированную режущую кромку и большой угол спирали, обычно от 40 до 45 градусов, потому что более крутая спираль поднимает стружку из реза, а не тянет ее вдоль стенки. Волнистые или волнистые режущие кромки снижают сопротивление резанию и разбивают стружку на более короткие куски, что значительно помогает при глубоких карманах и липких закалках. Покрытия требуют ухода: обычный титан-алюминий-нитрид имеет сходство с алюминием и способствует образованию наростов на кромке, тогда как полированный карбид без покрытия, нитрид циркония или специальное покрытие с низким коэффициентом трения работают гораздо лучше.

3-х перые волнистые концевые фрезы для фрезерования алюминия • Специальная конструкция ножа в сочетании с передовой технологией полировки и пассивации эффективно предотвращает вибрацию и решает проблему налипания стружки. • Высокопроизводительный... Посмотреть продукт →

Для параллельного сравнения количества канавок и геометрии, соответствующей работе с алюминием, наша команда написала практическое руководство. руководство по выбору концевой фрезы для алюминия который принимает те же решения со стороны набора инструментов.

Глубина резания: радиальное и осевое взаимодействие

В таблице указаны скорость резания и нагрузка на стружку, но глубина резания определяет, какую часть этой производительности физически может обеспечить станок. В сфере алюминия существуют две общие стратегии, и обе хорошо работают, если их последовательно применять.

• Глубокая осевая и легкая радиальная: резка на глубину в один-два раза превышающую диаметр инструмента с радиальным зацеплением всего от 10 до 30 процентов. Этот трохоидальный стиль черновой обработки удерживает нагрузку устойчивой, распределяет износ вдоль канавки и эффективно удаляет стружку, поскольку фреза не погружается в материал.
• Неглубокая осевая обработка, тяжелая радиальная: пропилите на глубину несколько миллиметров, используя большую часть диаметра инструмента. Это подходит для жестких станков и инструментов с коротким вылетом и требует жесткой установки, поскольку нагрузка на кромку высока.

Отделка другая. Следите за тем, чтобы радиальное зацепление было легким, примерно от 5 до 8 процентов диаметра, по возможности обрабатывайте всю глубину за один проход и подавайте достаточно быстро, чтобы кромка продолжала резать, а не полировать стенку. Также проверьте мощность шпинделя, прежде чем переходить к верхнему краю таблицы, поскольку черновая обработка алюминия с высокой скоростью съема металла может привести к остановке небольшого шпинделя задолго до того, как инструмент подвергнется нагрузке.

Удаление охлаждающей жидкости и стружки

Алюминию не нужна охлаждающая жидкость, чтобы выжить, но ему всегда нужен путь, чтобы стружка могла покинуть разрез. Сжатый воздух или система распыления позволяют выполнять большинство фрезерных работ, сохраняя видимость рабочей зоны и избегая термического удара и загрязнения тяжелой охлаждающей жидкостью. Проточная СОЖ остается полезной при обработке глубоких карманов, карманов с плохим доступом и любых операций, при которых в противном случае стружка могла бы рециркулировать под фрезой.

Практическое правило простое: если после каждого прохода фишки видны на полу, а не в кармане, ваша эвакуация работает. Если вы видите, что стружка перерезается, слышите изменение звука или замечаете ухудшение качества обработки к концу прохода, остановитесь и зафиксируйте удаление стружки, прежде чем прикасаться к значениям подачи и скорости.

Устранение неполадок: чтение чипов, звук и отделка

Большинство проблем с алюминием проявляются еще до того, как деталь будет отправлена на слом. В таблице ниже обычные симптомы сопоставлены с корректировками, которые устраняют их быстрее всего.

Одна привычка отличает магазины, которые редко ломают ножи, от магазинов, которые ломают их еженедельно: они меняют по одному параметру за раз и прислушиваются к резу после каждого изменения. Две корректировки сразу не позволяют узнать, какая из них помогла.

Часто задаваемые вопросы

На какой частоте вращения мне следует запускать концевую фрезу размером четверть дюйма в модели 6061?

При скорости резания от 500 до 800 SFM фреза диаметром четверть дюйма работает со скоростью примерно от 7600 до 12 000 об/мин. Сначала проверьте предел станка, затем соедините эту скорость шпинделя с нагрузкой стружки от 0,002 до 0,004 дюйма на зуб, что дает подачу стола от 30 до 95 дюймов в минуту в зависимости от количества канавок.

Нужна ли охлаждающая жидкость при фрезеровании алюминия?

Не всегда. Воздушная струя или смазка в минимальном количестве позволяют справиться с большинством работ по фрезерованию и обеспечивают движение стружки, а проливная СОЖ стоит того, чтобы засорить глубокие карманы, операции сверления и везде, где в противном случае стружка была бы перерезана.

Почему алюминиевая стружка прилипает к фрезе?

Почти всегда потому, что нагрузка на стружку слишком мала или режущая кромка уже не острая. Край трется вместо того, чтобы срезаться, алюминий приваривается под давлением к канавке, и наросты растут до тех пор, пока отделка не выйдет из строя или инструмент не сломается.

Могу ли я использовать одни и те же подачи и скорости для 7075 и 6061?

Начните с меньшего значения 7075. Он сильнее и менее прощает агрессивное воздействие, поэтому начните со скорости около 400 SFM с умеренной загрузкой стружки и увеличивайте ее только после того, как рез станет стабильным, а стружка отойдет чистой и серебристой.

Подачи и скорости алюминия, в конечном счете, являются отправной точкой, а не фиксированным ответом, поскольку каждый станок, держатель и заготовка имеют свое собственное мнение о том, что работает. Диаграмма быстро выведет вас в правильный диапазон, формулы помогут вам быть честными, а звук разреза расскажет вам все остальное. Именно такое сочетание наши инженеры-технологи подходят к каждой работе по производству алюминия, и это самый быстрый путь к стабильному процессу, обеспечивающему допуск за проходом.