Геометрия концевой фрезы по алюминию

Введение

Обработка алюминия требует специального подхода к выбору инструмента, поскольку этот металл отличается высокой вязкостью и склонностью к налипанию на режущие кромки. Геометрия концевой фрезы играет ключевую роль в обеспечении эффективного и качественного процесса фрезерования алюминиевых заготовок.

Особенности алюминия как материала

Алюминий – легкий и мягкий металл, который широко используется в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, авиация, строительство и производство бытовой техники. Основными проблемами при его обработке являются склонность к налипанию и образование длинной стружки, что может привести к перегреву инструмента и ухудшению качества поверхности.

Основные параметры геометрии концевой фрезы

Для оптимальной обработки алюминия важно правильно выбрать геометрию концевой фрезы. Ключевыми параметрами являются:

1. Угол заострения (α): Угол заострения фрезы для алюминия обычно составляет 10-20 градусов. Меньший угол позволяет уменьшить силу резания и тепловыделение.
2. Передний угол (γ): Передний угол для фрез по алюминию рекомендуется делать более острым – в пределах 15-25 градусов. Это способствует лучшему удалению стружки и снижению налипания материала на режущие кромки.
3. Задний угол (β): Задний угол обычно выбирается в диапазоне 5-10 градусов, что помогает избежать перегрева инструмента и обеспечивает стабильное качество обработки.
4. Количество зубьев: Фрезы с меньшим количеством зубьев (2-3) предпочтительны для обработки алюминия, так как они обеспечивают более эффективное удаление стружки и уменьшают риск засорения инструмента.
5. Канавки для отвода стружки: Широкие и гладкие канавки для отвода стружки помогают минимизировать риск налипания материала и обеспечивают эффективное удаление стружки из зоны резания.
6. Материал и покрытие фрезы: Для фрез по алюминию часто используются инструменты из быстрорежущей стали (HSS) или твердого сплава. Покрытия, такие как TiN (нитрид титана) или DLC (алмазоподобное углеродное покрытие), могут дополнительно улучшить стойкость инструмента и снизить трение.

Рекомендации по эксплуатации

Чтобы максимально эффективно использовать концевые фрезы для обработки алюминия, следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Скорость резания: Высокие скорости резания (300-800 м/мин) оптимальны для алюминия, что способствует лучшему качеству поверхности и снижению налипания стружки.
2. Подача: Подача должна быть умеренной, чтобы избежать вибраций и перегрева инструмента. Обычно рекомендуемая подача составляет 0.1-0.3 мм/зуб.
3. Смазочно-охлаждающая жидкость: Использование СОЖ значительно улучшает качество обработки, снижает тепловыделение и продлевает срок службы инструмента.

Использование специализированной геометрии фрезы по алюминию и гладкой поверхности с прочным покрытием позволяет значительно улучшить процесс агрессивной резки алюминия. К примеру, инструмент под названием «Mako» из линейки инструментов SharC демонстрирует такие преимущества.

При агрессивной обработке алюминия возникают четыре основных проблемы: вибрация, прилипание стружки к инструменту, абразивность материала и управление большим объемом стружки. Эти трудности можно преодолеть, используя правильную конструкцию инструмента. Концевая фреза «Mako» разработана именно для быстрой и эффективной обработки алюминия, решая каждую из этих задач.

Чтобы снизить вибрацию, зубья фрезы расположены неравномерно, с двумя длинными и двумя короткими канавками. Такое распределение предотвращает создание гармонических вибраций, которые могут вызывать дребезг в стенках разреза.

Естественная пластичность и податливость алюминия делают его идеальным для обработки, однако, в агрессивных условиях резания он становится липким и прилипает к канавкам фрезы, что приводит к поломке инструмента. Для решения этой проблемы часто увеличивают концентрацию охлаждающей жидкости или переходят на СОЖ на масляной основе. Специальная геометрия фрезы по алюминию и уменьшение шероховатости поверхности инструмента до 15 Ra позволяют избежать прилипания стружки, используя стандартные охлаждающие жидкости.

Оксиды, оставшиеся в алюминии после плавки или литья, делают его абразивным материалом. Оксид алюминия используется в промышленных абразивах, что делает обработку литых алюминиевых сплавов сложной. Специальное покрытие TiAlN с высокой концентрацией оксида алюминия эффективно борется с абразивностью, обеспечивая долговечность инструмента.

Концевые фрезы для алюминия также разработаны для эффективного удаления стружки. Во время резки стружка скручивается, занимая больше места и оставаясь в канавках, что повышает риск повторного нарезания. Для решения этой проблемы фреза «Mako» имеет три канавки вместо четырех. Это позволяет эффективно измельчать и удалять стружку, предотвращая ее повторное нарезание.

Результатом использования специализированной фрезы является возможность выполнения нескольких операций за один проход: врезка, прорезь, профилирование, черновая и чистовая обработка. Это увеличивает производительность, сокращает время резки и позволяет обработать больше деталей на одну фрезу.

https://www.youtube.com/embed/U09OMHeOEBM

Помимо упомянутых преимуществ, специализированная фреза по алюминию также увеличивает срок службы инструмента за счет уменьшения износа и повреждений, вызванных абразивными частицами. Это позволяет сократить затраты на замену и обслуживание инструмента, а также повысить общую эффективность производства.

Кроме того, использование таких фрез способствует улучшению качества обработанных поверхностей. Благодаря точной геометрии и качественному покрытию, фреза обеспечивает чистоту и гладкость поверхности, что особенно важно для деталей, требующих высокой точности и качества обработки.

Инновационные решения, такие как фреза «Mako», демонстрируют, как правильный выбор инструмента может существенно улучшить производственные процессы. Внедрение таких инструментов в производство позволяет не только повысить скорость и качество обработки, но и сократить затраты, что делает их незаменимыми для современных производственных предприятий.

https://www.youtube.com/embed/AG42WEYy3qA

Заключение

Таким образом, использование специализированных фрез, таких как «Mako», является важным шагом в повышении эффективности и качества обработки алюминия. Благодаря таким инновациям, предприятия могут достигать новых высот в производительности и надежности своей продукции.

Правильный выбор геометрии концевой фрезы для обработки алюминия имеет решающее значение для достижения высокой производительности и качества поверхности. Учет специфики материала и соблюдение рекомендаций по параметрам инструмента позволяет значительно улучшить результаты обработки и увеличить срок службы фрезы.