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鋁合金的數控加工基礎 - 如何選擇銑刀?

文章出處:五金加工責任編輯:yaxun88作者:數控廠家人氣: 發表時間:2021-09-19 10:04 字體大小:【
我在車間里問自己,為了獲得完美的零件,數控銑削鋁時什么是重要的。
所以我開始研究,翻閱書籍并搜索一半的互聯網。我在本文中總結了我能找到的關于鋁銑削的所有內容。
鋁合金的數控加

銑削鋁材時應注意什么?

從技術角度來看,可以生產具有拋光表面和 1/100 mm 及以下尺寸精度的鋁制部件。
然而,為了獲得非常高的表面質量和良好的尺寸精度,銑削鋁時必須正確設置邊界條件。

立銑刀


與木材和鋼的加工相反,鋁會因銑削過程中產生的熱量而變軟。然后熔融鋁會粘住銑刀的切削刃。

結果,切屑不能再被移除,切屑空間堵塞并且不再切割新切屑。不可避免的結果是無法使用的表面和銑刀的破損。

銑削鋁材 - 6 個重要參數
為了能夠理想地銑削鋁,您應該了解加工過程中最重要的參數和屬性。

對于頂部銑削結果,需要鋁合金的物理特性、銑削刀具和機器參數之間的正確相互作用。正確設置的銑削過程決定了加工過程是否成功。

銑削鋁的 6 個最重要的參數是:

鋁合金類型
刀具類型(材料和刀刃數量)
進給速度高度
切刀速度高度
冷卻潤滑劑類型 (KSS)
銑削方式
下面將更詳細地解釋這 5 個參數:
鋁合金的5軸銑削

哪些鋁合金用于銑削?

選擇合適的鋁材是成功的一半。 五金店的軟鋁板加工起來比較困難。

含有特定合金添加劑的鋁比純鋁強許多倍。 也可以說抗拉強度較高的脆性合金更容易加工。

“強度更高的脆性合金更容易加工。”

如果您在訂購材料時無法指定 DIN 名稱,請確保您要求的車削/銑削質量至少為鋁。
眾所周知,例如 EN AW-2007 和 EN AW-6012 合金是典型的易切削合金。 高強度“航空鋁材”EN AW-7075 通常很容易加工。

下表顯示了常用鋁合金銑削的適用性:
名稱 No. 舊規范 機加工 焊接 陽極氧化 最小屈服強度
[N / mm²]
EN AW-1050A 3.0255 Al99,5 (Reinalu) 中等 20
EN AW-2007 3.1645 AlCuMgPb 非常好 210
EN AW-2011 3.1655 AlCuBiPb 非常好 195
EN AW-2017 3.1325 AlCuMg1 非常好 220
EN AW-2024 3.1355 AlCuMg2 270
EN AW-5083 3.3547 AlMg4,5Mn 非常好 110
EN AW-5754 3.3535 AlMg3 一般 70
EN AW-6012 3.0615 AlMgSiPb 非常好 200
EN AW-6026 - AlMgSiBi 240
EN AW-6060 3.3206 AlMgSi0,5 一般 160
EN AW-6061 3.3211 Mg1SiCu 一般 非常好 230
EN AW-6063 - AlMg0,7Si 一般 一般 110
EN AW-6082 3.2315 AlMgSi1 一般 200
EN AW-7020 3.4365 AlZn4,5Mg1 一般 一般 270
EN AW-7075 3.4365 AlZnMgCu1,5 非常好 一般 400

鋁加工用銑刀的選擇

立銑刀
刀具越短越厚,其穩定性和強度就越大。穩定的刀具可防止刀具擺動和斷裂。與銑削所有其他材料類似,以下經驗法則也適用于鋁:

“銑刀必須盡可能厚,盡可能短。”

此外,為了獲得良好的銑削效果,必須保證銑刀能夠自由去除切屑。單刃銑刀的排屑效果最好,因為這里的排屑空間最大。然而,切削刃的數量越少,單個切削刃上的負載通常就越高。

因此,銑削鋁時必須在切削刃負載和良好的排屑之間做出折衷。
不推薦使用便宜的銑刀,因為切削刃很快變鈍,而且銑刀的使用壽命明顯短于優質銑刀。

最初的說法是單刃銑刀不適合加工鋁。幸運的是,一位知識淵博的讀者(JACK)糾正了我的錯誤判斷,并指出,例如VHF的所謂“鷹嘴式單齒刀具”,實際上特別適合加工鋁!
鋁合金的正確銑削

速度和進給率

在銑削鋁時,切削速度(速度和進給率的組合)也對結果有顯著影響。

經驗值:
鋁的切削速度:vc ~ 100 m/min 用于高質量高速鋼銑刀。
鋁的進給量:fc ~ 0.1 mm 每個切削刃。對于三刀,銑刀每轉進給 0.3 毫米。
在技??術表(例如金屬表手冊)中,您可以找到或計算不同工具和合金的速度、尺寸和進給的指導值。

銑刀速度的計算公式如下:
n = vc / d x pi
n = 銑刀轉速,單位為 rpm
vc = 切割速度 mm / min
d = 刀具直徑(mm)
pi = 圈數 (3.14)

銑刀的進給率使用以下公式計算:
vf = n * z * fz
vf = 進給速度 mm / min
n = 以 rpm 為單位的銑刀速度
z = 銑刀上的切削刃數
fz = 以毫米為單位的齒進給量 / 齒

示例計算:
3 個刀具,刀具直徑為 6 毫米。
切割速度vc=100m/min=100*1000mm/min
銑刀直徑 d = 6 mm
銑削速度 n = 5300 rpm
進給 fz = 0.1 毫米/轉
-> 進給速度 vf = 1600 毫米/分鐘

對于所有懶惰的 CNCers,還有一個用于確定切削數據的計算工具。


銑削鋁時冷卻液的選擇

最后,您應該考慮正確的冷卻方式。
一般的問題是是否使用或不使用冷卻潤滑劑。
濕銑削的缺點是切削刃溫度波動大,導致刀具壽命縮短。干磨的波動較小。粗加工時,如果可能,您應該干加工。

一些愛好者還使用噴瓶中的石油/酒精進行冷卻。但是,我不建議這樣做,因為石油/酒精很容易燃燒,因此很危險。如果您使用最少量的潤滑,請確保使用適合鋁的冷卻潤滑劑。

注意:使用水基冷卻潤滑劑時,請在使用 KSS 后徹底清潔機器。

如果停機時間較長,水會從乳液中分離出來,并導致您的銑床生銹。

此外,靜止的冷卻潤滑劑很容易積聚真菌和細菌,這就是為什么通常需要特殊的殺菌劑作為冷卻潤滑劑中的添加劑。

銑削方式
銑削方法的選擇,如順銑、順銑、圓銑、螺旋銑或擺線銑(旋風銑)也對銑削結果有直接影響。擺線銑削極大地增加了刀具壽命。

以下視頻顯示了擺線銑削的確切含義。

一個常見的提示是繼續確保足夠的交付。 0.3 毫米或更小的進刀量會給切削刃帶來沉重的負載,并導致刀具磨損更快。勇敢一點,嘗試稍微高一點的進料。

應用實例
每天都要銑削成噸的鋁制零件。
典型的應用示例范圍從機器和車輛制造,到標志雕刻,再到飛機制造中的輕質部件。
發動機或齒輪箱密封面的面銑與生產時尚的鋁制首飾一樣,都是日常鋁銑削任務的一部分。

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