O alumínio é um grampo absoluto em muito bem em qualquer oficina de máquinas. É um dos metais mais máquinas do mercado, para que possa ser processado de maneira rápida e eficiente.
É também por isso que é difícil. Como todo mundo está cortando, a usinagem de alumínio é um espaço realmente competitivo. Isso é especialmente verdadeiro para a usinagem de produção.
Neste artigo, compartilharei tudo o que você precisa saber para acertar o chão, para que você possa conseguir bons empregos e lidar com eles como um profissional.
Índice
Por que o alumínio pode ser desafiador?
Para começar, vamos analisar o que você está enfrentando.
Se você está fazendo um suporte para o fazendeiro Joe, realmente não vai importar com que eficiência você remove o material. Mas se você estiver fazendo 10.000 colchetes por semana para o Hustler Joe, precisará fazer um trabalho adequado.
O principal desafio com a usinagem de alumínio é efetivamente obter as taxas máximas de remoção de material sem explodir algo.
O alumínio pode derreter e se fundir para a ferramenta, se houver muito calor. Portanto, mesmo que corra como manteiga, não será por muito tempo se o alumínio grudar na ferramenta e você acaba fazendo uma soldagem de fricção em vez de usinar.
Além de manter o atrito no mínimo, a conversa pode ser uma besta quando você está empurrando a máquina. Isso é especialmente problemático quando você está tentando usinar bolsos limpos.
Ok, chega de choramingar. Vamos entrar em como você pode matá -lo no chão.
Diferentes tipos de alumínio
Nem todos os graus de alumínio têm a mesma usinabilidade. Alguns cortam como um sonho, outros são tão gomosos que as ferramentas quebradas se tornam um pesadelo. Uma chave aqui é entender com o que você está trabalhando.
Aqui está uma lista de alguns tipos comuns de alumínio e algumas anotações sobre a usinabilidade:
| 2011 | A mais amantes de manteigas. Este é muito bem o mais máquina de todos os graus de alumínio. A resistência à corrosão é terrível, por isso geralmente precisa ser anodizada, mas sério, você não encontrará um material mais fácil de trabalhar. |
| 2024 | Isso tem uma grande proporção de força / peso, então você a verá em aplicações onde está sob tensão. Máquinas ótimas, mas há uma coisa que você precisa assistir: ele pode lascar no final de cortes pesados com a ferramenta quebra. Um exemplo de uma possível área problemática é ao fazer slotting de diâmetro completo. Pode ser necessário ajustar seus caminhos de ferramentas para suavizar as saídas para evitar isso. Os chips geralmente saem bem, eles não são muito pegajosos (mas tudo é relativo). Outra coisa a observar é a corrosão. A corrosão de 2024 é realmente muito ruim; portanto, tenha cuidado ao deixá -lo em finos ousados copos. Não faz sentido ter um ótimo final, se tudo estiver corroído. No geral, porém, isso é ótimo para trabalhar. Sua melhor aposta é cortá -la na condição T351 ou recozida. |
| 5052 | Isso é realmente suave e geralmente é usado para formar aplicativos. Normalmente você receberá isso em forma de folha. Você também pode encontrá -lo em aplicações marítimas, pois tem excelente resistência à corrosão. Não é horrível, mas você precisa cuidar de gumminess. Ele pode obstruir uma ferramenta rapidamente. Certifique -se de que suas ferramentas sejam nítidas para essas coisas e que você tenha uma ótima lubrificação, ou o acabamento da superfície ficará envergonhado e você corre o risco de explodir sua ferramenta. Mantenha sua ferramenta afiada e você não terá problemas para obter um acabamento espelhado brilhante. |
| 6061 | Este é o grampo total para usinagem. É ótimo para cortar. Provavelmente é o material mais comum que você encontrará em uma oficina de máquinas. Você ainda deve ter cuidado ao sair do material em cortes muito pesados; Há um pouco de risco de lascar. Quanto mais difícil esse material é, mais fácil é a máquina. T4 é ideal para usinagem, mas o T6 é um segundo próximo. Comparados ao alumínio de 2011, os índices de máquinabilidade desses temperamentos são de 90% e 80%, respectivamente. |
| 6063 | Isso é realmente semelhante em função ao 6061, mas é mais comum ver em extrusões. No entanto, não é tão rígido. Isso torna o 6063 um pouco mais difícil de usinar; É mais suave e mais gumm. Quando você está cortando extrusões de alumínio, use ferramentas realmente nítidas, boa lubrificação e observe sua liberação de chip. |
| 7075 | Isso é extremamente popular em componentes estruturais, como poupars de asas de avião e quadros de bicicleta. É um alumínio muito rígido. Máquinas muito bem; Não tão bem quanto 6061, mas não tão ruim quanto 5052. Obter um acabamento brilhante nessas coisas não é fácil; É mais provável que você obtenha algo um pouco mais como um cinza suave, mas maçante. |
A coisa a lembrar aqui é que todosOs graus de alumínio são altamente máquináveis. A única vez que você notará a diferença entre essas notas é quando você está realmente empurrando sua máquina. Se você estiver fazendo uma produção de baixo volume, é improvável que você note qualquer coisa.
Vale a pena notar que há uma diferença notável entre o alumínio fundido e forjado. Elenco é sempreGummier, então mantenha suas ferramentas nítidas e prossiga com cautela.
Os principais problemas que você verá é lidar com atrito e calor. Na próxima seção, resolveremos como lidar com esses problemas para que você possa ajustar seu processo.
Ferramentas de corte para alumínio
Sob nenhuma circunstância você deve usar um cortador de uso geral para alumínio. Tecnicamente, vai funcionar, mas o alumínio é totalmente diferente do aço.
Aqui estão alguns aspectos da seleção de ferramentas que ajudarão você a tirar o máximo proveito da sua máquina.
Material da ferramenta de corte
Carboneto.
Espero que seja um acéfalo para você. Mesmo em aplicações não de desempenho, o carboneto excederá o aço de alta velocidade em valor para o custo da ferramenta sobre a vida útil do serviço e no acabamento da superfície.
Mesmo assim, há algumas coisas boas a saber sobre o carboneto que ajudarão você a combinar a ferramenta perfeita para o trabalho.
Essencialmente, precisamos apenas entender o que queremos de uma ferramenta. O alumínio é um corte macio, o que significa que a ferramenta não sofre forças de impacto difícil à medida que corta.
O que é crítico é manter uma borda nítida. Por esse motivo, escolheríamos dureza em vez de resistência para as características materiais.
Existem duas coisas principais que afetam essa propriedade: tamanho do grão de carboneto e proporção de ligante.
Para o tamanho do grão, grãos maiores produz um material mais difícil, enquanto o grão menor produz um material mais resistente ao impacto e resistente. Para o alumínio, queremos manter essa nitidez de borda, por isso queremos um tamanho pequeno de grão para retenção máxima da borda.
O outro fator é a proporção do ligante. Para ferramentas de corte de carboneto, o fichário é cobalto. Isso pode ter de 2% a 20% de conteúdo de cobalto. Como o cobalto é mais macio do que os grãos de carboneto, mais cobalto significa uma ferramenta difícil, menos cobalto significa uma ferramenta mais difícil.
Então, basicamente, estamos apenas procurando um cortador de carboneto com tamanho de grão grande e um baixo teor de cobalto.
Flautas
3 flautas é o ponto ideal para finais de carboneto sólido 98% das vezes. A liberação do chip é o nome do jogo para o alumínio, e 3 flautas oferecem esse equilíbrio perfeito de força de ferramenta e liberação de chips.
2 flautas podem ser uma opção viável em que as forças de corte são mais baixas e as folgas dos chips são mais um fator. Essa também pode ser uma maneira de reduzir as forças de corte para os cortes leves e duvidosos. Uma área em que isso faz sentido é quando você tem uma ferramenta muito longa que é propensa a vibração. 2 flautas cortadas levemente, por isso pode ajudá -lo a lidar com a vibração.
No final do dia, porém, 3 flautas é o padrão da indústria. Para ferramentas maiores, como moinhos de concha, esse número de flautas varia de acordo com o diâmetro. A chave aqui é ter uma enorme quantidade de liberação de chip para que nada seja conectado. Ninguém quer uma ferramenta constipada no 700 IPM.
Ângulo da hélice
Aqui está o equilíbrio que estamos tentando atacar: um ângulo mais leve da hélice reduzirá o calor, pois está cortando por menos tempo. Uma hélice mais alta é o corte mais suave, oferece um ótimo acabamento na superfície, mas gera mais calor.
Se a sua ferramenta esquentar, o alumínio se soltará e acabará. Isso acontece menos que um segundo; tudo que você ouve é carga de fuso disparar e foto!
Então, aqui está uma regra sólida que funcionou para mim há anos:
Para desbaste, um ângulo mais baixo de hélice de cerca de 35 graus funciona muito bem. Isso mantém a ferramenta fresca e ninguém se importa com o acabamento da superfície ao desbaste.
Para acabamento, um ângulo mais alto de 45 graus é uma estrela do rock total. Claro que gera mais calor, mas para cortes de acabamento leve a altas taxas de alimentação, quem se importa? O corte liso deixa um acabamento superficial bonito e preciso.
Para algo que fará o desbaste e o acabamento ok o suficiente, vá com um ângulo de 40 graus de hélice.
Rugido: ângulo de 35 graus de hélice
Acabamento: ângulo de 45 graus de hélice
Multiuso: ângulo de 40 graus da hélice
Recursos que valem a pena
Além desses básicos, existem algumas outras coisas que podem lhe dar uma vantagem extra.
Uma coisa com que tive um grande sucesso são as ferramentas polidas. Quando as flautas de corte são polidas lisas, o alumínio desliza sobre elas suavemente. Como há tão pouco atrito, a vida da ferramenta passa pelo telhado e você pode empurrá -los mais rapidamente.
Isso vale realmente a pena se você estiver fazendo moagem de alumínio de desempenho.
Outra coisa que vale a pena mencionar são os revestimentos de ferramentas. Em geral, as ferramentas não revestidas são o caminho a percorrer. Você não obterá muito desempenho de revestimentos especiais, e os revestimentos de ferramentas mais “padrão” causam mais danos do que bem.
Aqui está uma lista rápida de alguns dos OK e os revestimentos ruins para corte de alumínio:
| Altin | Ideia horrível #1. Este é um revestimento para aço, não de alumínio. A superfície de uma ferramenta com este revestimento não é particularmente suave, e há alumínio nela! Isso significa que o material que você está cortando terá uma tendência a se soltar no revestimento, oferecendo um acabamento superficial horrível e provavelmente explodindo sua ferramenta. Não é bom. |
| Estanho | Ideia horrível #2. Não é tão ruim quanto Altin, mas também não é muito melhor. |
| Zrn | Boa ideia #1. Isso tem um coeficiente super baixo de atrito, para que possa ajudar no fluxo de chips e manter tudo fresco. |
| TIB2 | Boa ideia #2. Muitos caras preferem isso ao Zrn. Isso tem uma baixa afinidade com o alumínio, o que significa que ele desliza imediatamente. |
Ok, para ser totalmente honesto com você, não encontrei revestimentos para fazer muita diferença com o alumínio. Pelo menos não como eles fazem com aço. Meu objetivo é simplesmente um final ou inserção de ponta ou inserção polida. Vou brincar com os revestimentos quando um vendedor me oferecer ferramentas gratuitas para experimentar. Insira risadas desonestas aqui.
Alimenta e velocidades
Muitos caras simplesmente vão com 1000 SFM para calcular seu RPM. Se você fizer isso, você realmente não está indo mais rápido que todos os outros.
Para ser sincero, geralmente é o que é recomendado para a maioria dos cortadores. 1000-1500 SFM é uma velocidade totalmente normal para executar seu eixo. Com testes harmônicos, porém, você pode atingir 3x essa velocidade. Mais sobre isso mais tarde.
A taxa de alimentação é onde muitos caras saíram. Se você estiver alimentando um final final de 1/2 ″ a apenas 0,003 ″ por dente, você está perdendo tempo. Para produção, você deseja pressioná -lo pelo menos a 1% do diâmetro do cortador por dente. Isso significa que o final final de 1/2 ″ precisa ser alimentado pelo menos 0,005 ″ por dente. Com uma configuração estável e uma ferramenta curta, você pode até dobrar isso.
A única exceção a isso é quando você está trabalhando com pequenas ferramentas, como 1/8 “ou menos. A liberação do chip pode se tornar um problema, o que significa que você precisará desacelerar para lascas mais finas.
No final do dia, a energia do eixo e a RPM tendem a ser o principal fator que está diminuindo o desaceleração do desbaste de alumínio na maioria das máquinas, para peças de tamanho médio.
Balanceamento e harmônicos
É isso que separa os meninos dos homens na arena de moagem de alumínio. O alumínio pode ser cortado em velocidades extremamente altas, mas suas ferramentas precisam ser capazes de lidar com isso.
De um modo geral, qualquer coisa mais de 10.000 rpm precisa ser bem equilibrada. Você encontrará classificações de equilíbrio em suas ferramentas, então as combine de acordo.
Isso deve dizer, mas se você bateu suas ferramentas na máquina, elas não estarão mais equilibradas. Também lembre -se de que o Montagem de ferramentas inteiraprecisa ser equilibrado. Se você tem uma pinça de ER, classificou -se por 20k RPM, mas você monta a cabeça chata, essa classificação de cena não significa nada.
Isso também é verdade quando se trata de determinar a precisão do cortador. Muitos caras ignoram totalmente isso, mas as finas de carboneto terão uma classificação de ajuste de haste. Isso pode fazer uma grande diferença com alguns tipos de detentores de ferramentas, como o hidráulico. Um ajuste mais apertado e mais preciso significará melhor equilíbrio, melhor vida útil da ferramenta e um eixo mais duradouro.
Além de equilibrar ferramentas que não destruirão seu eixo em rpm alto, os testes de harmônicos são realmente uma vantagem incrível para a usinagem de alumínio. Como o alumínio é tão amanteigado, você pode cortá -lo em velocidades realmente intensas.
Os testes de harmônicos ajudarão você a encontrar essas frequências ressonantes das ferramentas e permitirá que você elabore as velocidades e feeds do ponto ideal. Se a frequência de corte estiver desativada, a ferramenta começará a vibrar como uma corda de violino e você terá todos os motivos para voltar para casa mais cedo.
Encontrar esses pontos doces para a frequência da ferramenta vs RPM é um grande negócio. Isso pode aumentar seu RPM de 7.000 rpm para 22.000 rpm, com as taxas de alimentação a corresponder.
Se você tentar fazer isso sem o sistema de teste, é garantido que exploda suas ferramentas em um milhão de pequenos pedaços afiados dos harmônicos insanos que você obtém quando estiver um pouco fora.
Em uma loja onde trabalhei, os testes da TAP nos permitiram executar nossas usinas finais de 3/4 ″ com um comprimento de calibre de 10 ″ em cerca de 22k rpm e 700 IPM. Às vezes poderíamos ir mais rápido. Tente fazer isso sem testes de harmônicos. Atreva-se.
Esses sistemas não são baratos, e você obviamente precisa de um moinho que possa lidar com esse alto desempenho. Quando você tem isso como uma capacidade de loja, você estará muito à frente da competição geral da Machine Shop.
Estratégias de usinagem para alumínio
Para a maioria das aplicações ao mover alumínio, tive mais sucesso com a agressão antiquada por obter boas taxas de materiais. Coisas como a moagem de cascas são uma perda de tempo na grande maioria das vezes, exceto quando você está trabalhando com cortadores muito pequenos em geometria apertada.
A principal razão para isso é que as máquinas geralmente não conseguem acompanhar os aceleres e os derrames extremamente altos necessários para realmente tirar proveito do afinamento do chip ao fresar de casca. Você não pode ter uma tabela de 1.000 libras, ligue um centavo a 1.200 IPM.
Ok, talvez um centavo seja uma expressão ruim aqui. Dimes são enormes. Mas você entendeu o ponto.
O uso de parâmetros tradicionais como largura total e profundidade de cortes de 1/2xd geralmente funciona melhor na vida real ao cortar o alumínio.
Operações comuns para usinar alumínio
Aqui está uma lista das coisas comuns que você fará com o alumínio, junto com algumas dicas para ajudá -lo.
Virado
Se você vai usar um moinho de concha, definitivamente vá com um ângulo de ancinho super agressivo e inserções polidas. Seu acabamento será incrível e você poderá realmente empurrar o RPM.
Bolso
Isso é algo que muitos caras não fazem certo. Se você pisar mais na metade do diâmetro do cortador e pela metade, estará cometendo um erro por dois motivos:
- O cortador pode lidar com mais. Vá quase largura total. Meu objetivo é 95% do cortador. A razão para isso é que o cortador será enterrado nos cantos de qualquer maneira. Isso significa que você terá que desacelerar o feed para que a ferramenta não exploda nos cantos. Se você for 100%completo, poderá obter bolachas de papel entre os caminhos de ferramentas devido ao cortador e deflexão do material.
- A etops de 50% são horríveis para harmônicos quando você está agitando a uma taxa respeitável. O impacto da ferramenta que entra na peça de trabalho está no pior local possível, batendo em todos os dentes. Mesmo esbarrar para ferramenta para 65% de queda resultará em uma redução notável de conversas.
Outra dica é usar um diâmetro do cortador que seja um pouco menor que o raio interno do bolso. Se você estiver usando um final final de 1/2 ″ para cortar bolsos radicais de 1/4 ″, terá a tendência de arrancar os cantos com conversas à medida que a ferramenta muda de direção. Em alta velocidade, as ferramentas não mudam de direção instantaneamente, o que significa que a ferramenta descarrega a pressão de corte. É isso que faz aqueles barulhos de cair.
Normalmente, pergunto se posso redimensionar esses rads para 0,265 ″ para cantos limpos. Isso reduz o contato que a ferramenta possui com a geometria da peça. A máquina também é capaz de lidar com essa curva arredondada em velocidades mais altas. Basta pensar em um carro em uma pista de corrida. Se for um canto afiado, o carro diminui a velocidade. Se houver um raio maior, a máquina não precisa desacelerar.
Isso eliminará muito bem o chilrear nos cantos que deixa suas partes feias.
Slotting
Para slots extremamente profundos, existem duas opções que funcionam bem para mim: use a moagem trocóide para reduzir a deflexão e a conversa ou use um moinho final de flauta.
Pessoalmente, prefiro flautas de stub, já que a ferramenta é significativamente mais forte e você não recebe nenhum movimento desperdiçado à medida que a ferramenta chega para frente e para trás. O slotting profundo é um desses aplicativos em que vale a pena usar uma ferramenta especializada.
Para slotting raso (4xD e menos), nenhuma consideração especial precisa ser feita. Apenas dê.
Perfuração
Usar. Afiado. Exercícios.
Exercícios de carboneto nem sempre são a resposta; Não há realmente nenhum ponto em executar uma broca de carboneto cara se você não tiver o RPM do eixo ou o volume de produção para justificá -lo.
De um modo geral, basta usar uma broca de ponto de divisão de 135 graus e você ficará bem. Se houver uma teia na ponta da broca, você está colocando muito calor desnecessário no corte.
Tocando
As torneiras de uso geral funcionam tecnicamente, mas as torneiras especificamente para o alumínio são significativamente mais confiáveis. Eles têm um ângulo de ancinho muito mais agressivo, o que significa cortes mais limpos e menos calor.
Além disso, não seja um covarde com RPM. Se você nunca passar mais de 200 rpm em suas máquinas, está perdendo tempo.
Obviamente, algumas máquinas são antigas e cansadas, e há muita reação para cortar mais rápido. Realmente, porém, você não será competitivo nessas máquinas.
O ponto é que tocar no alumínio é fácil, não perca tempo com ele.
Como obter acabamentos de superfície impressionantes no alumínio
RPM alto. Não é muito segredo. Gire.
O uso de uma ferramenta de acabamento que é nítida e alta helix e com ângulos de ancinho muito agressivos também o ajudará a obter um acabamento superficial super brilhante.
Uma coisa que vale a pena mencionar é que você não quer perder seu tempo tornando a parte mais bonita do que precisa. Às vezes, você só vai querer fazer o cliente feliz e impressioná -los, mas lembre -se de que há uma diferença entre brilhante e um AR alto.
Vale a pena fazer os cálculos de acabamento da superfície para que você possa determinar a taxa de alimentação máxima para os cortes de acabamento. Normalmente, farei as contas e depois a apoio cerca de 10% disso para ser seguro. Se você montar essa borda, estará errado na metade do tempo.
Fluido de corte
Nunca corte a seca de alumínio. Os caras que fazem isso no YouTube estão apenas fazendo isso para que você possa ver o que está acontecendo. Na vida real (e nos bastidores), os cortadores explodem quando se conectam do alumínio derretido, acumulando a borda.
Muitas empresas dirão que o tipo de líquido de arrefecimento faz uma enorme diferença para coisas como vida da ferramenta e qualidade do acabamento da superfície. Isso faz?
Meio, mas nada enorme.
Realmente, a única vez que eu realmente vi uma diferença perceptível é quando todos os outros fatores são discados em perfeitamente.
Aqui está a ordem das operações de como eu abordaria a melhoria do processo:
- Parâmetros de corte – StepOver/Stepdown, taxa de alimentação, RPM, caminho de ferramenta
- Ferramenta de corte geometria – adequada para alumínio e o tipo de operação (desbaste, acabamento, etc) – ângulo de hélice, grau de carboneto, número de flautas, etc.
- Revestimentos de cortadores/acabamento
- CoICONTE
OK, bem, está muito bem. Obviamente, há muito mais a aprender com o corte de alumínio que permitirá que você fuma a competição, mas este é um artigo, não um e-book.
Por fim, se você realmente deseja se destacar com o alumínio, precisará experimentar algumas suas próprias. Trabalhe com seus representantes de ferramentas para criar soluções impressionantes para melhorar seus processos.
Se você estiver interessado em aprender mais algumas dicas de usinagem, aqui estão alguns artigos que eu realmente recomendo que você dê uma olhada:
O que é usinagem de alta velocidade e como você pode fazer isso
Praça de usinagem dentro dos cantos: Conquistar o pesadelo! (Dicas sobre como projetar ótimos cantos para a moagem)
Um guia de maquinista para moagem trocóide e casca
Deixe um comentário