Posmaci i brzine aluminija: dijagrami okretaja u minuti, opterećenja strugotine i SFM za CNC glodanje

Aluminij ima reputaciju lakog materijala i većinu vremena zaslužuje tu reputaciju. Reže brzo, brzo odvodi toplinu s oštrice i rijetko zahtijeva oprezan pristup koji zahtijeva kaljeni čelik. Ta reputacija skriva drugu polovicu priče: aluminij je ljepljiv, nakuplja se na tupom rubu u roku od nekoliko sekundi i rado će omotati dugačku žilastu strugotinu oko rezača sve dok se žljebovi čvrsto ne sklope i alat ne pukne.

Brusimo glodala od punog karbida u Changzhouu, u središtu kineskog klastera za izradu alata, a velik dio pitanja koja stižu do našeg aplikacijskog stola zvuči gotovo identično: koji broj okretaja u minuti, koji posmak, koliko žljebova i zašto se zadnji rezač slomio? Ovaj vodič odgovara na ta pitanja s istim brojevima i istim obrazloženjem koje svaki tjedan stavljamo pred strojeve.

Četiri brojke iza svakog rezanja aluminija

Feedovi i brzine nisu jedna postavka. To su četiri vrijednosti koje ovise jedna o drugoj, a promjena jedne uvijek pokreće druge.

• Brzina rezanja (SFM ili m/min): koliko brzo oštrica putuje kroz materijal. Aluminij podnosi vrlo velike površinske brzine jer tako učinkovito odvodi toplinu od ruba.
• Brzina vretena (RPM): rotacija koju vaš stroj stvarno proizvodi, izvedena iz brzine rezanja i promjera alata.
• Posmak po zubu ili opterećenju strugotine (mm/zub ili in/zub): debljina materijala koju svaki žljeb uklanja u jednom prolazu. Ovo je broj koji odlučuje hoće li alat rezati ili trljati.
• Stolni pomak (mm/min ili IPM): programirani hod stroja, izračunat iz broja okretaja u minuti, opterećenja strugotine i broja žljebova.

Dvije vladajuće formule dovoljno su kratke da ih se može zapamtiti. Brzina vretena jednaka je brzini rezanja pomnoženoj s 3,82 i podijeljenoj s promjerom alata u inčima ili u metričkim jedinicama, brzini rezanja u m/min pomnoženoj s 1000 i podijeljenoj s 3,14 puta promjera u milimetrima. Posmak stola jednak je brzini vretena pomnoženoj s posmakom po zubu pomnoženom s brojem žljebova.

Dva su pravila važnija u aluminiju nego u gotovo bilo kojem drugom materijalu. Prvo, strugotina mora biti dovoljno debela da odvodi toplinu od reza; opterećenje strugotine ispod otprilike 0,02 mm po zubu znači da rub trlja, polira površinu i stvara nakupljeni rub umjesto uklanjanja materijala. Drugo, evakuacija strugotine jednako je važna kao i sami brojevi, jer se strugotine od mekog aluminija zavaruju na vrući rub iznenađujućom brzinom.

Aluminijski dodaci i brzine: osnovni dijagram po leguri

Donja tablica je praktična polazna točka za neobložena, polirana karbidna glodala koja rade u aluminiju sa mlazom zraka ili laganim rashladnim sredstvom. Posmak po stupcu zuba pretpostavlja rezač od 12 mm s umjerenim radijalnim zahvatom.

Tretirajte grafikon kao početnu točku, a ne kao gornju granicu. Promjer alata mijenja opterećenje strugotine više nego bilo što drugo: rezač od 3 mm ne može podnijeti isto opterećenje zuba kao rezač od 12 mm, stoga smanjite posmak po zubu za male alate i povećajte za velike. Lijevani i pretopljeni materijal zaslužuje konzervativni kraj asortimana jer tvrdi uključci i poroznost kažnjavaju brzo, agresivno rezanje.

Kako izračunati RPM i brzinu dodavanja korak po korak

Aritmetika je dovoljno kratka za izvođenje na upravljačkoj jedinici stroja i traje manje od minute.

1. Odaberite brzinu rezanja za leguru iz gornje tablice ili iz podataka dobavljača alata i zabilježite jedinice.
2. Pretvorite brzinu rezanja u brzinu vretena: RPM jednako je SFM pomnoženo s 3,82 podijeljeno s promjerom u inčima ili m/min pomnoženo s 1000 podijeljeno s 3,14 puta promjer u milimetrima.
3. Provjerite rezultat u odnosu na maksimalnu brzinu vretena stroja. Ako izračunati broj okretaja u minuti premašuje ograničenje stroja, vratite se na ograničenje i potvrdite da opterećenje strugotine i dalje ostaje iznad minimuma.
4. Odaberite posmak po zubu unutar preporučenog opsega. Počnite od sredine, a ne od dna, jer je dno trake mjesto gdje počinje trljanje.
5. Izračunajte posmak tablice množenjem broja okretaja u minuti, posmaka po zubu i broja žljebova, zatim učitajte vrijednost u program.

Kao primjer rada, rezač s tri žljeba od 12 mm u 6061 pri 200 m/min daje otprilike 5300 okretaja u minuti. Pri 0,08 mm po zubu, posmak stola je 5300 pomnoženo s 0,08 pomnoženo s 3, ili oko 1270 mm/min. U imperijalnim jedinicama, rezač s dvije žljebove od pola inča pri 700 SFM okreće se pri približno 5350 okretaja u minuti, a 0,005 inča po zubu proizvodi posmak od oko 53 IPM.

Ako vaša trgovina radi i od čelika, nehrđajućeg čelika ili titana, naš glodanje cuting speeds chart prikuplja reference za RPM, SFM i brzinu dodavanja za te materijale na jednoj referentnoj stranici.

Usklađivanje glodala s poslom

Brojevi rade samo s rezačem koji ih može preživjeti. U aluminiju, broj žljebova, kut zavojnice i priprema rubova odlučuju koliki ćete udio u izračunatim performansama zapravo dobiti.

Koliko žljebova za aluminij?

Dvije žljebove ostaju najsigurniji izbor za proreze, uranjanje i duboke džepove, jer široki žlijeb brzo čisti meku strugotinu i ostavlja male šanse za pakiranje. Tri žljeba najbolji su kompromis opće namjene: jača jezgra omogućuje veći pomak stola pri istom opterećenju strugotinom, što je upravo ono što je potrebno proizvodnoj gruboj obradi. Četiri ili više žljebova pripadaju strojevima velike snage i završnim operacijama s laganim radijalnim zahvaćanjem, gdje je prostor za strugotinu manje važan od kvalitete površine i brzine uklanjanja metala.

Glodala s 2 žljeba za strojnu obradu aluminija • Poseban dizajn noža, u kombinaciji s naprednom tehnologijom poliranja i pasivizacije, učinkovito sprječava vibracije i rješava problem lijepljenja strugotine. • Visoki pe... Pogledajte proizvod →

Naša aluminijska serija pokriva oba kraja tog raspona, s geometrijom s dva žljeba za utore i male strojeve i dizajnom s tri žljeba za trgovine koje žele povećati brzinu posmaka bez gubitka zazora strugotine.

Kut zavojnice, geometrija ruba i premazi

Aluminij nagrađuje oštar, polirani rezni rub i veliki kut zavojnice, obično od 40 do 45 stupnjeva, jer strmija zavojnica podiže strugotinu iz reza umjesto da je vuče duž stijenke. Valoviti rubovi ili valoviti rezni rubovi smanjuju otpor rezanja i lome strugotinu na kraće dijelove, što znatno pomaže u dubokim džepovima i gumastim temperamentima. Premazi zahtijevaju njegu: konvencionalni titan-aluminijev nitrid ima afinitet prema aluminiju i potiče nakupljanje rubova, dok polirani neobloženi karbid, cirkonijev nitrid ili namjenski premaz s niskim trenjem imaju daleko bolje rezultate.

3 glodala s valovitim rubovima za glodanje aluminija • Poseban dizajn noža, u kombinaciji s naprednom tehnologijom poliranja i pasivizacije, učinkovito sprječava vibracije i rješava problem lijepljenja strugotine. • Visoki pe... Pogledajte proizvod →

Za usporednu usporedbu broja žljebova i geometrije usklađene s izradom aluminija, naš je tim napisao praktičnu vodič za odabir čeonog glodala za aluminij koji prolazi kroz iste odluke sa strane alata.

Dubina rezanja: radijalni naspram aksijalnog zahvata

Grafikon vam daje brzinu rezanja i opterećenje strugotinom, ali dubina rezanja odlučuje koliko te performanse stroj može fizički pružiti. Postoje dvije široke strategije u aluminiju, a obje dobro funkcioniraju kada se dosljedno primjenjuju.

• Duboko aksijalno, lagano radijalno: režite jedan do dva puta dublje od promjera alata sa samo 10 do 30 posto radijalnog zahvata. Ovaj trohoidni stil grube obrade održava opterećenje stabilnim, raspoređuje trošenje duž utora i učinkovito odvodi strugotinu jer rezač nije zakopan u materijal.
• Plitko aksijalno, teško radijalno: rezati nekoliko milimetara duboko koristeći veći dio promjera alata. Ovo odgovara krutim strojevima i alatima kratkog dohvata, a zahtijeva kruto postavljanje jer je opterećenje na rubu veliko.

Završna obrada je drugačija. Zadržite radijalno svjetlo za zahvat, oko 5 do 8 posto promjera, prođite punom dubinom u jednom prolazu gdje je to moguće i uvlačite dovoljno brzo da rub nastavi rezati umjesto da brusi zid. Također provjerite snagu vretena prije jurnjave za gornjim krajem dijagrama, budući da gruba obrada aluminija pri visokim stopama skidanja metala može zaustaviti malo vreteno mnogo prije nego što se alat optereti.

Rashladno sredstvo i odvod strugotine

Aluminij ne treba tekućinu za hlađenje da bi preživio, ali mu je uvijek potreban način da strugotina napusti rez. Komprimirani zrak ili sustav za raspršivanje obavljaju većinu poslova glodanja, održavaju radno područje vidljivim i izbjegavaju toplinski udar i nered od jakog preljeva rashladne tekućine. Tekućina za hlađenje ostaje korisna za duboke džepove, džepove s lošim pristupom i sve operacije u kojima bi strugotine inače kružile ispod rezača.

Praktično pravilo je jednostavno: ako su žetoni vidljivi na podu, a ne u džepu nakon svakog dodavanja, vaša evakuacija funkcionira. Ako vidite da se strugotine ponovno režu, čujete promjenu u zvuku ili primijetite da se završna obrada pogoršava prema kraju prolaza, zaustavite se i popravite uklanjanje strugotine prije nego što dodirnete vrijednosti napredovanja i brzine.

Rješavanje problema: očitavanje čipova, zvuk i završetak

Većina problema s aluminijem javi se prije nego se dio odbaci. Donja tablica prikazuje uobičajene simptome prema prilagodbi koja ih najbrže popravlja.

Jedna navika razdvaja trgovine koje rijetko pokvare rezače od trgovina koje ih pokvare tjedno: mijenjaju jednu po jednu varijablu i slušaju rez nakon svake promjene. Dvije prilagodbe odjednom onemogućuju da se zna koja je pomogla.

Često postavljana pitanja

Koji broj okretaja u minuti trebam pokrenuti čeono glodalo od četvrt inča u 6061?

Pri brzini rezanja od 500 do 800 SFM, rezač od četvrt inča radi na otprilike 7600 do 12000 okretaja u minuti. Prvo provjerite ograničenje stroja, a zatim uparite tu brzinu vretena s opterećenjem strugotine od 0,002 do 0,004 inča po zubu, što daje posmak stola oko 30 do 95 IPM, ovisno o broju žljebova.

Trebam li rashladno sredstvo prilikom glodanja aluminija?

Ne uvijek. Zračni mlaz ili minimalna količina podmazivanja rješavaju većinu poslova glodanja i održavaju strugotinu u kretanju, dok rashladna tekućina za poplavu vrijedi nereda u dubokim džepovima, u operacijama bušenja i gdje god bi se strugotina inače ponovno rezala.

Zašto se aluminijski komadići lijepe za moj rezač?

Gotovo uvijek jer je opterećenje strugotine premalo ili oštrica više nije oštra. Rub se trlja umjesto smicanja, pritisak zavaruje aluminij na žljeb, a izgrađeni rub raste sve dok završna obrada ne pokvari ili se alat ne slomi.

Mogu li koristiti iste feedove i brzine za 7075 i 6061?

Započnite niže od 7075. Snažniji je i manje oprašta agresivan angažman, pa počnite s blizu 400 SFM s umjerenim opterećenjem strugotinom i povećavajte tek nakon što rez zvuči stabilno i strugotine se skinu čiste i srebrne.

Posmaci i brzine aluminija u konačnici su početna točka, a ne fiksni odgovor, jer svaki stroj, držač i obradak ima svoje mišljenje o tome što radi. Tablica vas brzo dovodi u pravi raspon, formule vas čine poštenima, a zvuk reza vam govori ostalo. Ta je kombinacija način na koji naši inženjeri za primjenu pristupaju svakom poslu s aluminijem koji prolazi kroz tvornicu, a to je najbrži put do stabilnog procesa koji održava toleranciju izvođenje za izvođenjem.