Aluminiumsfremføringer og hastigheder: RPM, spånbelastning og SFM-diagrammer til CNC-fræsning

Aluminium har ry som et let materiale, og det meste af tiden tjener det ry. Den skærer hurtigt, den trækker hurtigt varmen væk fra skæret, og den kræver sjældent den forsigtige tilgang, som hærdet stål kræver. Det ry skjuler den anden halvdel af historien: Aluminium er klistret, det bygger sig op på en kedelig kant inden for få sekunder, og det vil med glæde vikle en lang snorlige spån om en fræser, indtil rillerne pakker sig fast, og værktøjet klikker.

Vi sliber solidt hårdmetal endefræsere i Changzhou, midt i Kinas værktøjsfremstillingsklynge, og en stor del af de spørgsmål, der når vores applikationsskrivebord, lyder næsten identiske: hvilket omdrejningstal, hvilket foder, hvor mange riller, og hvorfor gik den sidste fræser i stykker? Denne vejledning besvarer disse spørgsmål med de samme tal og den samme begrundelse, som vi lægger foran maskinværksteder hver uge.

De fire numre bag hvert aluminiumssnit

Feed og hastigheder er ikke en enkelt indstilling. Det er fire værdier, der afhænger af hinanden, og at ændre den ene flytter altid de andre.

• Skærehastighed (SFM eller m/min): hvor hurtigt skæret bevæger sig gennem materialet. Aluminium tåler meget høje overfladehastigheder, fordi det leder varme væk fra kanten så effektivt.
• Spindelhastighed (RPM): den rotation, din maskine faktisk producerer, afledt af skærehastighed og værktøjsdiameter.
• Fremføring pr. tand- eller spånbelastning (mm/tand eller ind/tand): tykkelsen af ​​materiale, som hver rille fjerner i én gang. Dette er det tal, der afgør, om værktøjet skærer eller gnider.
• Bordfremføring (mm/min eller IPM): maskinens programmerede vandring, beregnet ud fra RPM, spånbelastning og antallet af riller.

De to styrende formler er korte nok til at huske. Spindelhastighed er lig med skærehastighed ganget med 3,82 og divideret med værktøjets diameter i tommer eller i metriske enheder, skærehastighed i m/min ganget med 1000 og divideret med 3,14 gange diameteren i millimeter. Bordfremføring er lig med spindelhastighed ganget med tilspænding pr. tand ganget med antallet af riller.

To regler betyder mere i aluminium end i næsten noget andet materiale. For det første skal chippen være tyk nok til at transportere varme væk fra snittet; en spånbelastning under ca. 0,02 mm pr. tand betyder, at kanten gnider, polerer overfladen og genererer opbygget kant i stedet for at fjerne materiale. For det andet er spånevakuering lige så vigtig som selve tallene, fordi bløde aluminiumsspåner svejser til en varm kant med overraskende hastighed.

Aluminiumsfremføringer og hastigheder: Grundlinjediagram af legering

Tabellen nedenfor er et praktisk udgangspunkt for ubelagte, polerede hårdmetal-pindfræsere, der kører i aluminium med luftblæsning eller let kølemiddel. Tilspændingen pr. tandsøjle forudsætter en 12 mm fræser med moderat radial indgreb.

Behandl diagrammet som et udgangspunkt snarere end et loft. Værktøjsdiameter ændrer spånbelastningen mere end noget andet: en 3 mm fræser kan ikke klare den samme tandbelastning som en 12 mm fræser, så skaler fremføringen pr. tand ned for små værktøjer og op for store. Støbt og omsmeltet materiale fortjener den konservative ende af serien, fordi hårde indeslutninger og porøsitet straffer et hurtigt, aggressivt snit.

Sådan beregnes omdrejninger og tilførselshastighed trin for trin

Regnestykket er kort nok til at udføre ved maskinstyringen, og det tager mindre end et minut.

1. Vælg skærehastigheden for legeringen fra skemaet ovenfor eller fra din værktøjsleverandørs data, og noter enhederne.
2. Konverter skærehastighed til spindelhastighed: RPM er lig med SFM ganget med 3,82 divideret med diameter i tommer eller m/min ganget med 1000 divideret med 3,14 gange diameter i millimeter.
3. Tjek resultatet i forhold til maskinens maksimale spindelhastighed. Hvis det beregnede omdrejningstal overstiger maskingrænsen, skal du arbejde tilbage fra grænsen og bekræfte, at spånbelastningen stadig forbliver over minimum.
4. Vælg en fodring pr. tand inden for det anbefalede bånd. Start i midten, ikke i bunden, fordi bunden af ​​båndet er, hvor gnidningen begynder.
5. Beregn bordfremføring ved at gange RPM, fodring pr. tand og antal fløjte, og indlæs derefter værdien i programmet.

Som et bearbejdet eksempel giver en 12 mm tre-rillet fræser i 6061 ved 200 m/min omkring 5300 RPM. Ved 0,08 mm pr. tand er bordfremføringen 5300 ganget med 0,08 ganget med 3, eller omkring 1270 mm/min. I kejserlige enheder, en halv-tommer to-rille cutter ved 700 SFM drejninger ved ca. 5350 RPM, og 0,005 in per tand producerer en fremføring på omkring 53 IPM.

Hvis din butik også kører stål, rustfrit eller titanium, er vores diagram for fræsning af skærehastigheder samler RPM, SFM og feed rate referencer for disse materialer på en enkelt referenceside.

At matche endefræseren til jobbet

Tal virker kun med en kutter, der kan overleve dem. I aluminium bestemmer fløjtetælling, helixvinkel og kantforberedelse, hvor meget af den beregnede ydeevne du rent faktisk får.

Hvor mange fløjter til aluminium?

To fløjter forbliver det sikreste valg til indstikning, dykning og dybe lommer, fordi den brede spiserør rydder den bløde spån hurtigt og efterlader en lille chance for at pakke. Tre spåner er det bedste kompromis til generelle formål: Den stærkere kerne tillader en højere bordfremføring ved samme spånbelastning, hvilket er præcis, hvad produktions skrubning har brug for. Fire eller flere riller hører hjemme på maskiner med høj effekt og i efterbehandlingsoperationer med let radial indgreb, hvor spånerum betyder mindre end overfladekvalitet og metalfjernelseshastighed.

2 fløjte endefræsere til bearbejdning af aluminium • Specielt knivdesign, kombineret med avanceret polerings- og passiveringsteknologi, forhindrer effektivt vibrationer og løser problemet med at klæbe spåner. • Høj-pe... Se produkt →

Vores aluminiumsserie dækker begge ender af dette sortiment med to-rille-geometri til slots og små maskiner og tre-rille-design til butikker, der ønsker at presse fremføringshastighederne uden at miste spånfrigang.

Helixvinkel, kantgeometri og belægninger

Aluminium belønner en skarp, poleret skærekant og en høj helixvinkel, typisk 40 til 45 grader, fordi den stejlere spiral løfter spånen ud af snittet i stedet for at trække den langs væggen. Bølgekanter eller bølgede skær reducerer skæremodstanden og brækker spånen i kortere stykker, hvilket hjælper betydeligt i dybe lommer og i gummiagtig temperament. Belægninger har brug for pleje: konventionel titaniumaluminiumnitrid har en affinitet til aluminium og fremmer opbygget kant, mens poleret ubelagt hårdmetal, zirconiumnitrid eller en dedikeret lavfriktionsbelægning yder langt bedre.

3 Flute Wave Edge endefræsere til aluminiumsfræsning • Specielt knivdesign, kombineret med avanceret polerings- og passiveringsteknologi, forhindrer effektivt vibrationer og løser problemet med at klæbe spåner. • Høj-pe... Se produkt →

For en side-by-side sammenligning af fløjteantal og geometri matchet til aluminiumsarbejde, har vores team skrevet en praktisk endefræser valgguide til aluminium der gennemgår de samme beslutninger fra værktøjskrybbesiden.

Skæredybde: Radial versus aksial indgreb

Diagrammet giver dig en skærehastighed og en spånbelastning, men skæredybden afgør, hvor meget af den ydelse maskinen fysisk kan levere. Der er to brede strategier i aluminium, og begge fungerer godt, når de anvendes konsekvent.

• Dyb aksial, let radial: skær en til to gange værktøjets diameter dybt med kun 10 til 30 procent radial indgreb. Denne trochoidale skrubbearbejdning holder belastningen stabil, spreder slid langs rillen og evakuerer spåner effektivt, fordi fræseren ikke er begravet i materialet.
• Lav aksial, tung radial: Skær et par millimeter dybt, mens du bruger det meste af værktøjets diameter. Dette passer til stive maskiner og værktøj med kort rækkevidde, og det kræver en stiv opsætning, fordi belastningen på kanten er høj.

Efterbehandling er anderledes. Hold det radiale indgrebslys, omkring 5 til 8 procent af diameteren, kør i fuld dybde i én gang, hvor det er muligt, og fremfør hurtigt nok til, at kanten bliver ved med at skære i stedet for at polere væggen. Kontroller også spindeleffekten, før du jagter den øverste ende af diagrammet, da skrubning af aluminium ved høje metalfjernelseshastigheder kan stoppe en lille spindel længe før værktøjet belastes.

Kølevæske og spån evakuering

Aluminium behøver ikke oversvømmelseskølevæske for at overleve, men det har altid brug for en måde, hvorpå spånen kan forlade snittet. Trykluft eller et tågesystem klarer det meste fræsearbejde, holder arbejdsområdet synligt og undgår termisk stød og rod fra kraftig oversvømmelse af kølevæske. Flood-kølevæske forbliver nyttig til dybe lommer, lommer med dårlig adgang og enhver operation, hvor spåner ellers ville recirkulere under fræseren.

Den praktiske regel er enkel: Hvis chips er synlige på gulvet og ikke i lommen efter hvert gennemløb, fungerer din evakuering. Hvis du ser spåner blive skåret igen, hører en ændring i lyden eller bemærker, at finishen forværres mod slutningen af ​​et pas, skal du stoppe og reparere spånfjernelsen, før du rører ved fodrings- og hastighedsværdierne.

Fejlfinding: Læsechips, lyd og finish

De fleste aluminiumsproblemer melder sig selv, inden delen bliver skrottet. Tabellen nedenfor kortlægger de sædvanlige symptomer til den justering, der løser dem hurtigst.

En vane adskiller butikker, der sjældent knækker knive, fra butikker, der knækker dem ugentligt: de ændrer en variabel ad gangen og lytter til skæringen efter hver ændring. To justeringer på én gang gør det umuligt at vide, hvilken der hjalp.

Ofte stillede spørgsmål

Hvilket omdrejningstal skal jeg køre en kvart-tommer endefræser i 6061?

Ved en skærehastighed på 500 til 800 SFM arbejder en kvart-tommers fræser til omkring 7600 til 12000 RPM. Tjek først maskingrænsen, og parr derefter denne spindelhastighed med en spånbelastning på 0,002 til 0,004 tommer pr. tand, hvilket giver en bordfremføring på omkring 30 til 95 IPM afhængigt af rilleantal.

Har jeg brug for kølevæske ved fræsning af aluminium?

Ikke altid. Luftblæsning eller smøring af mindste mængder klarer de fleste fræseopgaver og holder spåner i bevægelse, mens oversvømmelseskølevæske er rodet værd i dybe lommer, ved boreoperationer og hvor spåner ellers ville blive skåret igen.

Hvorfor klæber aluminiumsspåner til min fræser?

Næsten altid fordi spånbelastningen er for lille, eller skæret ikke længere er skarpt. Kanten gnider i stedet for at klippe, tryksvejser aluminium til rillen, og den opbyggede kant vokser, indtil finishen svigter, eller værktøjet knækker.

Kan jeg bruge de samme feeds og hastigheder til 7075 og 6061?

Start lavere i 7075. Den er stærkere og mindre tilgivende over for aggressivt engagement, så begynd nær 400 SFM med en moderat spånbelastning og øg først efter snittet lyder stabilt, og spånerne er rene og sølvfarvede.

Aluminiums fremføringer og hastigheder er i sidste ende et udgangspunkt, ikke et fast svar, fordi hver maskine, holder og arbejdsemne har sin egen mening om, hvad der virker. Diagrammet bringer dig hurtigt ind i det rigtige område, formlerne holder dig ærlig, og lyden af ​​snittet fortæller dig resten. Denne kombination er, hvordan vores applikationsingeniører griber alle aluminiumsjob, der kommer gennem fabrikken, og det er den hurtigste vej til en stabil proces, der holder tolerance kørsel efter kørsel.