Фреза по алюминию своими руками
Такой материал, как алюминий и сплавы на его основе широко востребован в различных отраслях промышленности. Это обусловлено эко свойствами и эксплуатационными характеристиками.
Минусы и плюсы обработки алюминия
на фрезерном станке
Данный материал отличается высокой пластичностью. Это хорошее качество. Но, при выполнении фрезеровки, именно оно является серьёзной предпосылкой к повреждению заготовки. Появлению на ней вмятин, рисок, иных дефектов, которые весьма заметны на продукции.
Испортить металлическую заготовку возможно даже на этапе её фиксации к рабочему столу последнего.
Именно поэтому рекомендовано все алюминиевые заготовки фиксировать не механическими прижимами, а с использованием специальных вакуумных столов.
Подобное решение является безальтернативным при выполнении гравировальных работ, нанесении различных изображений на тонкую и сверхтонкую фольгу. Механически закрепить её невозможно чисто физически.
Из-за высокой вероятности возникновения дефектов на заготовке, в процессе её обработки, алюминий весьма чувствителен к воздействиям малейших вибраций станка и обрабатывающего инструмента. Это обязательно требуется учитывать. Так как, при ошибочном подборе режима фрезерования, либо применении неправильно закрепленных (разбалансированных) цанги, фрезы, готовая поверхность выполненного реза может получиться замятой. Деталь пойдет в брак.
Тонкости режимов фрезерования
Податливость Al, вопреки бытующему мнению, вовсе не означает, что обрабатывать его просто и легко на любых выбранных режимах реза, включая предельные.
Высока вероятность возникновения, даже при умеренных скоростях фрезерования, ситуаций, когда металлическая стружка наглухо забивает имеющиеся у фрезы канавки. Инструмент выходит из строя.
С целью исключения вероятности возникновения подобных ситуаций требуется:
Все это достигается, в первую очередь, строгим выполнением рекомендаций изготовителей станков и фрез.
Высокоскоростная обработка алюминия (ВСО)
Фрезерование алюминия, востребованная и одна из наиболее простых технологий его обработки. Установленная фреза, снимая слой металла заданной толщины, придаёт обрабатываемой заготовке необходимую форму, размеры.
Применение современных моделей с ЧПУ обеспечивает гарантированное выполнение обработки с max точной реализацией самых мелких элементов, получить 2D или 3D рельеф любой степени сложности. Все изображения прорабатываются детально и чётко.
Экономическая эффективность различных технологий может различаться достаточно существенно. ВСО является, на данный момент, наиболее действенным способом обработки алюминиевых заготовок. Объясняется это тем, что высокое число оборотов шпинделя органично сочетается с возможностью увеличения (на таких режимах) глубины реза. Пример. Для стали этот показатель не меняется.
В целом ряде ситуаций экономически более целесообразным является вариант изготовления одной детали (со значительным процентом отходов обработки), чем выкраивание нескольких деталей из того же объёма материала. именно этим объясняется востребованность при обработке режимов ВСО.
Требуется обязательный учёт гармонического закона, согласно которому колеблется фреза, шпиндель. Проще говоря, требуется учитывать, кроме статической, также динамические характеристики возникающих вибраций.
Пример. Теоретические выкладки, подтвержденные практикой, показывают – ВСО обработку Al деталей лучше всего выполнять концевой фрезой, имеющей 3 спиральных канавки. Увеличение их количества снижает эффективность удаления стружки в силу сокращения сечения каждой канавки пропорционально росту их количества.
Обратный вариант, уменьшить их число до 2, тоже не проходит. Он приведёт к росту нежелательных гармоник. Это обусловлено следующим. Частота, с которой колеблется фреза, перестаёт совпадать с числом ударов, которые совершает по детали пара режущих кромок (при частоте вращения шпинделя, достигающих 20000 об/мин).
Тонкости фрезерования алюминия
на станке с ЧПУ
Приступая к фрезерованию алюминия на фрезерном станке с ЧПУ, следует помнить — предельные значения режимов реза, являющиеся оптимальными, для него, существенно уже, чем для пластика, дерева. Выход за них приводит к ускоренному изнашиванию режущего инструмента, существенному снижению качества обработки.
Следует помнить о высокой вероятности забивания каналов стружкой, что приводит к браку.
Руководствуясь рядом несложных рекомендаций, можно избежать подобного результата.
Все основные характеристики: величина подачи, глубина реза и скорость его выполнения должны соответствовать параметрам, заданным для вашего станка производителем. Не гонитесь за скоростью. Это обязательно скажется на качестве.
- Для получения максимально точных значений считайте требуемую скорость подачи с применением калькулятора.
Это специальный программный продукт. Оптимальным решением будет наличие в нём следующих значений:
- установка min значений числа оборотов;
- адаптация под фрезы разной конфигурации (цилиндрические, концевые, иные).
Чем больше диапазон, тем лучше калькулятор.
- учет прочность материала заготовки на изгиб;
- вывод информацию о скорости, с которой идёт износ инструмента;
- учет возможного истончения стружки;
- возможность расчёта (с учётом мощности станка) нескольких режимов обработки.
- Работайте фрезами, имеющими специальное износостойкое покрытие.
Оптимальное решение - фрезы тех марок, которые изначально предназначены для эксплуатации в режиме ВСО, имеющие износостойкие покрытия. Пример, диборид титана (TiB2).
Алюминий является тем конструкционным материалом, который нашел широкое применение в самых разных производственных сферах.
Между тем, не часто он используется без проведения предварительной обработки, которая позволяет придать заготовке требуемую форму и нужный размер.
Сегодня именно фрезеровка позволяет выполнить обработку алюминия не только быстро, но и максимально качественно.
Вообще, данный металл обладает целым комплексом уникальных свойств, среди которых можно выделить легкость, прочность, а также отсутствие коррозионных процессов, разрушающих поверхность.
Можно отметить и высокие показатели по тепло- и электропроводности данного материала. Все это и объясняет огромную популярность алюминия в самых разных промышленных сферах.
В настоящее время 3D фрезеровка алюминия может проводиться не только на 3d станках с ЧПУ, но и в домашних условиях ручным способом, при этом, если соблюдать технологию выполнения работ, результат и в том и в другом случае будет на высоком уровне.
Особенности обработки
За счет того, что алюминий обладает повышенной пластичностью, проводить любую его обработку достаточно сложно. Этот процесс требует особого подхода и строго соблюдения установленной последовательности.
Процесс его фрезерования вне зависимости от выбранного способа повышает риск возникновения на поверхности металла различных типов дефектов, таких как вмятины и выбоины.
В этом случае при неправильном выполнении фрезеровки повышается вероятность сильно испортить заготовку. Даже при работе на современном 3d станке с ЧПУ еще на этапе крепления алюминиевой детали на рабочем столе ее можно повредить.
В этом случае специалисты советуют при использовании автоматического оборудования для фрезерования алюминия вместо механического типа крепления детали использовать вакуумный способ фиксации.
Особенно это актуально для тонкостенного листового материала, который к тому же имеет большие размеры.
Следует отметить и то, что алюминий обладает повышенной чувствительность к различным типам вибрации, в том числе и от инструмента. Вибрация так же может стать причиной появления на поверхности алюминия различных видов дефектов.
При работе с алюминием на станке следует с особой точностью подбирать соответствующий режим фрезеровки, чтобы не испортить алюминиевую заготовку.
Также не стоит производить обработку данного типа металла на станках, на которых крепление рабочей фрезы выполнено не по правилам, а также не проведена балансировка цанги.
В противном случае поверхность в месте среза не будет ровной и гладкой, а значит, сильно пострадает качество самой детали.
Даже несмотря на то, что алюминий считается относительно податливым к обработке материалом, его фрезеровка считается сложным в техническом плане процессом, даже если используются наиболее максимальные режимы резания.
При фрезеровке алюминия ручным методом в домашних условиях, требования к контролю рабочего процесса только возрастают.
Фрезеровка при помощи станка
Наиболее качественным и вытребованным способом фрезеровки алюминия является его обработка на специальном станке, на котором установлен режущий инструмент, придающий материалу заданные форму и требуемый размер.
Современные 3d агрегаты, оснащенные блоком ЧПУ, позволяют выполнять данный вид обработки с максимальной точностью и высочайшим качеством.
Такие совершенные установки дают возможность выполнить фрезеровку алюминия абсолютно любой сложности, в том числе, получить даже объемный рельеф на поверхности металла.
Следует отметить и то, что для алюминия именно высокоскоростное фрезерование, которое могут производить 3d агрегаты с блоками ЧПУ, является наиболее предпочтительной и эффективной.
Это связано, прежде всего, с тем, что максимально быстрая скорость вращения шпинделя особым образом сочетается с возможностью в любой момент увеличить глубину резания металла.
Использование для обработки алюминия совершенно новых методов приводит к тому, что в настоящее время регулярно пересматриваются технологические приемы непосредственно самой обработки.
Современные технологии, а также новейшее 3d оборудование с ЧПУ дают возможность производить фрезеровку не только максимально быстро, но и более качественно.
Это дает возможность постепенно отказываться от производства некоторых видов корпусных деталей, успешно заменяя их на более экономичные компоненты со сложной формой.
Это особенно актуально для таких промышленных производств, как авиастроение и автомобилестроение. Также при проведении фрезерования на автоматических агрегатах сегодня большое значение уделяется проблемам вибрации.
В этом случае сегодня станки стараются оснастить более совершенными системами калибровки и контроля качества. Использование ЧПУ значительно расширяет возможности фрезеровального оборудования.
Так, при помощи данных блоков есть возможность программировать все операции по обработке алюминия, а кроме этого, получается более качественно контролировать все технические параметры.
Сегодня использование современного оборудования при выполнении фрезеровки алюминия дает возможность добиться высокой точность выполнения работ.
Обработка алюминия в домашних условиях
Несмотря на современные технологии и совершенное оборудование, при определенных условиях фрезеровку алюминия можно выполнить и ручным способом в домашних условиях. Цена вопроса будет состоять из нескольких факторов.
Для этого потребуется простейший электроинструмент, который известен каждому домашнему мастеру и носит название ручной фрезер.
Отсутствие в нем таких обязательных элементов станка, как редуктор и коробка передач в этом случае никак не уменьшает его функциональные возможности в обработке.
Перед началом работ этот инструмент необходимо в обязательном порядке правильно настроить и максимально точно отрегулировать.
Следует отметить, что ручной фрезер позволяет выполнять работу, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, прикладывая при этом минимальные физические усилия.
Также при проведении фрезеровки алюминия следует правильно определить направление движения инструмента.
Для того чтобы добиться качественного результата при проведении фрезеровки алюминия при помощи ручного способа, следует тщательно соблюдать технологию процесса и полностью контролировать рабочий процесс.
Крайне желательно, чтобы у фрезы при фрезеровке алюминия были выставлены небольшие обороты. Это поможет избежать риска того, что металл расплавится, а соответственно деформируется.
Необходимо следить и за тем, чтобы на обрабатываемой поверхности не скапливались опилки, которые могут привести к забиванию паза. Работая с ручным инструментом, необходимо выполнять и правила по технике безопасности.
В частности, не начинать работу без защитных очков. В любом случае конечный результат, его качество, а также точность фрезеровки при помощи ручного типа фрезы зависит, главным образом, от опыта домашнего мастера.
Чем меньше режущих кромок у фрезы, тем больше она подойдёт для обработки алюминия . Однако из какого материала должен быть изготовлен инструмент?
Выбирать, как всегда, приходится из двух основных материалов, из которых изготавливают фрезы: быстрорежущей стали или твёрдого сплава. Разберём особенности каждого варианта.
Фрезы из быстрорежущей стали
Быстрорез быстрорезу рознь, или не все быстрорежущие стали одинаковы. В зависимости от состава инструмент приобретает различные свойства.
Углеродистая сталь без каких-либо примесей не отличается высокой прочностью и выдерживает лишь малоинтенсивные нагрузки. Другое дело – сталь, легированная кобальтом, который придаёт инструменту жёсткости и теплостойкости. Она как нельзя лучше подходит для работы со сложными материалами повышенной вязкости.
Кроме того, быстрорежущие фрезы более устойчивы к биению, нежели твёрдосплавные аналоги. Поэтому они обычно используются на станках, где нет возможности прочно зафиксировать заготовку.
Твёрдосплавные фрезы
Твёрдосплавный фрезерный инструмент обладает очень высокой жесткостью, но, как мы уже отмечали выше, крайне восприимчив к любому биению шпинделя станка. Поэтому если вы не можете обеспечить должную фиксацию обрабатываемой детали, но лучше сделать выбор в пользу быстрорезов.
Однако главный момент, который необходимо учитывать при обработке алюминия: чем более скоростной режим фрезеровки вы выберете, тем более гладкой будет поверхность обработки. И тут выигрывают фрезы из твёрдых сплавов. Так как быстрорежущие инструменты довольно быстро затупляются, если скорость резания высокая.
В каталоге компании ТИГРОТЕХ вы сможете выбрать подходящие фрезы для фрезеровки алюминия как из быстрорежущей стали, так и твёрдосплавные.
В настоящий момент алюминий в качестве конструкционного материала находит очень широкое применение — в строительстве, транспорте, авиационной промышленности, электронике, рекламной и бытовой индустрии, а также во многих других областях. Столь широкое распространение объясняется целым рядом уникальных свойств, присущих алюминию. Это, прежде всего, лёгкость, высокая тепло- и электропроводность (при сравнительно малом удельном электрическом сопротивлении), прочность при сверхнизких температурах, неподверженность коррозии, очень широкая распространённость в земной коре и т. д.
Алюминий пластичен, легко поддаётся обработке. Шлифованная поверхность обладает эстетичным внешним видом и в ряде случаев не требует дополнительного покрытия. Лёгкость напыления алюминия делает его идеальным материалом для ювелирной промышленности и основным — в производстве зеркал. Химические соединения алюминия не обладают токсическим действием, что обуславливает широкое применение в пищевом производстве, изготовлении посуды, упаковки и т. д. Изделия из алюминия поддаются 100%-ой переработке, а, следовательно, безопасны для окружающей среды.
Особенности обработки
Обработка алюминия на высоких скоростях
Фрезеровка алюминия является одним из самых простых и востребованных способов его обработки. Технологическая операция осуществляется на фрезерном станке, где режущий инструмент, снимая слой материала, придаёт заготовке нужный размер и форму. При использовании современного оборудования с ЧПУ появляется уникальная возможность точной обработки даже мельчайших элементов алюминиевой заготовки. Так получается сложный рельеф (плоский или объёмный), а также чёткие, детальные изображения на поверхности изделия.
Читайте также: