Alumiinin syötöt ja nopeudet: RPM, lastukuorma ja SFM-kaaviot CNC-jyrsintää varten

Alumiinilla on maine helppona materiaalina, ja suurimman osan ajasta se ansaitsee sen maineen. Se leikkaa nopeasti, se vetää lämmön pois leikkuuterästä nopeasti, ja se vaatii harvoin varovaisuutta, jota karkaistu teräs vaatii. Tämä maine kätkee tarinan toisen puolen: alumiini on tahmeaa, se kerääntyy tylsälle reunalle sekunneissa ja kietoutuu mielellään pitkän naruisen lastun leikkurin ympärille, kunnes urat pakkaavat kiinteästi ja työkalu napsahtaa.

Hiomme kovametallipääjyrsimet Changzhoussa, keskellä Kiinan työkalunvalmistusklusteria, ja suuri osa sovelluspöydällemme tulevista kysymyksistä kuulostaa lähes identtisiltä: mikä kierrosluku, mikä syöttö, kuinka monta uraa ja miksi viimeinen leikkuri meni rikki? Tämä opas vastaa näihin kysymyksiin samoilla numeroilla ja samoilla perusteluilla, joita esitämme konepajoissa joka viikko.

Neljä numeroa jokaisen alumiinileikkauksen takana

Syötteet ja nopeudet eivät ole yksi asetus. Ne ovat neljä toisistaan ​​riippuvaa arvoa, ja yhden muuttaminen liikuttaa aina muita.

• Leikkausnopeus (SFM tai m/min): kuinka nopeasti leikkuureuna kulkee materiaalin läpi. Alumiini kestää erittäin suuria pintanopeuksia, koska se johtaa niin tehokkaasti lämpöä pois reunasta.
• Karan nopeus (RPM): koneen todellisuudessa tuottama kierto, joka on johdettu leikkausnopeudesta ja työkalun halkaisijasta.
• Syöttö per hammas tai lastukuorma (mm/hammas tai sisään/hammas): materiaalin paksuus, jonka jokainen ura poistaa kerralla. Tämä on numero, joka päättää, leikkaako vai hankaako työkalu.
• Taulukon syöttö (mm/min tai IPM): koneen ohjelmoitu liikerata laskettuna RPM:stä, lastukuormasta ja urien lukumäärästä.

Kaksi hallitsevaa kaavaa ovat tarpeeksi lyhyitä muistettavaksi. Karan nopeus on yhtä suuri kuin leikkausnopeus kerrottuna 3,82:lla ja jaettuna työkalun halkaisijalla tuumina tai metrisinä yksiköinä, leikkausnopeus m/min kerrottuna 1000:lla ja jaettuna 3,14-kertaisella halkaisijalla millimetreinä. Taulukon syöttö on yhtä kuin karan nopeus kerrottuna syötöllä hammasta kohti kerrottuna urien lukumäärällä.

Kaksi sääntöä ovat tärkeämpiä alumiinissa kuin lähes missään muussa materiaalissa. Ensinnäkin lastun on oltava tarpeeksi paksu kuljettaakseen lämpöä pois leikkauksesta; lastukuorma alle noin 0,02 mm hammasta kohti tarkoittaa, että reuna hankaa, kiillottaa pintaa ja muodostaa kasaantunutta reunaa materiaalin poistamisen sijaan. Toiseksi lastujen poisto on yhtä tärkeä kuin itse luvut, koska pehmeät alumiinilastut hitsautuvat kuumaan reunaan yllättävän nopeasti.

Alumiinin syötteet ja nopeudet: Seoksen peruskaavio

Alla oleva taulukko on käytännöllinen lähtökohta pinnoittamattomille, kiillotetuille kovametallijyrsimille, jotka toimivat alumiinissa ilmapuhalluksella tai kevyellä jäähdytysnesteellä. Syöttö per hammaspylväs olettaa 12 mm:n leikkuria kohtuullisella säteittäisellä kytkennällä.

Käsittele kaaviota lähtökohtana eikä kattona. Työkalun halkaisija muuttaa lastua enemmän kuin mikään muu: 3 mm:n leikkuri ei kestä samaa hammaskuormaa kuin 12 mm:n leikkuri, joten skaalaa syöttö hammasta kohti pienemmille työkaluille ja ylöspäin suurille työkaluille. Valettu ja uudelleensulatettava materiaali ansaitsee malliston konservatiivisen lopputuloksen, koska kovat sulkeumat ja huokoisuus rankaisevat nopeaa, aggressiivista leikkausta.

Kuinka laskea RPM ja syöttönopeus askel askeleelta

Aritmetiikka on tarpeeksi lyhyt tehtäväksi koneohjauksessa, ja se vie alle minuutin.

1. Valitse metalliseoksen leikkausnopeus yllä olevasta taulukosta tai työkalun toimittajan tiedoista ja merkitse yksiköt muistiin.
2. Muunna leikkausnopeus karan nopeudeksi: RPM on yhtä kuin SFM kerrottuna 3,82:lla jaettuna halkaisijalla tuumina tai m/min kerrottuna 1000:lla jaettuna 3,14-kertaisella halkaisijalla millimetreinä.
3. Tarkista tulos koneen maksimikaran kierrosluvun perusteella. Jos laskettu kierrosluku ylittää koneen rajan, palaa takaisin rajasta ja varmista, että lastujen kuormitus pysyy edelleen minimin yläpuolella.
4. Valitse syöttö hammasta kohden suositellun alueen sisällä. Aloita keskeltä, älä alareunasta, koska nauhan alaosa on kohta, josta hankaus alkaa.
5. Laske taulukon syöttö kertomalla kierrosluku, syöttö hammasta kohti ja huilujen määrä ja lataa sitten arvo ohjelmaan.

Työstettynä esimerkkinä 12 mm:n kolmiurainen leikkuri 6061:ssä nopeudella 200 m/min antaa noin 5300 rpm. Kun 0,08 mm hammasta kohti, pöytäsyöttö on 5300 kerrottuna 0,08 kerrottuna 3:lla eli noin 1270 mm/min. Imperial yksiköissä puolen tuuman kaksihuiluinen leikkuri kierrosnopeudella 700 SFM pyörii noin 5 350 kierrosta minuutissa ja 0,005 tuumaa hammasta kohti tuottaa noin 53 IPM:n syöttönopeuden.

Jos myymälässäsi on myös terästä, ruostumatonta tai titaania, meidän jyrsinnän lastuamisnopeustaulukko kerää näiden materiaalien RPM-, SFM- ja syöttönopeusviitteet yhdelle viitesivulle.

Päätymyllyn sovittaminen työhön

Numerot toimivat vain leikkurilla, joka selviää niistä. Alumiinissa huiluluku, helix-kulma ja reunan valmistelu määräävät, kuinka suuren osan lasketusta suorituskyvystä todella saat.

Kuinka monta huilua alumiinille?

Kaksi huilua ovat edelleen turvallisin valinta uraan, upottamiseen ja syviin taskuihin, koska leveä suuaukko poistaa pehmeän lastun nopeasti ja jättää vain vähän mahdollisuuksia pakkaamiseen. Kolme huilua ovat paras yleiskäyttöinen kompromissi: vahvempi ydin mahdollistaa suuremman pöytäsyötön samalla lastukuormalla, mikä on juuri sitä, mitä tuotannon rouhinta vaatii. Neljä tai useampia huiluja kuuluu suuritehoisiin koneisiin ja viimeistelytöihin kevyellä säteittäisellä kytkennällä, jossa lastutilalla on vähemmän merkitystä kuin pinnan laadulla ja metallinpoistonopeudella.

2 urapäätejyrsintä alumiinin työstöön • Erityinen veitsen muotoilu yhdistettynä edistyneeseen kiillotus- ja passivointiteknologiaan estää tehokkaasti tärinää ja ratkaisee lastujen kiinnitarttumisen. • High-pe... Näytä tuote →

Alumiinisarjamme kattaa tämän valikoiman molemmat päät, kahden uran geometrialla ura- ja pienille koneille sekä kolmiuurainen malli liikkeille, jotka haluavat nostaa syöttönopeutta menettämättä lastua.

Helix-kulma, reunageometria ja pinnoitteet

Alumiini palkitsee terävän, kiillotetun leikkuureunan ja korkean kierrekulman, tyypillisesti 40-45 astetta, koska jyrkempi kierre nostaa lastun pois leikkauksesta sen sijaan, että se vetäisi sitä seinää pitkin. Aaltoreunat tai aaltoilevat leikkuureunat vähentävät leikkausvastusta ja murskaavat lastun lyhyemmiksi paloiksi, mikä auttaa huomattavasti syvissä taskuissa ja kumisissa oloissa. Pinnoitteet vaativat hoitoa: perinteisellä titaani-alumiininitridillä on affiniteetti alumiiniin ja se edistää reunan muodostumista, kun taas kiillotettu päällystämätön karbidi, zirkoniumnitridi tai erityinen vähäkitkainen pinnoite toimii paljon paremmin.

3 huiluaaltoreunajyrsintä alumiinin jyrsintään • Erityinen veitsen muotoilu yhdistettynä edistyneeseen kiillotus- ja passivointiteknologiaan estää tehokkaasti tärinää ja ratkaisee lastujen kiinnitarttumisen. • High-pe... Näytä tuote →

Huilumäärän ja alumiinityöhön sovitetun geometrian vertailua varten tiimimme on kirjoittanut käytännöllisen päätyjyrsimen valintaopas alumiinille joka käy läpi samat päätökset työkalusängyn puolelta.

Leikkaussyvyys: säteittäinen vs. aksiaalinen kiinnitys

Kaaviossa näkyy leikkausnopeus ja lastujen kuormitus, mutta leikkaussyvyys ratkaisee, kuinka suuren osan tästä suorituskyvystä kone voi fyysisesti tuottaa. Alumiinissa on kaksi laajaa strategiaa, ja molemmat toimivat hyvin, kun niitä käytetään johdonmukaisesti.

• Syvä aksiaalinen, kevyt säteittäinen: leikkaa 1–2 kertaa työkalun halkaisijaan verrattuna syvään vain 10–30 prosentin säteittäisellä kytkennällä. Tämä trokoidinen rouhintatapa pitää kuorman tasaisena, levittää kulumista uraa pitkin ja poistaa lastut tehokkaasti, koska leikkuri ei ole hautautunut materiaaliin.
• Matala aksiaalinen, raskas radiaalinen: leikkaa muutaman millimetrin syvyyteen käyttäessäsi suurinta osaa työkalun halkaisijasta. Tämä sopii jäykille koneille ja lyhyen ulottuvuuden työkaluille, ja se vaatii jäykkää asennusta, koska reunaan kohdistuva kuormitus on suuri.

Viimeistely on erilainen. Pidä säteittäinen kiinnitysvalo, noin 5–8 prosenttia halkaisijasta, aja täydellä syvyydellä yhdellä ajolla mahdollisuuksien mukaan ja syötä riittävän nopeasti, jotta reuna jatkaa leikkaamista seinän kiillotuksen sijaan. Tarkista myös karan teho ennen kuin ajat kaavion yläpäätä, koska alumiinin rouhinta suurella metallinpoistonopeuksilla voi pysäyttää pienen karan kauan ennen kuin työkalua rasitetaan.

Jäähdytysnesteen ja lastunpoisto

Alumiini ei tarvitse tulvajäähdytysnestettä selviytyäkseen, mutta se tarvitsee aina tien, jolla lastu poistuu leikkauksesta. Paineilma- tai sumujärjestelmä hoitaa useimmat jyrsintätyöt, pitää työalueen näkyvissä ja välttää lämpöshokin ja raskaan tulvajäähdytysnesteen aiheuttaman sotkun. Tulvajäähdytysneste on edelleen hyödyllinen syvissä taskuissa, taskuissa, joihin on huono pääsy, ja kaikissa toimissa, joissa lastut muuten kiertäisivät uudelleen leikkurin alle.

Käytännön sääntö on yksinkertainen: jos sirut näkyvät lattialla eikä taskussa jokaisen ajon jälkeen, evakuointisi toimii. Jos näet lastuja leikattavan uudelleen, kuulet äänen muutoksen tai huomaat viimeistelyn huononevan ajon loppua kohti, pysäytä ja korjaa lastunpoisto ennen kuin kosketat syöttö- ja nopeusarvoja.

Vianetsintä: Sirujen, äänen ja viimeistelyn lukeminen

Useimmat alumiiniongelmat ilmoittavat itsestään ennen kuin osa romutetaan. Alla olevassa taulukossa on kartoitettu tavanomaiset oireet nopeimmin korjaavaan säätöön.

Yksi tapa erottaa harvoin leikkuria rikkovat kaupat viikoittain rikkovista kaupoista: he vaihtavat muuttujan kerrallaan ja kuuntelevat leikkausta jokaisen vaihdon jälkeen. Kaksi säätöä kerralla tekevät mahdottomaksi tietää, kumpi auttoi.

Usein kysytyt kysymykset

Millä kierrosluvuilla minun pitäisi käyttää neljännestuuman jyrsintä 6061:ssä?

Leikkausnopeudella 500–800 SFM neljännestuuman leikkuri toimii noin 7600–12000 rpm. Tarkista ensin koneen raja ja yhdistä sitten karan nopeus lastukuormaan 0,002 - 0,004 tuumaa hammasta kohti, mikä antaa pöydän syötöksi noin 30 - 95 IPM huilumäärästä riippuen.

Tarvitsenko jäähdytysnestettä alumiinin jyrsinnässä?

Ei aina. Ilmapuhallus- tai minimivoitelu hoitaa suurimman osan jyrsintätöistä ja pitää lastut liikkeessä, kun taas tulvajäähdytysneste on sotkun arvoinen syvissä taskuissa, porauksissa ja kaikkialla, missä lastut muuten leikattaisiin uudelleen.

Miksi alumiinilastut tarttuvat leikkuriin?

Melkein aina, koska lastujen kuorma on liian pieni tai leikkuureuna ei ole enää terävä. Reuna hankaa leikkaamisen sijaan, puristushitsaa alumiinia uraan ja muodostunut reuna kasvaa, kunnes viimeistely epäonnistuu tai työkalu rikkoutuu.

Voinko käyttää samoja syöttöjä ja nopeuksia 7075:lle ja 6061:lle?

Aloita alempana 7075:ssä. Se on vahvempi ja vähemmän anteeksiantava aggressiivista toimintaa, joten aloita lähellä 400 SFM:tä kohtuullisella lastukuormalla ja lisää vasta, kun leikkaus kuulostaa vakaalta ja lastut irtoavat puhtaina ja hopeanvärisinä.

Alumiinin syötöt ja nopeudet ovat viime kädessä lähtökohta, eivät kiinteä vastaus, koska jokaisella koneella, pidikkeellä ja työkappaleella on oma mielipiteensä siitä, mikä toimii. Kaavio vie sinut nopeasti oikealle alueelle, kaavat pitävät sinut rehellisenä ja leikkauksen ääni kertoo loput. Tämä yhdistelmä on tapa, jolla sovellusinsinöörimme lähestyvät jokaista alumiinityötä, joka tulee tehtaan läpi, ja se on nopein reitti vakaaseen prosessiin, joka säilyttää toleranssin ajon toisensa jälkeen.