Aluminium ist ein vielseitiges Material, das in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt wird. Es ist heute eines der am einfachsten zu bearbeitenden Metalle und kann daher schnell und effizient verarbeitet werden. Aber die Bearbeitung von Aluminium beinhaltet viele komplementäre Nuancen, sodass die Bearbeitung von Aluminium auch eine Herausforderung sein kann.
In diesem umfassenden Leitfaden werden die Arten von Aluminium und ihre Eigenschaften, Werkzeuge zur Bearbeitung von Aluminium, die besten Strategien zur Bearbeitung von Aluminium sowie andere häufig auftretende Probleme und Lösungen ausführlich beschrieben. Wir gehen davon aus, dass Sie nach der Lektüre dieses Artikels ein besseres Verständnis für die Aluminiumbearbeitung haben.
Effektiver Ablauf für die Bearbeitung von Aluminium
Um den Prozess zu verbessern, würde ich in dieser Reihenfolge vorgehen:
- Einstellen von Parametern wie Zustellung/Zustellung, Vorschub, Drehzahl und Werkzeugweg.
- Wählen Sie eine für Aluminium geeignete Schneidwerkzeuggeometrie und die Art der Operation (Schruppen, Schlichten usw.), wie z. B. Spiralwinkel, Hartmetallsorte und Anzahl der Spannuten.
- Berücksichtigen Sie die Beschichtungen und das Finish des Fräsers.
- Kühlmittel verwenden.
Warum kann Aluminium eine Herausforderung sein?
Aluminium ist eines der am häufigsten verwendeten Metalle weltweit und äußerst vielseitig und kostengünstig. Allerdings kann die Bearbeitung von Aluminium aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften auch eine Herausforderung darstellen. Dies äußert sich hauptsächlich in den folgenden drei Punkten.
– Aluminium ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften schwierig zu bearbeiten, ein leichtes und dennoch überraschend starkes Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Schmelzpunkt. Darüber hinaus ist Aluminium sehr beständig gegen Korrosion und Oxidation, was zu ungenauen und inkonsistenten Bearbeitungen führen kann.
– Aluminium erzeugt beim Schneiden starke Grate oder Späne. Dieser Grat oder Splitter kann es schwierig machen, eine glatte Oberfläche zu erzielen, die den erforderlichen Spezifikationen entspricht. Darüber hinaus können Grate oder Späne dazu führen, dass das Aluminium während der Bearbeitung bricht oder reißt, was kostspielige Reparaturen oder Ersatzlieferungen nach sich zieht.
– Aluminium hat eine geringe Scherfestigkeit, was ein präzises Schneiden erschwert. Die geringe Scherfestigkeit von Aluminium kann es außerdem erschweren, bei der Bearbeitung großer Teile ein gleichmäßiges Finish zu erzielen. Darüber hinaus ist Aluminium ein weiches Metall, das bei der Bearbeitung leicht beschädigt oder verformt werden kann.
Gängige Arten von Aluminium
Aluminium ist ein vielseitiges Material, das in verschiedenen Produkten verwendet wird, von Getränkedosen bis hin zu Flugzeugteilen. Art und Qualität des verwendeten Aluminiums hängen von der Anwendung und den gewünschten Ergebnissen ab. Nachfolgend sind einige gängige Aluminiumtypen aufgeführt, zusammen mit einigen Hinweisen zur Bearbeitbarkeit.
1. Aluminiumlegierung – Aluminiumlegierung ist ein aluminiumähnliches Metall, das andere Metallkomponenten enthält und häufig zur Herstellung von Teilen und Strukturen mit hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hoher thermischer Stabilität verwendet wird. Sie können mit verschiedenen Bearbeitungstechniken wie Schneiden, Extrudieren, Ziehen und Stanzen bearbeitet werden.
2. Aluminiummineral – Aluminiummineral ist eine kostengünstige Legierung, die häufig zur Herstellung leichter Teile und Strukturen verwendet wird. Sie können Bearbeitungstechniken wie Schneiden, Ziehen, Stanzen, Schweißen usw. anwenden.
3. Aluminiummasse – Aluminiummasse ist eine hochwertige Legierung, die häufig bei der Herstellung von Hochleistungskomponenten wie Werkzeugmaschinen, Autoteilen usw. verwendet wird. Dabei können Bearbeitungstechniken wie Fräsen, Drehen, Bohren, Schneiden usw. zum Einsatz kommen.
4. Aluminiumpulver – Aluminiumpulver ist eine zuverlässige Aluminiumlegierung, die häufig zur Herstellung komplexer Strukturen und Teile verwendet wird. Sie können Bearbeitungstechniken wie Funkenmaschinen, Fräsen, Drehen, Schneiden usw. anwenden.
Unter diesen kann die Aluminiumsorte unterteilt werden in:
1000er-Serie (repräsentiert reines Aluminium, das mindestens 99 % Aluminium enthält)
2000er-Serie (hauptsächlich Kupferlegierung)
3000er-Serie (hauptsächlich Mangan)
4000er-Serie (hauptsächlich auf Siliziumbasis)
5000er-Serie (hauptsächlich Magnesium)
6000er-Serie (hauptsächlich Magnesium und Silizium)
7000er-Serie (hauptsächlich Zink)
CNC-Werkzeuge zur Bearbeitung von Aluminium
Flöten
Flöten sind kein Musikinstrument, sondern eine scharfe Rille, die mit dem Schneidwerkzeug positioniert wird. Die besten Schaftfräser für Aluminium sind normalerweise in 2- oder 3-schneidiger Ausführung erhältlich. Aber es gilt nicht, dass je mehr Slots, desto besser. Mit mehr als 3 Schlitzen kann Aluminium Schmutz bei hohen Geschwindigkeiten nicht effektiv entfernen.
• 2 Rillen können Verstopfungen durch Metallspäne weiter reduzieren. Wenn die Schnittkräfte gering sind und die Spanfreiheit für den Prozess von entscheidender Bedeutung ist, ist die 2-Schneiden-Fräse die erste Wahl für die herkömmliche Bearbeitung von Aluminium und eignet sich besser für Rampen- und Eintauchoperationen.
• 3 Schneiden sind die beste Wahl für Vollhartmetall-Schaftfräser für Aluminium. 3 Spannuten sorgen für ein ausgewogenes Verhältnis von Werkzeugstärke und Spanfreiheit.
•4+ Nuten: Entwickelt für schnellere Vorschubgeschwindigkeiten, verursacht aber aufgrund der größeren Nutenzahl Probleme bei der Spanabfuhr.
Spiralwinkel
Der Helixwinkel des Werkzeugs bezieht sich im Allgemeinen auf den Anstellwinkel des Werkzeugs, bei dem es sich um einen Winkel im Bogenmaß handelt, der den Anstellwinkel des Werkzeugs angibt und ein fester und unveränderlicher Wert ist. Höhere Spiralwinkel entfernen die Späne schneller vom Teil und sorgen für eine bessere Oberflächengüte, es kommt jedoch zu einem entsprechenden Anstieg der Reibung und Wärme beim Schneiden.
35° Helix: Hält das Werkzeug beim Schruppen kühl.
40° Helix: Vielseitig
45° Helix: Zum Schlichten
Bohrer
Für kleine punktuelle Schnitte auf Aluminium
Planfräser
Zur Flachbearbeitung
Reibahle
Mit einer Reibahle wird ein bestehendes Loch in Aluminium vergrößert und die CNC-Maschine muss auf einen geringeren Vorschub und eine höhere Spindeldrehzahl eingestellt werden.
Tipps zur Verwendung von Werkzeugen
Wenn ein Arbeiter gute Arbeit leisten will, muss er zuerst seine Werkzeuge schärfen.
Oberflächenbehandlung von Werkzeugen
- Polieren von Werkzeugen: Werkzeuge verlieren ihre Schärfe, je länger sie verwendet werden. Achten Sie darauf, die Schneidrillen regelmäßig zu reinigen, um ein gutes Werkzeug glatt zu halten.
-Beschichtet: Im Allgemeinen sind unbeschichtete Werkzeuge am besten. Aber um den Teileprozess zu verbessern, müssen wir manchmal dies tun.
Gängige Beschichtungen
- Aluminiumoxid: Dies ist eine Beschichtung auf Stahl und kann nicht auf Aluminium verwendet werden.
- Zirkonia: Empfohlen. Dies ist eine gute Beschichtung für Aluminium, um den Spanfluss zu unterstützen und die Reibung zu verringern.
- Titan-Bor: Verfügbar. Es hat jedoch eine geringe Affinität zu Aluminium und kann während des Gebrauchs abrutschen.
Schneidflüssigkeit
Aluminium niemals trocken fräsen, das ist gefährlich. Wenn der Schneider durch geschmolzenes Aluminium, das sich an den Rändern ansammelt, blockiert, kann es zu einer Explosion kommen. Dem Aluminium-Schneidprozess wird Schneidflüssigkeit zugesetzt, es ist das „Öl“ bei der CNC-Bearbeitung, das die Präzision des Schneidwerkzeugs erhöht und die Oberfläche verbessert.
Vorschübe und Geschwindigkeiten
Wenn es um Vorschübe und Schnittgeschwindigkeit für Aluminium geht, verwenden viele Leute 1000 SFM zur Berechnung ihrer Drehzahl, aber das ist nicht schneller als alle anderen. Im Allgemeinen sind 1000–1500 SFM eine normale Drehzahl zum Schneiden von Aluminium, um eine Spindel anzutreiben. Mit fortschrittlichen Oberschwingungsprüftechniken können Sie jedoch bis zum Dreifachen dieser Geschwindigkeit erreichen.
Bei der Vorschubgeschwindigkeit sind viele eher konservativ. Wenn Sie einen 1/2-Zoll-Schaftfräser mit 0.003 Zoll pro Zahn beschicken, verschwenden Sie nur Zeit. Um die Produktionsleistung voll auszuschöpfen, sollten Sie mindestens 1 % des Fräserdurchmessers pro Zahn anstreben; in diesem Fall 005 Zoll pro Zahn oder 010 Zoll pro Umdrehung. Mit einem stabilen Aufbau und einem kurzen Werkzeug lässt sich das vielleicht sogar verdoppeln.
Die einzige Ausnahme hiervon besteht, wenn Sie mit kleinen Werkzeugen arbeiten, z. B. 1/8 Zoll oder weniger. In diesen Fällen kann die Spanabfuhr zu einem Problem werden, was bedeutet, dass Sie bei dünneren Spänen langsamer fahren müssen.
Beste Strategien für die Aluminiumbearbeitung
Anfänger, die Aluminium verarbeiten, stoßen oft auf einige Schwierigkeiten. Hier finden Sie einige Tipps und Erfahrungen zur CNC-Bearbeitung von Aluminium, die Ihnen dabei helfen können, Aluminium besser zu bearbeiten.
– Geeignetes Kühlmittel hinzufügen.
Aluminium ist wärmeleitfähiger und leitet bei der Verarbeitung hohe Wärme ab. Der richtige Kühlmittelfluss hält Späne von der Arbeitszone fern und sorgt dafür, dass die Schnittflächen ordnungsgemäß geschmiert sind.
– Benötigt viele PS.
Bei der Bearbeitung von Aluminium ist, da es sich um ein Metall handelt, ein hoher Kraftaufwand erforderlich. Wenn Ihre Maschine nicht über die für den Schnitt erforderliche Leistung verfügt, führt dies zu Problemen wie Rattern und Durchbiegung. In solchen Fällen ist es ratsam, bei Vorschub- und Geschwindigkeitsberechnungen eine „Leistungsreduzierung“ zu verwenden, insbesondere wenn leichte, kleinere Maschinen zum Fräsen von Aluminium verwendet werden.
– Späne rechtzeitig beseitigen.
Die hohe Duktilität von Aluminium führt zu langen, ungebrochenen Spänen, die sich schnell um das Werkzeug herum ansammeln. Dies kann zu Werkzeugbruch, Anbackungen an der Vorderkante (mehr Klebrigkeitsprobleme) und Hitzestau (verschmierte Oberflächen) führen. Der Prozess der Spänereinigung sollte der eigentlichen Bearbeitung hinzugefügt werden, um die Hitzeansammlung im Schneidbereich zu reduzieren.
Es ist auch notwendig, die Sauberkeit des Kühlmittels aufrechtzuerhalten, das Kühlmittel rechtzeitig auszutauschen und einen Filter an der Rücklauföffnung des Kühlmittels auf der Werkbank zu installieren, um Verunreinigungen herauszufiltern und das Kühlmittel sauber zu halten. Fügen Sie dem Kühlmittel Seifenblöcke und Reinigungsmittel hinzu, um die Späneentfernung zu verbessern.
Einige häufig gestellte Fragen und Lösungen zu Issues
1. Wie erhalte ich eine hervorragende Oberflächengüte auf Aluminium?
Ein häufiges Problem bei der Aluminiumbearbeitung ist vibrationsbedingtes Rattern. Rattern kann zu einer schlechten Oberflächengüte und Maßfehlern führen.
Einerseits ist es notwendig, das Flattern während der Bearbeitung zu reduzieren, und andererseits ist es notwendig, andere Eisenbleche oder Späneabfuhrbänder zu verwenden, um die von der Maschine abgegebenen Aluminiumspäne direkt zur Aluminiumspänenut zu transportieren, so wie um die auf den Boden fallenden Aluminiumspäne und den Kontakt zwischen den Aluminiumspänen und der Luft zu reduzieren. Reduzieren Sie die Oxidation von Aluminiumspänen.
2. Warum wird Aluminium beim Fräsen braun?
Aluminium wird beim Mahlen braun, da Aluminium bei hohen Temperaturen leicht oxidiert und das oxidierte Aluminium zu einer grauen oder braunen Substanz wird, die auch als Aluminiumoxid bekannt ist. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass das Metall keiner zusätzlichen Feuchtigkeit ausgesetzt wird.
Zusammenfassung der Bearbeitung von Aluminium
Aluminium ist formbar, leicht, thermisch und elektrisch leitfähig und verfügt über hervorragende Festigkeitseigenschaften. Kann nicht wie Edelstahl oder andere harte Materialien bearbeitet werden. Ich glaube, dass Sie nach der Lektüre dieses Artikels ein allgemeines Verständnis der Aluminiumverarbeitung haben werden.
Wenn Sie sich eingehender mit der Aluminiumverarbeitung befassen oder Aluminium bearbeiten müssen, können Sie uns kontaktieren und uns Ihre Ideen mitteilen
