El aluminio es un material versátil que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. Es uno de los metales más fáciles de mecanizar en la actualidad, por lo que puede procesarse de manera rápida y eficiente. Pero mecanizar aluminio implica muchos matices complementarios, por lo que mecanizar aluminio también puede ser un desafío.
En esta guía completa, se describen en detalle los tipos de aluminio y sus propiedades, las herramientas para mecanizar aluminio, las mejores estrategias para mecanizar aluminio y otros problemas y soluciones comunes. Confiamos en que después de leer este artículo, tendrá una mejor comprensión del mecanizado de aluminio.
Secuencia efectiva para el mecanizado de aluminio
Para mejorar el proceso, iría en este orden:
- Configuración de parámetros como stepover/stepdown, velocidad de avance, RPM y trayectoria.
- Seleccione una geometría de herramienta de corte adecuada para aluminio y el tipo de operación (desbaste, acabado, etc.), como el ángulo de hélice, el grado de carburo y el número de canales.
- Considere los revestimientos y el acabado del cortador.
- Utilice refrigerante.
¿Por qué el aluminio puede ser un desafío?
El aluminio es uno de los metales más utilizados en el mundo y es muy versátil y rentable. Sin embargo, el aluminio también puede ser un reto para mecanizar debido a sus propiedades únicas. Se manifiesta principalmente en los siguientes tres puntos.
– El aluminio es un desafío para mecanizar debido a sus propiedades únicas, un metal liviano pero sorprendentemente fuerte con alta conductividad térmica y bajo punto de fusión. Además, el aluminio es muy resistente a la corrosión y la oxidación, lo que puede dar lugar a un mecanizado impreciso e inconsistente.
– El aluminio produce fuertes rebabas o virutas al cortar. Esta rebaba o viruta puede dificultar lograr un acabado uniforme que cumpla con las especificaciones necesarias. Además, las rebabas o astillas pueden hacer que el aluminio se rompa o agriete mientras se mecaniza, lo que resulta en costosas reparaciones o reemplazos.
– El aluminio tiene una baja resistencia al corte, lo que dificulta su corte con precisión. La baja resistencia al corte del aluminio también puede dificultar el logro de un acabado uniforme al mecanizar piezas grandes. Además, el aluminio es un metal blando que se puede dañar o deformar fácilmente cuando se mecaniza.
Tipos comunes de aluminio
El aluminio es un material versátil que se utiliza en varios productos, desde latas de bebidas hasta piezas de aviones. El tipo y grado de aluminio utilizado depende de la aplicación y los resultados deseados. A continuación se enumeran algunos tipos comunes de aluminio junto con algunas notas sobre la maquinabilidad.
1. Aleación de aluminio – La aleación de aluminio es un metal similar al aluminio que contiene otros componentes metálicos y se usa comúnmente para fabricar piezas y estructuras con alta resistencia, resistencia a la corrosión y alta estabilidad térmica. Se pueden mecanizar mediante diversas técnicas de mecanizado como corte, extrusión, embutición, estampación, entre otras.
2. Mineral de aluminio – El mineral de aluminio es una aleación de bajo costo que se usa a menudo para fabricar piezas y estructuras livianas. Pueden adoptar técnicas de mecanizado como corte, embutición, estampación, soldadura, etc.
3. Masa de aluminio – La masa de aluminio es una aleación de alta calidad que se suele utilizar en la fabricación de componentes de alto rendimiento como máquinas herramienta, autopartes, etc. Pueden emplear técnicas de mecanizado como fresado, torneado, taladrado, corte, etc.
4. Polvo de aluminio – El polvo de aluminio es una aleación de aluminio confiable que a menudo se usa para fabricar estructuras y piezas complejas. Pueden emplear técnicas de mecanizado como máquinas de chispas, fresado, torneado, corte, etc.
Entre ellos, el grado de aluminio se puede dividir en:
Serie 1000 (representa aluminio puro, que contiene no menos del 99 % de aluminio)
Serie 2000 (principalmente aleación de cobre)
Serie 3000 (principalmente manganeso)
Serie 4000 (basada principalmente en silicio)
Serie 5000 (principalmente magnesio)
Serie 6000 (principalmente magnesio y silicio)
Serie 7000 (principalmente zinc)
Herramientas CNC para mecanizar aluminio
Flautas
Las flautas no son un instrumento musical, sino un surco afilado colocado con la herramienta de corte. Las mejores fresas para aluminio generalmente están disponibles en estilos de 2 o 3 flautas. Pero no es que cuantas más ranuras, mejor. Con más de 3 ranuras, el aluminio no puede evacuar los desechos de manera efectiva a altas velocidades.
• 2 flautas pueden reducir aún más la obstrucción debido a las virutas de metal. Cuando las fuerzas de corte son bajas y el despeje de virutas es crítico para el proceso, la 2 ranuras es la primera opción para el mecanizado tradicional de aluminio y es más adecuada para operaciones de rampa y penetración.
• Los 3 canales son la mejor opción para fresas de metal duro integral para aluminio. 3 flautas proporcionan un equilibrio entre la fuerza de la herramienta y el despeje de virutas.
•4+ flautas: Diseñado para funcionar a velocidades de alimentación más rápidas, pero debido a que tiene más flautas, causa problemas con la eliminación de virutas.
Ángulos de hélice
El ángulo de hélice de la herramienta generalmente se refiere al ángulo de ataque de la herramienta, que es un ángulo en radianes, que indica el ángulo de ataque de la herramienta, y es un valor fijo e inmutable. Los ángulos de hélice más altos eliminan las virutas de la pieza más rápido y brindan un mejor acabado superficial, pero hay un aumento proporcional en la fricción y el calor durante el corte.
Hélice de 35°: para desbaste, mantiene la herramienta fría.
Hélice de 40°: Versátil
Hélice 45°: Para acabado
Broca
Para corte de puntos pequeños en aluminio
Fresa de planear
Para el mecanizado de secciones planas
Escariador
Se usa un escariador para agrandar un orificio existente en aluminio y la máquina CNC debe configurarse a una velocidad de avance más baja y una velocidad de husillo más rápida.
Consejos para el uso de herramientas.
Si un trabajador quiere hacer un buen trabajo, primero debe afilar sus herramientas.
Tratamiento superficial de herramientas.
-Pulido de herramientas: Las herramientas pierden su nitidez cuanto más tiempo se usan. Asegúrese de limpiar las ranuras de corte regularmente para mantener una buena herramienta suave.
-Recubierto: En general, las herramientas sin recubrimiento son las mejores. Pero para mejorar el proceso de la pieza, a veces tenemos que hacer esto.
Recubrimientos comunes
- Óxido de aluminio: Este es un recubrimiento sobre acero y no se puede usar sobre aluminio.
- Zirconio: Recomendado. Este es un buen recubrimiento para aluminio para ayudar con el flujo de virutas y reducir la fricción.
- Titanio Boro: Disponible. Pero tiene poca afinidad por el aluminio y puede deslizarse durante el uso.
Fluido de corte
Nunca fresado en seco de aluminio, es algo peligroso de hacer. Cuando el cortador se atasca con el aluminio fundido que se acumula alrededor de los bordes, puede provocar una explosión. Al proceso de corte del aluminio se le añade fluido de corte, es el “aceite” en el mecanizado CNC, que aumenta la precisión de la herramienta de corte y mejora el acabado.
Avances y velocidades
Cuando se trata de avances y velocidad de corte para aluminio, muchas personas usan 1000 SFM para calcular sus RPM, pero eso no va más rápido que los demás. En general, 1000-1500 SFM es una rpm normal para cortar aluminio para hacer funcionar un husillo. Sin embargo, las técnicas avanzadas de prueba de armónicos pueden permitirle alcanzar hasta 3 veces esa velocidad.
Cuando se trata de la tasa de alimentación, muchos tienden a ser conservadores. Si está alimentando una fresa de 1/2″ a 0.003″ por diente, simplemente está perdiendo el tiempo. Para aprovechar al máximo la producción, debe aspirar a por lo menos el 1 % del diámetro de la fresa por diente; en este caso, .005″ por diente o .010” por revolución. Con una configuración estable y una herramienta corta, incluso podría duplicar eso.
La única excepción a esto es cuando trabaja con herramientas pequeñas, como 1/8″ o menos. En estos casos, la eliminación de las virutas puede convertirse en un problema, lo que significa que deberá reducir la velocidad para las virutas más delgadas.
Las mejores estrategias para el mecanizado de aluminio
Los novatos que procesan aluminio a menudo encuentran algunas dificultades. Aquí hay algunos consejos y experiencias para el mecanizado CNC de aluminio, que pueden ayudarlo a mecanizar mejor el aluminio.
– Añadir refrigerante apropiado.
El aluminio es más conductor térmico y disipa mucho calor durante el procesamiento. El flujo de refrigerante adecuado mantiene las virutas alejadas de la zona de trabajo y mantiene las superficies de corte correctamente lubricadas.
– Necesita muchos caballos de fuerza.
A la hora de mecanizar aluminio, al ser un metal, se necesita una gran cantidad de potencia. Si su máquina no alcanza la potencia necesaria para el corte, se producirán problemas como vibración y deflexión. En tales casos, es recomendable utilizar la "reducción de potencia" en caballos de fuerza en los cálculos de avance y velocidad, particularmente cuando se utilizan máquinas más pequeñas y livianas para el fresado de aluminio.
– Limpia las fichas a tiempo.
La alta ductilidad del aluminio da como resultado virutas largas e ininterrumpidas que se acumulan rápidamente alrededor de la herramienta. Esto puede provocar la rotura de la herramienta, la acumulación de bordes de ataque (más problemas de pegajosidad) y la acumulación de calor (superficies manchadas). El proceso de limpieza de virutas debe agregarse al procesamiento real para reducir la acumulación de calor en el área de corte.
También es necesario mantener la limpieza del refrigerante, reemplazar el refrigerante a tiempo e instalar un filtro en el puerto de retorno del refrigerante en el banco de trabajo para filtrar las impurezas y mantener el refrigerante limpio. Agregue bloques de jabón y detergentes al refrigerante para aumentar su capacidad para eliminar las virutas.
Algunas preguntas comunes y soluciones a Issues
1. ¿Cómo obtengo un excelente acabado superficial en aluminio?
Un problema común encontrado durante el mecanizado de aluminio es la vibración inducida por vibración. La vibración puede introducir un acabado superficial deficiente y errores dimensionales.
Por un lado, es necesario reducir el aleteo durante el procesamiento y, por otro lado, es necesario utilizar otras láminas de hierro o cintas de eliminación de virutas para transportar directamente las virutas de aluminio descargadas de la máquina a la ranura de virutas de aluminio, de modo que para reducir las virutas de aluminio que caen al suelo y el contacto entre las virutas de aluminio y el aire, Reducir la oxidación de las virutas de aluminio.
2. ¿Por qué el aluminio se vuelve marrón cuando se muele?
El aluminio se vuelve marrón cuando se muele porque el aluminio se oxida fácilmente a altas temperaturas y el aluminio oxidado se convierte en una sustancia gris o marrón, también conocida como óxido de aluminio. Debe asegurarse de que el metal no esté expuesto a humedad adicional.
Resumen de mecanizado de aluminio
El aluminio es maleable, liviano, conductor térmico y eléctrico, y tiene excelentes propiedades de resistencia. No se puede mecanizar como el acero inoxidable o cualquier otro material duro. Creo que después de leer este artículo, tendrá una comprensión general del procesamiento de aluminio.
Finalmente, si tiene una exploración más profunda del procesamiento de aluminio o necesita mecanizar aluminio, puede contactarnos y compartir sus ideas.
