L'aluminium est un matériau polyvalent qui est utilisé dans une grande variété d'applications. C'est l'un des métaux les plus faciles à usiner aujourd'hui, il peut donc être traité rapidement et efficacement. Mais l'usinage de l'aluminium implique de nombreuses nuances complémentaires, de sorte que l'usinage de l'aluminium peut également être difficile.
Dans ce guide complet, les types d'aluminium et leurs propriétés, les outils d'usinage de l'aluminium, les meilleures stratégies d'usinage de l'aluminium et d'autres problèmes et solutions courants sont décrits en détail. Nous espérons qu'après avoir lu cet article, vous aurez une meilleure compréhension de l'usinage de l'aluminium.
Séquence efficace pour l'usinage de l'aluminium
Pour améliorer le processus, j'irais dans cet ordre:
- Réglage des paramètres tels que stepover/stepdown, vitesse d'avance, RPM et parcours d'outil.
- Sélectionnez une géométrie d'outil de coupe adaptée à l'aluminium et au type d'opération (ébauche, finition, etc.) comme l'angle d'hélice, la nuance de carbure et le nombre de goujures.
- Considérez les revêtements et la finition de la fraise.
- Utiliser du liquide de refroidissement.
Pourquoi l'aluminium peut-il être difficile ?
L'aluminium est l'un des métaux les plus utilisés dans le monde et est très polyvalent et rentable. Cependant, l'aluminium peut également être difficile à usiner en raison de ses propriétés uniques. Se manifeste principalement dans les trois points suivants.
– L'aluminium est difficile à usiner en raison de ses propriétés uniques, un métal léger mais étonnamment solide avec une conductivité thermique élevée et un point de fusion bas. De plus, l'aluminium est très résistant à la corrosion et à l'oxydation, ce qui peut entraîner un usinage imprécis et incohérent.
– L'aluminium produit de fortes bavures ou copeaux lors de la coupe. Cette bavure ou éclat peut rendre difficile l'obtention d'une finition lisse qui répond aux spécifications nécessaires. De plus, des bavures ou des copeaux peuvent provoquer la rupture ou la fissuration de l'aluminium lors de l'usinage, ce qui entraîne des réparations ou des remplacements coûteux.
– L'aluminium a une faible résistance au cisaillement, ce qui le rend difficile à couper avec précision. La faible résistance au cisaillement de l'aluminium peut également rendre difficile l'obtention d'une finition homogène lors de l'usinage de grandes pièces. De plus, l'aluminium est un métal mou qui peut être facilement endommagé ou déformé lorsqu'il est usiné.
Types courants d'aluminium
L'aluminium est un matériau polyvalent utilisé dans divers produits, des canettes de boisson aux pièces d'avion. Le type et la qualité de l'aluminium utilisé dépendent de l'application et des résultats souhaités. Certains types d'aluminium courants sont répertoriés ci-dessous avec quelques notes sur l'usinabilité.
1. Alliage d'aluminium – Un alliage d'aluminium est un métal de type aluminium contenant d'autres composants métalliques. Il est couramment utilisé pour la fabrication de pièces et de structures à haute résistance, à la corrosion et à haute stabilité thermique. Il peut être usiné par diverses techniques telles que la découpe, l'extrusion, l'étirage et l'emboutissage.
2. Minéral d'aluminium – Le minéral d'aluminium est un alliage bon marché souvent utilisé pour fabriquer des pièces et des structures légères. Il peut être usiné selon des techniques telles que la découpe, l'étirage, l'emboutissage, le soudage, etc.
3. Masse d'aluminium – La masse d'aluminium est un alliage de haute qualité souvent utilisé dans la fabrication de composants haute performance tels que les machines-outils, les pièces automobiles, etc. Ils peuvent employer des techniques d'usinage telles que le fraisage, le tournage, le perçage, la découpe, etc.
4. Poudre d'aluminium – La poudre d'aluminium est un alliage d'aluminium fiable, souvent utilisé pour la fabrication de structures et de pièces complexes. Elle peut être usinée selon des techniques telles que l'électroérosion, le fraisage, le tournage, le découpage, etc.
Parmi eux, la qualité de l'aluminium peut être divisée en:
Série 1000 (représente l'aluminium pur, contenant au moins 99 % d'aluminium)
Série 2000 (principalement en alliage de cuivre)
Série 3000 (principalement manganèse)
Série 4000 (principalement à base de silicium)
Série 5000 (principalement magnésium)
Série 6000 (principalement magnésium et silicium)
Série 7000 (principalement zinc)
Outils CNC pour l'usinage de l'aluminium
Flûtes
Les flûtes ne sont pas un instrument de musique, mais une rainure pointue positionnée avec l'outil de coupe. Les meilleures fraises en bout pour l'aluminium sont généralement disponibles en styles à 2 ou 3 cannelures. Mais ce n'est pas que plus il y a de créneaux, mieux c'est. Avec plus de 3 fentes, l'aluminium ne peut pas évacuer efficacement les débris à grande vitesse.
• 2 cannelures permettent de réduire davantage le colmatage dû aux copeaux de métal. Lorsque les forces de coupe sont faibles et que le dégagement des copeaux est essentiel au processus, le 2 dents est le premier choix pour l'usinage traditionnel de l'aluminium et convient mieux aux opérations de ramping et de plongée.
• 3 goujures sont le meilleur choix pour les fraises en bout en carbure monobloc pour l'aluminium. 3 flûtes offrent un équilibre entre la résistance de l'outil et le dégagement des copeaux.
• 4 + cannelures : conçu pour fonctionner à des vitesses d'alimentation plus rapides, mais en raison du nombre élevé de cannelures, cela entraîne des problèmes d'élimination des copeaux.
Angles d'hélice
L'angle d'hélice de l'outil fait généralement référence à l'angle d'attaque de l'outil, qui est un angle en radians, indiquant l'angle d'attaque de l'outil, et qui est une valeur fixe et immuable. Des angles d'hélice plus élevés éliminent plus rapidement les copeaux de la pièce et offrent une meilleure finition de surface, mais il y a une augmentation proportionnelle du frottement et de la chaleur pendant la coupe.
Hélice 35° : Pour l'ébauche, maintient l'outil au frais.
Hélice à 40° : polyvalente
Hélice 45° : Pour la finition
Foret
Pour petites découpes ponctuelles sur aluminium
Fraise à surfacer
Pour l'usinage de profilés plats
Fraise
Un alésoir est utilisé pour agrandir un trou existant dans l'aluminium et la machine CNC doit être réglée sur une vitesse d'avance inférieure et une vitesse de broche plus rapide.
Conseils d'utilisation des outils
Si un ouvrier veut faire du bon travail, il doit d'abord affûter ses outils.
Traitement de surface des outils
-Polissage des outils : les outils perdent leur tranchant au fur et à mesure qu'ils sont utilisés. Assurez-vous de nettoyer régulièrement les rainures de coupe pour garder un bon outil lisse.
-Enduit : En général, les outils non enduits sont les meilleurs. Mais pour améliorer le processus de la pièce, nous devons parfois le faire.
Revêtements communs
- Oxyde d'aluminium : Il s'agit d'un revêtement sur l'acier et ne peut pas être utilisé sur l'aluminium.
- Zircone : Recommandé. C'est un bon revêtement pour l'aluminium pour aider à l'écoulement des copeaux et réduire la friction.
- Titane Bore : Disponible. Mais il a une faible affinité pour l'aluminium et peut glisser pendant l'utilisation.
Liquide de coupe
Jamais d'aluminium fraisé à sec, c'est une chose dangereuse à faire. Lorsque la fraise se coince à cause de l'aluminium fondu qui s'accumule sur les bords, cela peut provoquer une explosion. Le fluide de coupe est ajouté au processus de coupe de l'aluminium, c'est «l'huile» dans l'usinage CNC, ce qui augmente la précision de l'outil de coupe et améliore la finition.
Avances et vitesses
En ce qui concerne les avances et la vitesse de coupe de l'aluminium, de nombreuses personnes utilisent 1000 SFM pour calculer leur RPM, mais cela ne va pas plus vite que tout le monde. En général, 1000-1500 SFM est un régime normal pour couper l'aluminium pour faire fonctionner une broche. Cependant, des techniques avancées de test d'harmoniques peuvent vous permettre d'atteindre jusqu'à 3 fois cette vitesse.
En ce qui concerne le taux d'alimentation, beaucoup ont tendance à être conservateurs. Si vous alimentez une fraise en bout de 1/2″ à 0.003″ par dent, vous perdez simplement du temps. Pour profiter pleinement de la production, il faut viser au moins 1 % du diamètre de fraise par dent ; dans ce cas, .005″ par dent ou .010″ par tour. Avec une configuration stable et un outil court, vous pourriez même être en mesure de doubler cela.
La seule exception à cela est lorsque vous travaillez avec de petits outils, tels que 1/8″ ou moins. Dans ces cas, le dégagement des puces peut devenir un problème, ce qui signifie que vous devrez ralentir pour des puces plus fines.
Meilleures stratégies pour l'usinage de l'aluminium
Les novices qui transforment l'aluminium rencontrent souvent quelques difficultés. Voici quelques conseils et expériences pour l'usinage CNC de l'aluminium, qui peuvent vous aider à mieux usiner l'aluminium.
– Ajouter le liquide de refroidissement approprié.
L'aluminium est plus conducteur thermiquement et dissipe une chaleur élevée pendant le traitement. Un bon débit de liquide de refroidissement éloigne les copeaux de la zone de travail et maintient les surfaces de coupe correctement lubrifiées.
– Nécessite beaucoup de puissance.
Lors de l'usinage de l'aluminium, puisqu'il s'agit d'un métal, une grande quantité de puissance est nécessaire. Si la puissance nécessaire à la coupe n'est pas fournie par votre machine, cela entraînera des problèmes tels que le broutage et la déviation. Dans de tels cas, il est conseillé d'utiliser le "déclassement" de la puissance dans les calculs d'avance et de vitesse, en particulier lors de l'utilisation de machines légères et plus petites pour le fraisage de l'aluminium.
– Nettoyez les copeaux à temps.
La ductilité élevée de l'aluminium se traduit par des copeaux longs et ininterrompus qui s'accumulent rapidement autour de l'outil. Cela peut entraîner une rupture de l'outil, une accumulation de pointe (plus de problèmes d'adhérence) et une accumulation de chaleur (surfaces tachées). Le processus de nettoyage des copeaux doit être ajouté au traitement réel pour réduire l'accumulation de chaleur dans la zone de coupe.
Il est également nécessaire de maintenir la propreté du liquide de refroidissement, de remplacer le liquide de refroidissement à temps et d'installer un filtre à l'orifice de retour du liquide de refroidissement sur l'établi pour filtrer les impuretés et garder le liquide de refroidissement propre. Ajoutez des blocs de savon et des détergents au liquide de refroidissement pour augmenter sa capacité à éliminer les copeaux.
Quelques questions courantes et solutions aux problèmesues
1. Comment obtenir une excellente finition de surface sur l'aluminium ?
Un problème courant rencontré lors de l'usinage de l'aluminium est le broutage induit par les vibrations. Le broutage peut introduire une mauvaise finition de surface et des erreurs dimensionnelles.
D'une part, il est nécessaire de réduire le flottement pendant le traitement, et d'autre part, il est nécessaire d'utiliser d'autres tôles de fer ou bandes d'enlèvement de copeaux pour transporter directement les copeaux d'aluminium déchargés de la machine vers la rainure de copeaux d'aluminium, de manière à pour réduire les copeaux d'aluminium tombant au sol et le contact entre les copeaux d'aluminium et l'air, Réduire l'oxydation des copeaux d'aluminium.
2.Pourquoi l'aluminium brunit-il lorsqu'il est usiné ?
L'aluminium devient brun lorsqu'il est broyé car l'aluminium s'oxyde facilement à des températures élevées et l'aluminium oxydé se transforme en une substance grise ou brune, également connue sous le nom d'oxyde d'aluminium. Vous devez vous assurer que le métal n'est pas exposé à une humidité supplémentaire.
Résumé de l'usinage de l'aluminium
L'aluminium est malléable, léger, thermiquement et électriquement conducteur et possède d'excellentes propriétés de résistance. Ne peut pas être usiné comme l'acier inoxydable ou tout autre matériau dur. Je pense qu'après avoir lu cet article, vous aurez une compréhension générale du traitement de l'aluminium.
Enfin, si vous avez une exploration plus approfondie du traitement de l'aluminium ou si vous avez besoin d'usiner de l'aluminium, vous pouvez nous contacter et partager vos idées.
