アルミニウムは、さまざまな用途に使用される汎用性の高い材料です。 現在最も加工が容易な金属の XNUMX つであるため、迅速かつ効率的に加工できます。 ただし、アルミニウムの機械加工には多くの補完的なニュアンスが含まれるため、アルミニウムの機械加工は困難な場合もあります。
この包括的なガイドでは、アルミニウムの種類とその特性、アルミニウムを加工するためのツール、アルミニウムを加工するための最適な戦略、およびその他の一般的な問題と解決策が詳細に説明されています。 この記事を読んでいただければ、アルミ加工についての理解が深まると思います。
アルミニウムの加工に効果的な順序
プロセスを改善するには、次の順序で進めます。
- ステップオーバー/ステップダウン、送り速度、RPM、ツールパスなどのパラメーターを設定します。
- アルミニウムに適した切削工具形状と、ねじれ角、超硬材種、刃数などの加工タイプ (荒加工、仕上げ加工など) を選択します。
- カッターのコーティングと仕上げを考慮してください。
- 冷却剤を使用してください。
なぜアルミニウムは難しいのでしょうか?
アルミニウムは世界で最も広く使用されている金属の XNUMX つであり、汎用性とコスト効率が非常に優れています。 ただし、アルミニウムはその独特の特性により、機械加工が難しい場合もあります。 それは主に以下のXNUMX点に表れます。
– アルミニウムは、その独特の特性により機械加工が困難であり、軽量でありながら驚くほど強力な金属であり、高い熱伝導性と低い融点を備えています。 さらに、アルミニウムは腐食や酸化に対する耐性が高いため、不正確で一貫性のない加工が行われる可能性があります。
– アルミニウムは切断時に強いバリや欠けが発生します。 このバリや欠けにより、必要な仕様を満たす滑らかな仕上げを実現することが困難になる場合があります。 さらに、バリや欠けにより、機械加工中にアルミニウムが破損したり亀裂が入ったりする可能性があり、その結果、修理や交換に費用がかかる可能性があります。
– アルミニウムはせん断強度が低いため、正確に切断するのが困難です。 アルミニウムはせん断強度が低いため、大型部品を加工するときに一貫した仕上げを実現することが困難になる場合もあります。 また、アルミニウムは柔らかい金属なので、加工時に傷がついたり変形しやすいです。
一般的なアルミニウムの種類
アルミニウムは、飲料缶から航空機部品に至るまで、さまざまな製品に使用される多用途の素材です。 使用されるアルミニウムの種類とグレードは、用途と望ましい結果によって異なります。 一般的なアルミニウムの種類のいくつかを、機械加工性に関する注意事項とともに以下に示します。
1. アルミニウム合金 – アルミニウム合金は、他の金属成分を含むアルミニウムに似た金属であり、高強度、耐食性、および高い熱安定性を備えた部品や構造の製造に一般的に使用されます。 これらは、切断、押出、絞り、スタンピングなどのさまざまな機械加工技術を使用して機械加工できます。
2. アルミニウム鉱物 – アルミニウム鉱物は、軽量部品や構造物の製造によく使用される低コストの合金です。 切断、絞り、プレス、溶接などの機械加工技術を採用できます。
3. アルミニウム質量 – アルミニウム塊は、工作機械、自動車部品などの高性能部品の製造によく使用される高品質の合金です。フライス加工、旋削、穴あけ、切断などの機械加工技術を使用できます。
4. アルミニウム粉 – アルミニウム粉末は、複雑な構造や部品の製造によく使用される信頼性の高いアルミニウム合金です。 スパークマシン、フライス加工、旋削、切断などの機械加工技術を使用できます。
その中で、アルミニウムのグレードは次のように分類できます。
1000シリーズ（アルミニウムを99％以上含む純アルミニウムを表す）
2000シリーズ（主に銅合金）
3000シリーズ（主にマンガン）
4000シリーズ（主にシリコンベース）
5000シリーズ（主にマグネシウム）
6000シリーズ（主にマグネシウムとシリコン）
7000シリーズ（主に亜鉛）
アルミニウム加工用CNCツール
フルート
フルートは楽器ではなく、刃物で配置された鋭い溝です。 アルミニウムに最適なエンドミルは、通常、2 枚刃または 3 枚刃のスタイルで入手できます。 ただし、スロットが多ければ多いほど良いというわけではありません。 スロットが 3 つを超えると、アルミニウムは高速で破片を効果的に排出できません。
●2枚刃により金属の切り粉による詰まりをさらに軽減します。 切削抵抗が低く、切りくずクリアランスがプロセスにとって重要な場合、従来のアルミニウム加工では 2 枚刃が第一の選択肢となり、ランピングおよびプランジ加工に適しています。
●アルミ用超硬ソリッドエンドミルには3枚刃が最適です。 3 つのフルートにより、工具強度と切りくずクリアランスのバランスが得られます。
•4+ 刃: より速い送り速度で動作するように設計されていますが、刃の数が多いため、切りくず除去に問題が発生します。
ねじれ角
工具のねじれ角は通常、工具の迎え角を指します。これは、工具の迎え角を示すラジアン単位の角度であり、固定された不変の値です。 ねじれ角が大きいほど、部品から切りくずがより早く除去され、表面仕上げが向上しますが、それに応じて、切削中の摩擦と熱も増加します。
35° ねじれ: 荒加工用、工具を低温に保ちます。
40° 螺旋: 多用途
45°ねじれ：仕上げ用
ドリルビット
アルミの小スポット切断に
正面フライス
平坦部加工用
リーマー
リーマーはアルミニウムの既存の穴を拡大するために使用されますが、CNC マシンは低い送り速度と高いスピンドル速度に設定する必要があります。
ツールを使用するためのヒント
労働者が良い仕事をしたいのなら、彼は最初に彼の道具を研ぐ必要があります。
工具の表面処理
・工具研磨：工具は使い続けると切れ味が落ちます。 良好な工具を滑らかに保つために、定期的に切削溝を掃除してください。
- コーティング済み: 一般に、コーティングされていないツールが最適です。 しかし、部品のプロセスを改善するために、時にはこれを行わなければならないことがあります。
一般的なコーティング
- 酸化アルミニウム: これはスチールのコーティングであり、アルミニウムには使用できません。
- ジルコニア：推奨。 これはアルミニウムに適したコーティングで、切りくずの流れを助け、摩擦を軽減します。
- チタンボロン: 利用可能。 ただしアルミとの親和性が低く、使用中に剥がれてしまう可能性があります。
切削液
アルミニウムを乾式粉砕することは危険ですので、絶対に行わないでください。 溶けたアルミニウムがエッジの周りに溜まってカッターが詰まると、爆発を引き起こす可能性があります。 切削液はアルミニウムの切削工程に添加されます。これは CNC 加工における「油」であり、切削工具の精度を高め、仕上がりを向上させます。
送りと速度
アルミニウムの送りと切削速度に関しては、多くの人が 1000 SFM を使用して RPM を計算しますが、それは他の人より速くなっているわけではありません。 一般に、1000 ～ 1500 SFM は、スピンドルを回転させるためにアルミニウムを切断する場合の通常の rpm です。 ただし、高度な高調波テスト技術を使用すると、最大 3 倍の速度に達することができます。
送り速度に関しては、多くの人は保守的な傾向があります。 1/2 インチのエンドミルを 0.003 刃あたり 1 インチで送り込んでいるのでは、単なる時間の無駄です。 生産性を最大限に活用するには、刃あたりのカッター直径の少なくとも 005% を目指す必要があります。 この場合、歯あたり 010 インチ、または XNUMX 回転あたり XNUMX インチです。 安定したセットアップと短いツールがあれば、それを XNUMX 倍にすることもできるかもしれません。
唯一の例外は、1/8 インチ以下の小さなツールを使用する場合です。 このような場合、切りくずクリアランスが問題になる可能性があり、切りくずが薄い場合は速度を落とす必要があります。
アルミニウム加工の最良の戦略
アルミニウムを加工する初心者は、いくつかの困難に遭遇することがよくあります。 ここでは、アルミニウムの CNC 加工に関するヒントと経験をいくつか紹介します。これは、アルミニウムをより良く加工するのに役立ちます。
– 適切な冷却剤を追加します。
アルミニウムは熱伝導性が高く、加工中に高熱を放散します。 適切なクーラントの流れにより、切りくずが作業ゾーンから遠ざけられ、切削面の適切な潤滑が維持されます。
– 多くの馬力が必要です。
アルミを加工する場合、金属であるため大きな力が必要となります。 切削に必要なパワーが機械で満たされない場合、びびりやたわみなどの問題が発生します。 このような場合、特にアルミニウムのフライス加工に軽量で小型の機械を使用する場合は、送りと速度の計算に馬力の「ディレーティング」を使用することをお勧めします。
– 時間内にチップをクリーンアップします。
アルミニウムは延性が高いため、長く途切れることのない切りくずが工具の周囲に急速に蓄積します。 これにより、工具の破損、刃先の蓄積（粘着性の問題の増加）、熱の蓄積（表面の汚れ）が発生する可能性があります。 切削領域での熱の蓄積を軽減するには、実際の加工に切りくずを洗浄するプロセスを追加する必要があります。
また、クーラントの清浄度を維持し、適時にクーラントを交換し、作業台のクーラントの戻り口にフィルターを設置して不純物をろ過し、クーラントを清浄に保つ必要があります。 クーラントに石鹸ブロックと洗剤を加えて、切りくずの除去能力を高めます。
Iss に対するよくある質問と解決策ues
1. アルミニウムに優れた表面仕上げをするにはどうすればよいですか?
アルミニウムの機械加工中に遭遇する一般的な問題は、振動によるびびりです。 びびりにより、表面仕上げが悪くなり、寸法誤差が生じる可能性があります。
加工時のバタつきを低減する必要がある一方で、機械から排出されたアルミ切粉をアルミ切粉溝に直接搬送するために別の鉄板や切粉除去ベルトを使用する必要がある。地面に落ちるアルミチップと空気との接触を減らし、アルミチップの酸化を軽減します。
2.アルミニウムをフライス加工すると茶色に変色するのはなぜですか?
アルミニウムは高温で酸化しやすいため、粉砕すると茶色に変色します。酸化されたアルミニウムは、酸化アルミニウムとも呼ばれる灰色または茶色の物質になります。 金属がさらなる湿気にさらされないようにする必要があります。
アルミ加工の概要
アルミニウムは展性があり、軽量で、熱伝導性と電気伝導性があり、優れた強度特性を持っています。 ステンレス鋼やその他の硬い材料のように機械加工することはできません。 この記事を読めば、アルミニウム加工について大体理解できると思います。
最後に、アルミニウム加工についてさらに詳しく知りたい場合、またはアルミニウムを機械加工する必要がある場合は、当社に連絡してアイデアを共有してください。
