Особливості фрезерування заготовок з алюмінію - Фрезерні верстати
Алюміній пластичний, легко піддається обробці. Шліфована поверхня має естетичний зовнішній вигляд і в ряді випадків не вимагає додаткового покриття. Легкість напилення алюмінію робить його ідеальним матеріалом для ювелірної промисловості та основним у виробництві дзеркал. Хімічні сполуки алюмінію не мають токсичної дії, що обумовлює широке застосування в харчовому виробництві, виготовленні посуду, упаковки і т. д. Вироби з алюмінію піддаються 100% переробці, а, отже, безпечні для навколишнього середовища.
Особливості обробки
Попри поширену думку, податливість алюмінію не означає можливість його легкої обробки на будь-яких, у тому числі граничних, режимах різання. За певних умов навіть на помірній швидкості обробки алюмінієва стружка схильна «намертво» забивати канавки фрези, роблячи інструмент непридатним до використання. Для виключення подібного явища потрібно використовувати якісні фрези (з «правильним» числом зубів для даних умов обробки), застосовувати систему СОЖ і грамотно підбирати режими різання, дотримуючись насамперед рекомендацій виробників інструменту та обладнання. Також слід враховувати, що поняття «алюміній» включає велику кількість сплавів на його основі. Обробка фрезеруванням, наприклад, «м'якого» металу АМГ зовсім не те саме, що фрезерування дюралюмінію. У кожному конкретному випадку потрібні власні режими різання, що вибираються з урахуванням потужнісних характеристик верстатного обладнання та вимог до якості готових виробів.
Обробка алюмінію на високих швидкостях
Фрезерування алюмінію є одним із найпростіших і затребуваних способів його обробки. Технологічнаоперація здійснюється на фрезерному верстаті, де різальний інструмент, знімаючи шар матеріалу, надає заготівлі потрібний розмір та форму. При використанні сучасного обладнання з ЧПУ з'являється унікальна можливість точної обробки найдрібніших елементів алюмінієвої заготівлі. Так виходить складний рельєф (плоский чи об'ємний), і навіть чіткі, детальні зображення лежить на поверхні вироби.
Добре відомо, що економічна ефективність того чи іншого виду обробки матеріалів неоднакова. Відомо також, що високошвидкісна обробка (ВСО) є кращим способом обробки металів. Що стосується алюмінію, то для цього матеріалу високошвидкісне фрезерування є, якщо можна так висловитися, надмірним! Особливість полягає в тому, що висока частота обертання шпинделя під час обробки алюмінію поєднується з можливістю збільшення глибини різання. У той час як, наприклад, для сталей глибина різання при ВСО залишається такою самою, як і при «повільній» обробці. Нові методи призводять до перегляду технологічних прийомів обробки деталей. Так можливість швидкої та якісної фрезерування дозволяє відмовитися від випуску окремих, дорогих в обробці корпусних деталей, та замінити їх більш економічними цілісними компонентами складної конструкції та форми (що особливо актуально для авіаційної та аерокосмічної промисловості). Іноді економічно вигідніше виготовити одну деталь, перевівши при цьому до дев'яноста відсотків заготівлі в стружку, ніж «викроювати» із цієї заготівлі кілька окремих деталей. Звідси затребуваними високі показники знімання матеріалу на режимах ВСО.
Однак приваблива технологічна комбінація - ВСО і збільшена глибина різання - висуває на перший план проблему вібрацій, що зросли.Для боротьби з цим небажаним, але неминучим явищем вже недостатньо традиційних методів. Мало мати високу жорсткість системи «верстат – пристосування – інструмент – заготівля» – необхідне знання гармонійного закону, якому підпорядковуються коливання шпинделя та інструменту. Іншими словами, необхідно враховувати динамічну характеристику вібрацій, а не лише її статичну (кількісну) оцінку. Наприклад, теоретично визначено та експериментально підтверджено, що для ВСО алюмінію ідеально підходить кінцева фреза з трьома спіральними канавками. Більша кількість канавок, при тих же розмірах фрези, не впораються з ефективним відведенням стружки (через відносне зменшення кожної канавки при зростанні їх числа). Однак і зниження числа до двох також неможливе. Бо веде до виникнення небажаних гармонійних явищ, тому що власна частота коливань фрези не збігатиметься з кількістю ударів двох ріжучих кромок по заготівлі при високій частоті обертання шпинделя (близько 20 000 об/хв).
Для оцінки оптимальної частоти обертання шпинделя при ВСО нині застосовуються навіть спеціальні програми, що оцінюють «тон» власних коливань шляхом «прослуховування» верстатної системи через мікрофон, підключений до ПК. Можливо, незабаром фрезерний верстат з ЧПУ, що працює на новітніх технологічних режимах, вимагатиме для обслуговування справжнього віртуозу замість «звичайного» налагоджувальника.