Характеристики на фрезоване на алуминиеви заготовки - Фрезови машини
Алуминият е пластичен и лесен за обработка. Полираната повърхност има естетичен вид и в някои случаи не изисква допълнително покритие. Лесното отлагане на алуминия го прави идеален материал за бижутерийната индустрия и основен в производството на огледала. Химическите съединения на алуминия нямат токсичен ефект, което води до широкото им използване в производството на храни, производството на прибори, опаковки и др. Алуминиевите продукти са 100% рециклируеми и следователно безопасни за околната среда.
Функции за обработка
Противно на общоприетото схващане, пластичността на алуминия не означава възможността за неговата лесна обработка при всякакви, включително ограничаващи условия на рязане. При определени условия, дори при умерени скорости на рязане, алуминиевите стърготини са склонни да "твърдо" запушват жлебовете на фрезата, което прави инструмента неизползваем. За да се елиминира това явление, е необходимо да се използват висококачествени фрези (с „правилния“ брой зъби за дадените условия на обработка), да се приложи охлаждаща система и да се изберат правилно условията на рязане, следвайки преди всичко препоръките на производителите на инструменти и оборудване. Трябва също така да се има предвид, че понятието "алуминий" включва голям брой сплави, базирани на него. Фрезоването, например, на "меката" AMG сплав изобщо не е същото като фрезоването на дуралуминий. Всеки конкретен случай изисква свои собствени условия на рязане, които се избират, като се вземат предвид мощностните характеристики на машинното оборудване и изискванията за качество на готовите продукти.
Обработка на алуминий при високи скорости
Фрезоването на алуминий е един от най-простите и популярни начини за обработката му. Технологиченоперацията се извършва на фреза, където режещият инструмент, премахвайки слой материал, придава на детайла желания размер и форма. При използването на модерно CNC оборудване има уникална възможност за прецизна обработка и на най-малките елементи от алуминиевата заготовка. Това води до сложен релеф (плосък или триизмерен), както и ясни, детайлни изображения върху повърхността на продукта.
Добре известно е, че икономическата ефективност на един или друг вид обработка на материалите не е еднаква. Известно е също, че високоскоростната обработка (HSM) е предпочитаният метод за обработка на метали. Що се отнася до алуминия, за този материал високоскоростното фрезоване е, така да се каже, прекалено предпочитано! Особеността се състои във факта, че високата скорост на шпиндела при обработка на алуминий се комбинира с възможността за увеличаване на дълбочината на рязане. Докато например при стоманите дълбочината на рязане с HSO остава същата като при „бавната” обработка. Новите методи водят до преразглеждане на технологичните методи на обработка на детайлите. По този начин възможността за бързо и висококачествено фрезоване позволява да се изостави производството на отделни, скъпи за обработка части на тялото и да се заменят с по-икономични интегрални компоненти със сложен дизайн и форма (което е особено важно за авиационната и космическата индустрия). Понякога е икономически по-изгодно да се направи една част, като се превърнат до деветдесет процента от детайла в чипове, отколкото да се „изрежат“ няколко отделни части от един и същи детайл. Оттук нататък стават търсени високи скорости на отстраняване на материал в HSO режимите.
Въпреки това, атрактивната технологична комбинация от HCO и увеличена дълбочина на рязане подчертава проблема с повишените вибрации.За борба с това нежелано, но неизбежно явление традиционните методи вече не са достатъчни. Не е достатъчно да има висока твърдост на системата "машина - приспособление - инструмент - детайл" - необходимо е познаване на хармоничния закон, който е подчинен на трептенията на шпиндела и инструмента. С други думи, необходимо е да се вземат предвид динамичните характеристики на вибрациите, а не само нейната статична (количествена) оценка. Например, теоретично е определено и експериментално потвърдено, че челна фреза с три спирални канала е идеална за алуминий HSM. По-голям брой жлебове със същия размер на ножа няма да се справят с ефективното отстраняване на стружките (поради относителното намаляване на всеки жлеб с увеличаване на техния брой). Намаляването на броя до две обаче също е невъзможно. Защото води до появата на нежелани хармонични явления, тъй като собствената честота на фрезата няма да съвпадне с броя на ударите на двата режещи ръба върху детайла при висока скорост на шпиндела (около 20 000 об./мин).
За да се оцени оптималната скорост на шпиндела при HSO, в момента се използват дори специални програми, които оценяват „тона“ на естествените трептения чрез „слушане“ на машинната система чрез микрофон, свързан към компютър. Възможно е в близко бъдеще CNC фреза, работеща на най-новите технологични режими, да изисква истински виртуоз, който да я обслужва, вместо „обикновен“ регулатор.