Фрезы для фрезеровки алюминия
Фрезы по алюминию
Особенности фрез по алюминию
Алюминий и сплавы на основе этого металла относятся к легкообрабатываемым материалам. Но в процессе их фрезерования возникают некоторые проблемы. Увеличение оборотов шпинделя ведет к повышенному выделению тепла в зоне резания, увеличение подачи – к укрупнению стружки. Это приводит к забиванию канавок фрезы, что влечет за собой резкое повышение сопротивления резанию и налипание материала на режущую кромку. Из-за этого возрастает нагрузка на инструмент и ухудшается шероховатость обрабатываемой поверхности. Поэтому для обработки алюминия и цветных сплавов выпускаются специальные фрезы, отличающиеся от фрез по металлу своей геометрией.
Отличия фрез по алюминию от обычных
Инструмент с большим количеством зубьев позволил бы увеличить подачу, но уменьшение внутреннего объема канавки привело бы в этом случае к ее забиванию стружкой. Количество зубьев у фрез по алюминию – максимум три, для малых диаметров (меньше 10 мм) чистовых фрез без стружколомов – два.
Фрезы, спроектированные специально для обработки мягких металлов, отличаются более глубокой канавкой. Это предотвращает забивание канавок стружкой, но одновременно снижает прочность фрезы из-за уменьшения площади поперечного сечения, поэтому такой инструмент не рекомендуется использовать для фрезерования черных металлов.
Угол подъема винтовой линии составляет 45°, у фрез для обработки черных металлов он меньше (для термически необработанных конструкционных сталей – 38°). Это повышает сопротивление со стороны металла, но при обработке алюминия этот рост некритичен, а образуемая при резании такой фрезой стружка при одинаковых оборотах имеет меньшую толщину и лучше удаляется из зоны резания.
Нормальный задний угол (угол заострения) у таких фрез больше. Это уменьшает трение о металл и повышает чистоту обработанной поверхности. Для черных металлов и сплавов этот подход неприменим, поскольку увеличение угла заострения ведет к ослаблению зуба, режущая кромка начнет крошиться, но для мягкого алюминия это некритично.
Особенности геометрии фрез по алюминию не позволяют применять их для обработки стали. Но использование такого инструмента по прямому назначению (для обработки алюминия и мягких цветных металлов) повышает производительность и уменьшает опасность поломки инструмента. Фрезы из твердых сплавов при правильном выборе режимов резания и организации охлаждения обладают практически вечным ресурсом.
Отлично подходят для обработки алюминия и цветных металов
Отличия обработки алюминия на станках ЧПУ
Принципиально важные отличия оборудования ЧПУ по алюминию от тех многих устройств, которые обрабатывают дерево или пластмассу, надо знать и учитывать в работе всем, кто их эксплуатирует.
Процесс фрезерования алюминия с использованием станков ЧПУ считается весьма рентабельным. Их используют в производстве деталей малыми партиями. Хотя, работая в автоматическом режиме, можно наладить выпуск больших объемов продукции, причем высокого качества. Точность размеров другим путём не досягаема.
Плюсы материала
Среди достоинств этого конструкционного материала, специалисты отмечают несколько.
- прочностью;
- легкостью;
- устойчивостью к коррозии;
- низкой теплопроводностью (этим обуславливается его применение в судостроительной отрасли);
- высокой электропроводностью;
- доступной стоимостью.
Очень важно соблюдать режим резки. Выход за его оптимальные пределы заканчивается быстрым износом фрезы. К тому же, у алюминиевых заготовок (или из его сплавов) есть свойство забивать канавки у режущих инструментов.
Главное, учесть нагрузку на ЧПУ станок, рассчитав оптимальную скорость, глубину резки, величину подачи, исходя из характеристик устройства.
Полезные советы всем, обрабатывающим алюминий
Чтобы правильно выполнять обработку этого материала, соблюдая меры безопасности, надо знать и выполнять 10 важных правил:
- Качественная резка не любит спешки. Крупногабаритные изделия, например, автозапчасти, могут быть в работе долгое время.
- Пользуйтесь онлайн-калькулятором или обычным, оптимизируя настройки и определяя скорость, с которой будет подаваться шпиндель. Это поможет установить нижнюю границу числа оборотов за минуту; поддерживать разнообразные фрезы для обработки алюминия, пользуясь фрезами цилиндрического, торцевого, червячного, концевого или конического типа.
- Важно при расчете считаться с прочностью на изгиб, утончением стружки, различными мощностными режимами работы.
- Применяйте фрезы, имеющие износостойкие покрытия. Материал их изготовления – твердые сплавы. Инструмент из кобальта, стальной и быстрорежущий не подходит. Лучше всего подойдет покрытие из диборида титана. Это исключает теплопередачу и налипание стружки. Их высокая стоимость окупится качеством обработанной детали.
- Лучше использовать фрезы меньшего диаметра – до 6 мм, благодаря чему реально добиться увеличения числа оборотов за минуту.
- Вовремя очищайте область обработки от стружечных отходов.
- Контролируйте глубину процесса резки. Целесообразно сделать большее число проходов обрабатываемого материала, чем экономить время. Очистка глубоких отверстий – более сложный процесс.
- Подачу смазочно-охлаждающей жидкости лучше выполнять под давлением посредством распыляющего устройства.
- Недопустимо слишком быстрое уменьшение скорости подачи! Этот режим больше влияет на износ инструмента. В случае неспособности ЧПУ по алюминию быстро перемещать шпиндель по осям X и Y, лучше использовать фрезы, имеющие меньшее число зубьев – одно-, двузубые при большей ширине канавок.
ВАЖНО! Если у инструмента четыре или больше зубьев, для обработки заготовок из алюминиевого профиля он не подходит!
- Надо избегать работы по полной мощности. На станках, которые эксплуатируются на пределе возможностей, инструмент быстрее разрушится, а качество, при такой обработке, будет страдать.
Применение соответствующего оборудования
Высокоточные детали, полученные в результате обработки алюминия на ЧПУ, поставляются на заводы, представляющие космическую, авиационную, военную промышленность. В последнее время создано немало доступных компактных моделей, которые приобретают автомастерские. Даже обработка при помощи хоббийного ЧПУ (4-осного), способствует созданию редких запчастей, по стоимости превышающих цену станка, затраты на покупку материала.
Когда обрабатывается алюминиевый профиль на автоматизированных устройствах, технология производства деталей хорошо отработана. Существует немало моделей в домашних мастерских, на промышленных предприятиях, – фрезеры ЧПУ, требующие знаний в сфере металлообработки, умения создавать коды по чертежам, задавая координаты деталей, их размеры, направления, по которым будут двигаться инструменты.
Сегодня доверие лишь к процессу автоматической обработки, исключающему даже малейшие ошибки относительно формы и размеров будущих изделий. Фрезерный станок с ЧПУ – весьма высокоточный, гарантирующий идеальную поверхность детали. Благодаря синхронизации движений фрезы, подбирается скорость, направление с тем, чтобы сократить время на выполнение станком данных операций, по сравнению с обычным методом.
Вакуумный стол – важная разработка в сфере крепления деталей. Корпусные и тонкостенные изделия удерживаются по типу присоски. А чтобы контролировать размеры деталей, используют электронные узлы. Среди последних разработок – датчики Renishaw для проведения бесконтактных измерений, которые используют в станке Hyundai Wia (Корея). Все это – новые требования к станку для алюминия, путь для ускорения технологического процесса, исключения брака.
Особенности работы с материалом
Важно обратить внимание на некоторые моменты:
- повышенная пластичность алюминия усложняет любую его обработку. Главное требование технологов – соблюдение принятой последовательности;
- неправильный подход к фрезеровке повышает риск порчи заготовок, в том числе, на этапе их креплений. Поэтому предпочтение отдается вакуумному способу фиксации;
- материал имеет высокую чувствительность на вибрацию различного типа, она может способствовать появлению дефектов на поверхности;
- особое внимание – к точности подбора режима фрезерования, балансировки цанги.
Современные 3d фрезерные станки, имеющие блок ЧПУ занимаются сложной обработкой профилей из алюминия на максимальных скоростях и с более высоким качеством. Можно создать объемные рельефы на металлической поверхности. При программировании всех операций по обработке материала, важно наладить контроль за техническими параметрами процесса.
Обрабатываем алюминий для домашних нужд
Сейчас 3D фрезеровка алюминиевой заготовки может выполняться не только на фрезерных станках с ЧПУ, но и ручным способом на домашнем оборудовании. Для многих важно использовать станок ЧПУ, работающий с алюминием, для производства нужных автозапчастей. Вместо того, чтобы покупать в магазине, они обрабатывают заготовки, производя нужные для дома или автомобиля вещи своими руками. Главное – соблюдать владей знанием технологии и учитывать особенности обработки.
Нужно иметь электроинструмент ручной фрезер, он есть у многих домашних мастеров. У него нет редуктора и коробки передач, но функционал устройства – на высоте.
До начала работ инструмент нуждается в точной настройке и регулировке. Большой плюс ручного фрезера – способность работать в двух плоскостях (вертикальная и горизонтальная), с минимальными физическими усилиями.
Гарантия качественных результатов – в соблюдении технологии процесса и полном контроле за его ходом. Если, фрезеруя алюминий, работать на небольших оборотах, можно устранить риск деформации металла.
Не менее важно освобождать обрабатываемую поверхность от опилок и придерживаться правил техники безопасности.
Станок самостоятельной сборки
Реально также своими руками собрать станок ЧПУ, обрабатывающий алюминий. Он также может работать по дереву, ДСП и МДФ, пластику, акрилу и карбону, то есть будет универсального назначения. Один из созданных вариантов имеет:
- рабочее поле с размерами 850х650 и рабочую высоту по оси Z – 150 мм;
- по всем осям ширина рельсовых направляющих HIWIN 15 мм;
- двигатели марки NEMA 34;
- шпиндель с воздушным охлаждением на 1,5 кВт;
- винт TBI (шаг 5 по оси Z, и 10 по X, Y);
- импульсные блоки питания (70 В для ШД, 24 в для ЧПУ);
- плату Степмастер v2 для блока ЧПУ и программу управления Mach3.
Рабочий стол изготовлен из плиты МДФ толщиной 19 мм. Получилась жесткая, конструкция, на которой можно обрабатывать дюралевые и алюминиевые заготовки.
Некоторые умельцы работают над своим станком целый год, но полученный ними опыт позволит получить модель с нужными параметрами и, возможно, в будущем наладить собственное производство станков, не уступающих в качестве китайским образцам. Такое устройство, конструктивно напоминающее промышленные варианты, легко доработать, переделав под новые нужды.
Среди некоторых узких мест, которые удается решать умельцам, можно отметить:
- достижение максимальной жесткости конструкции;
- сведение к минимуму сварных операций;
- применение в изготовлении устройства прокатной металлотрубы квадратного сечения 80 мм;
- отливку станины из искусственного камня (у нее намного ниже вибрация, чем у чугунной).
Заключение
Задача по обработке алюминия на фрезерном станке – в числе сложных, но выполнимых на оборудовании с ЧПУ и без него. Важно лишь разобраться с выбором инструмента, оптимального режима и параметров резания, учитывать требования скорости обработки. Стоит прибегнуть к онлайн-калькулятору, чтобы при любых профилях заготовок уметь рассчитать нужную скорость для вращающегося шпинделя.
Фрезы для фрезеровки алюминия
Стружка вверх — спиральные фрезы с верхним выбросом стружки. Стандартный вариант для станков, т. к. система аспирации (вытяжка) при их использовании работает наиболее эффективно.
Стружка вниз — спиральные фрезы с нижним выбросом стружки. Создают прижим материала и могут быть полезны при фрезеровании тонких листов, в том числе, нескольких одновременно. Применяются также на станках без вакуумного стола.
Прямые — фрезы с прямыми ножами. (Прямые ножи — имеющие нулевой угол наклона от оси инструмента.) Это классика деревообработки и первый выбор для раскроя ручным фрезером. На станках с ЧПУ находят применение, главным образом, при резке фанеры и других многослойных материалов.
Компрессионные — спиральные фрезы с разнонаправленными лезвиями. Нижние ножи при этом имеют верхний выброс стружки, а верхние ножи — нижний. В совокупности это гарантирует отсутствие сколов на ЛДСП, поскольку режущие кромки всегда прижимают плёнку к плите. Важно понимать, что для корректной работы фрезы нижний нож должен быть полностью погруженным в материал, чтобы не создавать давление на верхний слой ламината.
Рашпильные («кукуруза») — фрезы с разделёнными режущими точками вместо единой кромки. Эффективно снижают силы резания, поэтому применяются, в основном, для фрезерования стеклотекстолита и других подобных материалов.
Фрезы-свёрла — универсальный металлообрабатывающий инструмент. Позволяет сверлить, раскраивать, снимать фаску.и формировать V-образую канавку по необходимости.
Со стружколомом — фрезы для чернового раскроя больших объёмов материала. Оставляют шероховатую поверхность, но выделяются высокой скоростью и длительной стойкостью лезвий. Их чаще ломают по ошибке, чем дают возможность выработать весь ресурс.
С прямыми ножами и стружколомом — получистовой инструмент. Может быть компромиссом в выборе между производительностью и чистотой поверхности.
Конусные фрезы с плоским торцом оставляют наклонную кромку, что бывает полезно при изготовлении пресс-форм или в других специфических случаях.
Сферические спиральные — фрезы с верхним выбросом стружки и сферическим торцом. Используются для создания рельефов и трёхмерных форм с относительно крупной детализацией.
Сферические с прямыми ножами — применение фрез аналогично предыдущим, но отсутствие спирали делает их более устойчивыми к вибрациям. Это особенно важно при увеличенной длине рабочей части (т. е., для фрез по пенопласту).
- стружка вверх
- прямые
По этим критериям поиска ничего не найдено
- Z 1
- Z 2
- Z 3
По этим критериям поиска ничего не найдено
- DJTOL
Фрезы и гравёры DJTOL завоевали доверие российских потребителей много лет назад и с тех пор являются эталоном качественного китайского инструмента для станков с ЧПУ. Одно из главных преимуществ DJTOL — стабильное качество: весь инструмент производится на высокоточном оборудовании и проходит строгий контроль.
Каталог фрез DJTOL включает в себя множество вариаций геометрии инструмента и размерных характеристик, что позволяет подобрать оптимальное решение для обработки различных материалов. Уникальная особенность фрез и гравёров DJTOL — наличие 4-х серий инструмента (N, A, AA, 3A) в зависимости от марки твёрдого сплава, из которого он изготовлен. Чем выше характеристики этого сплава, тем дольше будет работать инструмент.
Если Вы не нашли какой-то используемой Вами позиции из ассортимента DJTOL или хотите заказать нестандартный инструмент — обратитесь к нам: ☎ 8 (800) 222-57-01 // shop@freza.club.
Фрезы Belin производятся в живописном уголке Франции — регионе Бургундия-Франш-Конте.
Компания специализируется исключительно на производстве инструмента для рекламных производств. Как известно, узкая специализация позволяет добиться высочайшего профессионализма. Belin это удалось в полной мере — фрезы этого производителя претендуют на звание лучшего инструмента для обработки пластиков, цветных металлов и композитов на их основе.
Ассортимент Belin предельно прост и понятен:
- Однозаходные фрезы серии 13000 одинаково хорошо справляются с обработкой пластиков и древесины.
- Однозаходные фрезы с нижним выбросом стружки (серия 12000) также предназначены для работы с пластиками и древесиной, нижний выброс стружки обеспечивает дополнительный прижим материала к столу и высокое качество его верхней кромки.
- Серия 33000 — однозаходные фрезы для обработки цветных металлов.
- Фрезы для пазования композита под сгиб (серия 99100). Непревзойдённый по качеству и долговечности инструмент — толстая твердосплавная пластина с 2 режущими гранями, острый кончик, обеспечивающий лёгкое врезание в материал без сминаний, и прочный стальной хвостовик.
Onsrud — это американские фрезы, которые давно и успешно зарекомендовали себя на российском рынке. Компания Onsrud была основана в далёком 1946-м году в штате Иллинойс, сегодня она специализируется на производстве инструмента для высокотехнологических отраслей — таких как авиационная, аэрокосмическая и другие — эти отрасли традиционно предъявляют высокие требования к качеству и точности инструмента. Основная компетенция Onsrud — процесс обработки таких материалов как алюминий, различные виды пластиков (акрил, ПВХ, поликарбонат, нейлон), композиты. И в этом Onsrud действительно преуспел — правильно подобранный инструмент от этого производителя позволяет добиться великолепного качества обработки и длительного срока службы (настолько длительного, что в конечном итоге использование этих фрез может быть выгоднее использования более дешёвых аналогов).
Итак, на Freza.Club вы найдёте следующие серии Onsrud:
- Cерия 63-700 (63-712, 63-715, 63-718, 63-725) — однозаходные спиральные фрезы, эталон в обработке акрила и других пластиков.
- Cерия 61-000P (61-042, 61-062, 61-082) – фрезы по пластикам с прямым ножом, который, как известно, не приподнимает материал и обеспечивает идеальное качество кромки.
- Фрезы Onsrud серии 61-000 (61-040, 61-050, 61-060, 61-080) – внешне очень похожи на предыдущие, но заявлены производителем (а ему виднее), как фрезы для работы с алюминием и древесиной, преимущество прямого ножа пригодится и для этих материалов.
- Серия 63-600 (63-610, 63-614, 63-618, 63-622) – однозаходные спиральные фрезы для обработки листового алюминия и композитов на его основе. Несмотря на высокую стоимость, фрезы разбирают мгновенно, что даёт им отличную рекомендацию.
- Фрезы серии 37-70 (37-71 и 37-72) предназначены для пазования композитных панелей для последующего их сгибания под 90 градусов. Фрезы на 135 градусов Onsrud решили не делать, но тут поможет Belin (99166 и 99168), или CMT (915.002.11).
- Двухзаходные фрезы Onsrud серии 52-400 (52-410, 52-411, 52-412, 52-416) одинаково хорошо справятся как с древесиной и её производными, так и с пластиками и даже акриловым камнем. Что примечательно, эта серия, в отличие от предыдущих, метрическая, то есть имеет привычные нам размеры (4мм, 6 мм, 10 мм и т.д.)
- Гравёры Onsrud (37-01 и 37-23) – качественное и относительно недорогое решение для гравировки цветных металлов, пластиков и древесины
Все перечисленные фрезы, кроме метрической серии 52-400 и фрезы 37-72, имеют хвостовик 6,35 мм (или ¼ дюйма), что облегчает их использование на одном станке, ибо не надо менять цангу. Кстати цанга должна быть именно на 6,35 мм, найти их можно здесь. И, конечно, не забывайте, о гарантии низкой цены на весь ассортимент Onsrud. Если нашли дешевле, сообщите нам и получите специальное предложение.
Фрезы «Альма» сделаны в России. Их высокое качество обеспечивают европейские станки и твёрдые сплавы. Цена при этом остаётся конкурентной.
Линейка инструмента включает:
Фрезы для ЧПУ JFC — китайский инструмент, сочетающий в себе интересные технологические решения, хорошее качество и приятные цены.
SGS — всемирно известный бренд, ныне принадлежащий японской корпорации «Kyoucera». Фрезы SGS отличаются высоким качеством реза и длительным периодом стойкости.
По этим критериям поиска ничего не найдено
Уникальная особенность фрез и гравёров DJTOL — наличие 4-х серий. Отличаются они маркой твёрдого сплава, из которого изготовлен инструмент. Чем лучше характеристики сплава, тем дольше фреза сохраняет режущую способность и тем выше её прочность.
Серия N подойдёт только начинающим фрезеровщикам или тем, кто хочет максимально сэкономить на покупке. Но фрезы DJTOL серии 3A из люксембургского справа TSF44 — это инструмент европейского уровня, способный работать безотказно в течение продолжительных периодов времени и экономить деньги на производствах, где фрезеровка поставлена на поток.
Достойное соотношение «цена-качество» показывают серии А и АА — из тайваньского K200 и немецкого К55UF, соответственно. Это прекрасный выбор для мелкосерийных производств — там, где требуется частая переналадка станка. Предсказуемый период работы и сравнительно невысокая цена позволяют удобно включать стоимость этих фрез в себестоимость продукции.
Можно ли обрабатывать алюминий на фрезере без СОЖ?
Алюминий занимает обширную нишу в промышленном производстве уже вторую сотню лет. Материал применяется в машиностроении и авиационной промышленности, в строительстве и электронике, в рекламной и дизайнерской сфере и т.д. Такая популярность обусловлена его уникальными свойствами, сочетание которых не встречается больше ни у одного другого металла. Он пластичный и легко поддается формовке, отличается высокой электро- и теплопроводностью, имеет малый вес в сравнении с прочими металлами промышленной группы и не подвержен коррозии. После шлифовки готовые алюминиевые изделия имеют эстетичный внешний вид и не нуждаются в дополнительной обработке.
Особенности фрезеровки алюминия
При большом количестве плюсов, у него есть и несколько минусов, из-за которых алюминий и его сплавы являются одними из самых сложных в обработке на фрезерном станке.
Во-первых, несмотря на свою мягкость и податливость при резке, он склонен к излишнему стружкообразованию. Длинная стружка, которая образуется в процессе фрезерования, забивает собой канавки фрезы и обматывает режущий инструмент. Это может привести не только к нарушению оттока тепла из зоны реза, но и к затуплению и поломке фрезы/сверла.
Концевая фреза, обмотанная алюминиевой стружкой
Во-вторых, во время фрезеровки алюминия происходит так называемое наростообразование – наплавление мелких частиц на кромку инструмента. Это забивает канавки и затрудняет отвод стружки. Кроме того, такая наплавка вызывает перегрев и дисбаланс режущего элемента, что может привести к заклиниванию оборудования и выводу его из строя.
Наплавление алюминия на режущей кромке фрезы
Для минимизации последствий фрезеровки алюминия рекомендуется использовать только максимально остро заточенные двух- и трехзаходные фрезы, выполненные из твердосплавных материалов.
Предпочтительный способ работы с алюминием
Если вопрос стружкообразования можно решить правильным подбором режущего инструмента, то проблема наплавления алюминия на фрезу решается только увеличением скорости реза. На обычном станке необходимых скоростных параметров достичь невозможно, поэтому оптимальным вариантом для фрезеровки алюминия и сплавов является станок с ЧПУ. Это оборудование
способно обеспечить оптимальный наклон инструмента относительно плоскости металла при частоте вращения шпинделя от 18 тыс. оборотов в минуту.
Обработка алюминия на фрезерном станке с ЧПУ
При таких скоростях повышается температура самой фрезы и поверхности материала в зоне реза, поэтому для своевременного отвода тепла необходимо использовать СОЖ или другими словами смазочно-охлаждающую жидкость. В противном случае велика вероятность возникновения коррозии на режущем инструменте или его поломка. В качестве хладагента может служить масло или эмульсия. Оптимальной системой при работе фрезерного станка с алюминием считается установка “масляный туман”, которая с нескольких сторон равномерно распыляет масло на фрезу в процессе резки. При таком способе обработки стойкость и долговечность инструмента повышается в 3-4 раза.
Система “масляный туман” непрерывно увлажняет фрезу, одновременно охлаждая ее и препятствуя налипанию алюминиевой стружки
Основным требованием к СОЖ является стабильная работа. Неравномерное или пульсирующее поступление охлаждающей жидкости приводит к перепадам в температурном поле инструмента и возникновению микротрещин, сокращающих срок службы фрезы.
Обработка аллюминия без СОЖ
Несмотря на то, что наличие системы охлаждения является практически необходимым условием для фрезеровки алюминия, при наличии специальных инструментов можно обойтись и без нее. Речь идет о фрезах с алмазоподобным углеродным покрытием (DLC), обладающих стойкостью к износу, наплавлению, налипанию стружки и низким коэффициентом трения.
