Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Основы обработки мягких металлов на станках с ЧПУ

Как резать мягкие металлы на портальных станках

При правильном подходе к организации рабочего процесса изготовление деталей из цветных сплавов и алюминия принесет больший доход, чем деревообработка. Но малому предприятию, которое может себе позволить покупку оборудования только низшего и среднего ценового сегмента, «правильно подойти» из-за ограничения бюджета удается не всегда.

Как выбрать оборудование?

Теоретически, резать мягкие металлы можно на любом портальном станке, даже если станина собрана из фанеры. Но с малым заглублением и фрезами малых диаметров. Поэтому на практике приходится искать компромисс между стоимостью станка и его производительностью. Любительское оборудование допустимо использовать при изготовлении алюминиевых деталей для внутренних нужд, но для серийного запуска нужно выбирать что-то посерьезнее (пример – Cutter’ы серий GLK, VSK, GR).

Станки с зубчатыми передачами всерьез рассматривать не стоит. Пара рейка-шестерня разовьет скорость выше, чем ШВП, но, учитывая, что речь идет о металле (пусть и мягком), а не о дереве или пластике, здесь важнее не скорость, а развиваемое станком усилие резания и преодоление сопротивления со стороны материала. Зубчатая передача износится гораздо быстрее, чем шарико-винтовая пара.фрезеровка

Направляющие – как минимум цилиндрические рельсы. Шлифованные валы на оси станка, перпендикулярной направлению движения фрезы, будут прогибаться при каждом входе инструмента в материал. При высокоскоростной обработке сложных контуров даже на щадящих режимах при постоянном изменении направления резания это приведет к вибрациям. Последствия – поломанный инструмент и забракованная деталь. Впрочем, и цилиндрические рельсы не дадут гарантии успеха из-за повышенного износа линейных подшипников (при обработке металла резко возрастает параллельное траектории движения инструмента радиальное усилие), так что лучше искать станок с профильными рельсами.

Мощность шпинделя – не менее 2 кВт. На оси Y должны стоять две ШВП и два шаговых двигателя, вариант с одной центральной осью для фрезеровки алюминия не подходит.

Пара слов об инструменте

Теория: твердый сплав работает быстрее!..

Да, скорость резания выше, и темп обработки увеличивается. Но эта логика работает только для жесткой связки «стол-деталь-инструмент-шпиндель». На портальных станках твердосплавные фрезы подходят для высокоскоростной послойной обработки 3D-поверхностей с минимальным заглублением (0,05-0,07 D фрезы, но не глубже 0,25 мм) в материал. Увеличение глубины резания при фрезеровании 2D-контуров и переход к силовому фрезерованию на маломощном оборудовании ожидаемого эффекта не даст. Рост сопротивления резанию на слабой кинематике вызывает вибрации, а для твердосплавного инструмента, образно говоря, вибрации – это смерть. На острых кончиках зубьев сразу же образуются сколотые фаски. Правильного переднего угла на этих фасках нет, поэтому инструмент начинает давить, а не резать. Сопротивление усиливается, вибрации растут, итог – поломка фрезы.

Быстрорежущие фрезы режут медленнее, но они не боятся вибраций и при правильном выборе режимов на черновых операциях покажут производительность выше, чем твердосплавные.

Практика: инструмент должен соответствовать станку.

И в любом случае для фрезерования мягких сплавов нужно подбирать «профильный» инструмент – с крутым углом подъема спирали, углубленной канавкой, увеличенным передним углом по режущей кромке.

Нужно ли охлаждение? При силовом фрезеровании – обязательно, причем СОЖ, а не воздух, поскольку в этом случае образуется более крупная стружка и нагревается она сильнее. При скоростном хватит и периодического ручного обдува, но только в том случае, если состояние инструмента идеально и это контролируется оператором перед каждым запуском программы.