Алюминий — самый пластичный металл, но его не так-то просто обработать качественно. Лёгкость веса не означает лёгкости фрезеровки. Без проблем появляются лишь вмятины, заломы и следы инструмента.
Хороший станок с ЧПУ справится с лазерной резкой аллюминия и, конечно, с фрезеровкой. Но во втором случае не обойтись без грамотной настройки оборудования. Поделимся некоторыми секретами работы с излишне послушным материалом.
Первым этапом будет надёжная фиксация листа. Механические зажимы при раскрое алюминия не подходят. Они сами по себе могут оставлять следы на заготовке и портить её. Если имеете дело с подобными Al мягкими сплавами, ваш рабочий стол должен быть особенным — вакуумным. Он поможет сладить даже с самой тонкой фольгой и удержит её при гравировке. Вторым этапом работы будет настройка станка — и здесь тоже есть свои правила.
Тонкости фрезерования алюминия на станке с ЧПУ
Особенностей обработки алюминия на станках с ЧПУ масса. Кратко очертим, с чем имеем дело:
- Важно крепко фиксировать каждую цангу и фрезу. Если элементы инструмента расшатаны, они будут вибрировать при работе и деформировать кромку реза алюминиевого листа.
- Когда «пляшет» весь агрегат при кривых настройках, избежать брака вообще не реально. Клиенту такой результат не отдашь, только на переплавку.
- Существует опасность повредить и сам станок. Дело в том, что мягкий металл часто забивает собой канавки фрезы. Чтобы перестраховаться, важно использовать СОЖ и комплектовать инструмент только подходящими деталями, со всеми положенными зубьями и вырезами.
- Далеко не все режимы раскроя подходят для алюминия. Медленно работать с ним нельзя. Усложняется это и тем, что чистый металл режется иначе, чем каждый из его сплавов. Тот же дюралюминий и АМГ идут под фрезу по специфическим правилам, с учётом требуемой степени аккуратности.
Всегда учитывайте и особенности конкретного станка с компьютерным управлением. Вся нужная информация обычно указана в рекомендациях производителя, поэтому вашей настольной книгой всегда должна быть инструкция по эксплуатации. Токарная обработка металла не должна вредить оборудованию.
Высокоскоростная обработка алюминия
Одна из оптимальных методик фрезеровки алюминия на станке с ЧПУ — это его высокоскоростная обработка (кратко — ВСО). При использовании этой технологии быстрые обороты шпинделя гармонично сочетаются с регулируемым по глубине резом. ВСО можно назвать золотым стандартом при работе с нашим сверхподатливым материалом.
Казалось бы, пользуйся ВСО и радуйся. Но свой жирный минус есть и здесь — станок вибрирует здесь особенно сильно. Неопытный сотрудник рискует загубить весь материал заказчика и создать массу проблем начальству.
Если есть возможность из всего предоставленного металла выкроить хотя бы одну чёткую деталь, это уже хорошо. Это бывает выгоднее по деньгам, чем пытаться максимально избегать алюминиевых отходов. Такова специфика. Чтобы замахнуться на результат помощнее, нужно снижать скорость инструмента и быть ну очень опытным настройщиком.
Как обуздать трясение станка статически, вроде бы знает каждый. Перво-наперво необходимо обеспечить железобетонную жёсткость всей системы. Звенья цепи из станка, фиксатора, фрезы и прижатой вакуумом заготовки должны быть соединено крепко, но и это не спасёт вас на все сто. Тут-то мы и переходим к главному секрету динамической настройки инструмента под алюминий.
Техники фрезерования алюминия с ЧПУ
Мастера-профессионала вы узнаете по его чувству ритма. С музыкальной точностью он «слышит» колебания станка и настраивает его режим так, чтобы вибрации фрезы совпадали с ударами режущих кромок. Это называется гармоническим законом, и нарушать его нельзя.
Проблем нет, когда есть соответствующее ПО для вычисления скоростей вращения шпинделя. «Слышать» станок поможет искусственный интеллект через специальный микрофон, подключённый к компьютеру. Вибрации инструмента и их тональность просчитываются в этом случае очень чётко, между станком и фрезой устанавливается необходимая ритмическая связь.
Специальное программное обеспечение содержит в себе калькулятор. Полученные числа будут довольно точными, однако нужно учитывать характер алюминия или разновидности его сплава. Диапазон возможных режимов реза у него очень узкий, он даже меньше, чем у дерева и пластика. Немного уйдёте в сторону — и добро пожаловать в пункт приёма металлолома.
Хорошо, когда в ПО можно установить нужный минимум оборотов и указать характер фрезы. Пусть калькулятор адаптирует расчёты и к цилиндрической форме резца, и к концевой. Если программа сможет прогнозировать скорость износа сменных деталей и учитывать прочность сплава на изгиб, цены ей не будет.
Выставление параметров ЧПУ
Как сварка алюминия, так и его фрезеровка поддаётся автоматизации. Это существенно облегчает работу человеку. Задал цифровому мозгу задачу — и калькулятор тут же выдал ответ по набору подходящих параметров.
Программа может предложить вам несколько подходящих режимов фрезерования алюминия на выбор с различными результатами работы. Чем больше диапазон настроек, тем лучше ПО. Выбирайте цифровой продукт именно по этому параметру.
Характер сплава диктует минимальное число оборотов шпинделя в минуту — 15 тысяч, но не больше 20 тысяч. Максимально врезаться в материал фрезой разрешается на глубину не более половины миллиметра за раз, лучше брать слои потоньше. Двигаться по листу алюминия можно со скоростью от 70 до 120 см в минуту, при этом после первой сотни уже появляется риск дефекта под названием «перескакивание шагов». Лучше вовсе до этого не доводить и перейти на станки с сервомотором.
Если всё настроить верно, фреза будет аккуратно срезать слои алюминия согласно объёмному образу нужной заготовки. Рельеф заданного размера получится до тонкости проработанным и чётким, во всей силе 3D-эффекта.
Лайфхаки по подбору фрез от профессионалов
Безупречно маневрировать между качеством готовой детали из алюминия и рабочим состоянием станка может только мастер. И пока вы ищете вместе с ЧПУ золотую середину, не забудьте запастись и правильными фрезами.
Мы уже определили, что работать по алюминию будем в режиме ВСО, поэтому на фрезах обязательно особое износостойкое покрытие. Для высоких скоростей неплохо подходит TiB2 (диборид титана) и схожие с ним по прочности материалы главных рабочих запчастей.
Практика показала, что при использовании высокоскоростной обработки нужна концевая фреза с тремя канавками. Это число важно. Даже теоретик заметит, что:
- если их меньше, наступает разбалансировка ритма станка, особенно при скорости шпинделя в 20 тысяч оборотов в минуту;
- если их больше, алюминиевая стружка быстро забивает инструмент. Связано это с тем, что от количества канавок напрямую зависит их размер: маленькие не только быстрее засоряются, но и не успевают освободиться от частиц металла.
Фрезы с парой зубьев (или даже с одним) допускаются только в случае низкого показателя допустимой скорости шпинделя по осям X и Y. При этом канавки должны быть достаточно широкими. Форма же их должна быть спиральной, чтобы фрезы самостоятельно освобождались от металлической стружки.
По размеру фрез тоже есть свои нюансы. Чем меньше они в сечении, тем быстрее могут вращаться. Ориентируйтесь на оптимальный диаметр режущей детали — не более шести миллиметров. Для тонких резов и гравировок безупречно подойдут самые маленькие, в 2 мм толщиной.
Минусы и плюсы обработки алюминия на фрезерном станке
Нюансов непосредственно по резке и формированию рельефа на мягком металле есть масса. Выделим трёх китов, на которых ваш бизнес будет стоять максимально прочно:
- Терпеливая умеренность. Берегите оборудование и не запускайте его на полную мощность. Глубокий рез делайте в несколько заходов. Это подстрахует от алюминиевой стружки в бороздах и сохранит станок.
- Своевременная очистка. Если металл всё же застрянет в канавке фрезы, сразу останавливайте работу и удаляйте его: начальник за испорченный расходник явно премию не даст. Если засорятся отверстия и пазы в других частях станка, поломка может стать серьёзной.
- Смазочно-охлаждающая жидкость. СОЖ, постоянно распыляемая к рабочим деталям, уменьшит скорость нагрева инструмента и степень налипания стружки. Работать будете буквально как по маслу.
Остальную информационную базу вы найдёте в документах на свой станок с ЧПУ. Читайте и учитывайте всё, о чём написали создатели вашего агрегата. Только на этой основе вы сможете ставить собственные эксперименты по настройке режимов и нарабатывать стаж фрезеровщика.
Фрезеровка металла, даже такого сложного, станку с ЧПУ по плечу. С компьютерным управлением вы перевернёте целые горы фигурного алюминия и сделаете ваш бизнес по-настоящему прибыльным.
.png "Red Bull")
