CNC-Bearbeitungsprozesse für Aluminium

Sie können Aluminium mit einer Reihe der heute verfügbaren CNC-Bearbeitungsverfahren bearbeiten.Einige dieser Prozesse sind wie folgt.

CNC-Drehen
Bei CNC-Drehoperationen dreht sich das Werkstück, während das Einschneidewerkzeug entlang seiner Achse stationär bleibt.Je nach Maschine führen entweder das Werkstück oder das Schneidwerkzeug eine Vorschubbewegung gegeneinander aus, um einen Materialabtrag zu erzielen.

CNC-Fräsen
CNC-Fräsvorgänge werden am häufigsten bei der Bearbeitung von Aluminiumteilen eingesetzt.Bei diesen Vorgängen wird ein Mehrpunktschnitt entlang seiner Achse gedreht, während das Werkstück entlang seiner eigenen Achse stationär bleibt.Der Schneidvorgang und der anschließende Materialabtrag werden durch die Vorschubbewegung des Werkstücks, des Schneidwerkzeugs oder beider zusammen erreicht.Diese Bewegung kann entlang mehrerer Achsen ausgeführt werden.

CNC-Bearbeitungsprozesse für Aluminium
Sie können Aluminium mit einer Reihe der heute verfügbaren CNC-Bearbeitungsverfahren bearbeiten.Einige dieser Prozesse sind wie folgt.

CNC-Drehen
Bei CNC-Drehoperationen dreht sich das Werkstück, während das Einschneidewerkzeug entlang seiner Achse stationär bleibt.Je nach Maschine führen entweder das Werkstück oder das Schneidwerkzeug eine Vorschubbewegung gegeneinander aus, um einen Materialabtrag zu erzielen.

CNC-Drehen
CNC-Drehen
CNC-Fräsen
CNC-Fräsvorgänge werden am häufigsten bei der Bearbeitung von Aluminiumteilen eingesetzt.Bei diesen Vorgängen wird ein Mehrpunktschnitt entlang seiner Achse gedreht, während das Werkstück entlang seiner eigenen Achse stationär bleibt.Der Schneidvorgang und der anschließende Materialabtrag werden durch die Vorschubbewegung des Werkstücks, des Schneidwerkzeugs oder beider zusammen erreicht.Diese Bewegung kann entlang mehrerer Achsen ausgeführt werden.

CNC-Fräsen
CNC-Fräsen
Einstecken
Das Taschenfräsen, auch Taschenfräsen genannt, ist eine Form des CNC-Fräsens, bei dem eine Hohltasche in ein Teil eingearbeitet wird.

Gegenüber
Bei der Planbearbeitung geht es darum, durch Plandrehen oder Planfräsen eine flache Querschnittsfläche auf der Oberfläche eines Werkstücks zu erzeugen.

Gesichtsverdrehung
CNC-Bohren
Beim CNC-Bohren wird ein Loch in ein Werkstück gebohrt.Bei diesem Vorgang bewegt sich ein rotierendes Mehrpunkt-Schneidwerkzeug einer bestimmten Größe in einer geraden Linie senkrecht zur zu bohrenden Oberfläche und erzeugt so effektiv ein Loch.

Werkzeuge zur Bearbeitung von Aluminium
Es gibt mehrere Faktoren, die die Auswahl eines Werkzeugs für die CNC-Bearbeitung von Aluminium beeinflussen.

Werkzeugdesign
Es gibt verschiedene Aspekte einer Werkzeuggeometrie, die zu ihrer Effizienz bei der Bearbeitung von Aluminium beitragen.Eine davon ist die Flötenzählung.Um Schwierigkeiten bei der Spanabfuhr bei hohen Geschwindigkeiten zu vermeiden, sollten Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung von Aluminium 2-3 Spannuten haben.Eine höhere Anzahl an Spannuten führt zu kleineren Spantälern.Dadurch bleiben die großen Späne hängen, die bei Aluminiumlegierungen entstehen.Wenn die Schnittkräfte gering sind und die Spanfreiheit für den Prozess entscheidend ist, sollten Sie 2 Spannuten verwenden.Für ein perfektes Gleichgewicht zwischen Spanfreiheit und Werkzeugstärke verwenden Sie 3 Spannuten.

Werkzeugflöten (harveyperformance.com)
Helixwinkel
Der Spiralwinkel ist der Winkel zwischen der Mittellinie eines Werkzeugs und einer geraden Tangente entlang der Schneidkante.Dies ist ein wichtiges Merkmal von Schneidwerkzeugen.Während ein größerer Spiralwinkel die Späne schneller von einem Teil entfernt, erhöht er die Reibung und Hitze beim Schneiden.Dies kann dazu führen, dass die Späne bei der Hochgeschwindigkeits-CNC-Bearbeitung von Aluminium mit der Werkzeugoberfläche verschweißen.Ein kleinerer Spiralwinkel hingegen erzeugt weniger Wärme, entfernt die Späne jedoch möglicherweise nicht effektiv.Für die Bearbeitung von Aluminium eignet sich ein Spiralwinkel von 35° oder 40° für Schruppanwendungen, während ein Spiralwinkel von 45° am besten für die Schlichtbearbeitung geeignet ist.

Helixwinkel (Wikipedia.com)
Freiwinkel
Der Freiwinkel ist ein weiterer wichtiger Faktor für die einwandfreie Funktion eines Werkzeugs.Ein zu großer Winkel würde dazu führen, dass sich das Werkzeug in das Werkstück eingräbt und klappert.Andererseits würde ein zu kleiner Winkel zu Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück führen.Freiwinkel zwischen 6° und 10° eignen sich am besten für die CNC-Bearbeitung von Aluminium.

Werkzeugmaterial
Hartmetall ist das bevorzugte Material für Schneidwerkzeuge, die bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium verwendet werden.Da Aluminium ein weiches Schneidwerkzeug ist, kommt es bei einem Schneidwerkzeug für Aluminium nicht auf die Härte an, sondern auf die Fähigkeit, eine messerscharfe Kante beizubehalten.Diese Fähigkeit ist bei Hartmetallwerkzeugen vorhanden und hängt von zwei Faktoren ab: der Hartmetallkorngröße und dem Bindemittelverhältnis.Während eine größere Korngröße zu einem härteren Material führt, garantiert eine kleinere Korngröße ein zäheres, schlagfesteres Material, was genau die Eigenschaft ist, die wir benötigen.Kleinere Körner erfordern Kobalt, um die feine Kornstruktur und die Festigkeit des Materials zu erreichen.

Allerdings reagiert Kobalt bei hohen Temperaturen mit Aluminium und bildet eine Aufbaukante aus Aluminium auf der Werkzeugoberfläche.Der Schlüssel liegt darin, ein Hartmetallwerkzeug mit der richtigen Menge Kobalt (2–20 %) zu verwenden, um diese Reaktion zu minimieren und gleichzeitig die erforderliche Festigkeit beizubehalten.Hartmetallwerkzeuge halten den hohen Geschwindigkeiten, die mit der CNC-Bearbeitung von Aluminium einhergehen, in der Regel besser stand als Stahlwerkzeuge.

Neben dem Werkzeugmaterial ist die Werkzeugbeschichtung ein wichtiger Faktor für die Schneidleistung des Werkzeugs.ZrN (Zirkoniumnitrid), TiB2 (Titandiborid) und diamantähnliche Beschichtungen sind einige geeignete Beschichtungen für Werkzeuge, die bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium verwendet werden.

Vorschübe und Geschwindigkeiten
Die Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Schneidwerkzeug dreht.Aluminium kann sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten standhalten, daher hängt die Schnittgeschwindigkeit für Aluminiumlegierungen von den Grenzen der verwendeten Maschine ab.Die Geschwindigkeit sollte so hoch wie möglich bei der Aluminium-CNC-Bearbeitung sein, da dies die Möglichkeit der Bildung von Aufbauschneiden verringert, Zeit spart, den Temperaturanstieg im Teil minimiert, den Spanbruch verbessert und die Endbearbeitung verbessert.Die genaue Geschwindigkeit variiert je nach Aluminiumlegierung und Werkzeugdurchmesser.

Der Vorschub ist die Strecke, die das Werkstück oder Werkzeug pro Umdrehung des Werkzeugs zurücklegt.Der verwendete Vorschub hängt von der gewünschten Oberfläche, der Festigkeit und der Steifigkeit des Werkstücks ab.Grobe Schnitte erfordern einen Vorschub von 0,15 bis 2,03 mm/Umdrehung, während Endschnitte einen Vorschub von 0,05 bis 0,15 mm/Umdrehung erfordern.

Schneidflüssigkeit
Schneiden Sie Aluminium trotz seiner Bearbeitbarkeit niemals trocken, da dies die Bildung von Aufbauschneiden begünstigt.Die geeigneten Schneidflüssigkeiten für die CNC-Bearbeitung von Aluminium sind lösliche Ölemulsionen und Mineralöle.Vermeiden Sie Schneidflüssigkeiten, die Chlor oder Aktivschwefel enthalten, da diese Elemente Aluminium verfärben.