6 conseils d'usinage à grande vitesse pour le fraisage de l'aluminium

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Posté en août. 30, 2019, | Par WayKen Rapid Manufacturing

L'industrie moderne a besoin de pièces faites très rapidement. Les prototypes rapides ou les pièces personnalisées demandent à augmenter chaque mois. Les clients veulent que leurs commandes soient plus rapides et ont besoin que les composants soient plus précis qu'auparavant. L'un des alliages les plus répandus pour la production moderne est l'aluminium, apparemment le meilleur matériau qui soit. Il est léger, solide, durable et résistant à la corrosion. C'est pourquoi de nouvelles stratégies de fraisage de l'aluminium sont développées rapidement.

L'usinage à grande vitesse est l'une des méthodes modernes de fraisage CNC de l'aluminium. La principale différence par rapport au fraisage conventionnel est que les vitesses de fraisage à grande vitesse sont considérablement plus élevées, et avec elles, les machinistes peuvent augmenter les avances de coupe. En conséquence, le fraisage HSM de l'aluminium est très avantageux de plusieurs manières inattendues. Voici ce que vous gagnerez en choisissant des stratégies HSM pour l'aluminium au lieu d'utiliser le fraisage conventionnel.

L'efficacité est beaucoup plus élevée

En augmentant la vitesse de coupe jusqu'à 3 fois plus vite que le fraisage d'aluminium conventionnel, il est possible d'augmenter les avances jusqu'à 2 fois (dans le cas des alliages d'aluminium plus tendres). À notre connaissance, les avances d'usinage sont les paramètres qui définissent la productivité de l'ensemble du processus de fraisage. Cela étant dit, l'efficacité de l'usinage à grande vitesse peut être bien comparée à celle du fraisage conventionnel. L'usinabilité de l'aluminium permet d'augmenter les vitesses de rotation de la broche jusqu'à 18 000 tr/min et plus, rendant ainsi les taux d'enlèvement de matière effrayants.

De tels taux d'enlèvement de matière font des services d'usinage de l'aluminium utilisant des stratégies HSM pour l'aluminium une offre très lucrative pour les industries automobile et aérospatiale. Dans le premier cas, les prototypes automobiles nécessitent beaucoup d'enlèvement de matière avec de préférence le moins de réglages de fraisage possible. Dans le second cas, il y a beaucoup de pièces longues et volumineuses qui ont des poches profondes (elles doivent être légères donc elles sont principalement usinées jusqu'à un ensemble de nervures qui se croisent) et des parois minces, de plus, les alliages d'aluminium sont ce que les avions et les fusées jusqu'à 80 %.

La température de la coupe

Il a été prouvé que la température de la coupe change avec l'augmentation de la vitesse. Au début, à mesure que la vitesse augmente, la température augmente également. Cependant, au fur et à mesure que nous avançons, la température commence à baisser considérablement jusqu'à ce qu'à un moment donné, elle cesse d'avoir de l'importance. L'augmentation de la vitesse de coupe ne fera baisser la température que dans une faible mesure. Cette transition est ce qui signifie HSM. Par exemple, lors du fraisage de l'aluminium à 300-500 m/min, les températures peuvent atteindre 600-800 degrés. Cependant, si nous augmentons la vitesse jusqu'à 1200, la température descend à moins de 200 degrés, et elle n'est plus que de 150 degrés à 1800 m/min. À partir de ce moment, couper plus vite est inutile.

Considérez juste, à peine 150-200 degrés ! Aucune modification des propriétés du matériau dans la zone de coupe due au traitement thermique local, aucune augmentation du grain métallique et des demandes de refroidissement beaucoup plus faibles. Un bon avantage, je dirais.

Les outils durent plus longtemps

Cela peut sembler étrange car la vitesse de coupe est plus grande et donc l'usure de l'outil doit l'être aussi, mais si nous comparons la quantité de matériau qui est coupée par les outils de coupe en aluminium chez HSM avec le fraisage conventionnel plutôt que la durée de vie de l'outil en minutes, nous Je verrai que la différence est évidente et parle en faveur de l'aluminium de fraisage à grande vitesse. Quelle est la raison d'une durée de vie prolongée de l'outil ? Premièrement, la température de coupe est plus basse, ce qui signifie que la résistance du matériau de l'outil est plus élevée. Ensuite, la largeur du copeau lors du fraisage à grande vitesse est beaucoup plus faible (l'outil tourne plus vite et parvient à couper un copeau plus fin même malgré l'augmentation des avances).

De plus, lors de l'usinage de l'aluminium, l'un des principaux problèmes est qu'il est si mou qu'il colle aux arêtes de coupe de l'outil pendant le traitement. Cela réduit la netteté de l'outil et augmente les forces de coupe, ce qui réduit la durée de vie de l'outil. Mais cela ne se produit pas à grande vitesse. L'aluminium ne fait que partir.

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La précision du fraisage à grande vitesse de l'aluminium

Nous pensons tous que des avances plus élevées rendent la finition de surface de l'aluminium plus faible car le tranchant de l'outil se déplace plus loin tandis que l'outil peut faire un tour et le couper. Généralement, cela se traduit par un copeau plus large, une force de coupe plus élevée et une moins bonne finition de surface. Cependant, en HSM, malgré l'avance importante, la vitesse de l'outil est plus élevée, de sorte que le copeau est en fait plus fin que dans le fraisage conventionnel. De plus, les vibrations sont plus faibles en raison d'une force de coupe plus faible.

Angle d'engagement constant de l'outil

L'un des problèmes majeurs lors du fraisage de cavités de pièces avec des fraises en bout concerne la fabrication des cornières de poche. La fraise en bout doit tourner de 90 degrés pour produire la poche et à ce moment-là, le matériau qu'elle doit couper double (des deux côtés de la poche). Cela entraîne une augmentation locale de la force de coupe et est très mauvais pour la durée de vie de l'outil et la précision de la pièce. Cependant, le fraisage d'aluminium HSM a un certain nombre de stratégies de génération de trajectoire d'outil prédéterminées qui incluent un angle d'engagement d'outil constant. Cela signifie que l'outil se rapproche progressivement de l'angle tout en usinant tout le matériau qui l'entoure dans une trajectoire circulaire. De cette façon, la force de coupe reste constante, tout comme la précision. de plus, la durée de vie de l'outil est prolongée.

Utilisation du liquide de refroidissement

Certaines stratégies HSM pour l'usinage de l'aluminium n'utilisent pas du tout de liquide de refroidissement. Je veux dire, l'usinage à 200 degrés ne nécessite pratiquement aucun refroidissement du matériau et de la fraise. Cependant, certaines opérations extrêmement précises utilisent encore des liquides de refroidissement afin d'augmenter la qualité des pièces mais la quantité de liquide de refroidissement est bien inférieure par rapport à l'usinage conventionnel. Certains procédés de fraisage à grande vitesse de l'aluminium utilisent ce que l'on appelle la lubrification par quantité minimale. La quantité de liquide de refroidissement administrée est juste suffisante pour former un film mince qui réduit la friction et offre un certain refroidissement.

Il est donc tout à fait évident que le fraisage d'aluminium à grande vitesse est un moyen innovant et productif de fabriquer des pièces personnalisées, des prototypes, de petits lots et d'autres ensembles en alliages d'aluminium. Avec l'usinage à grande vitesse, vous obtiendrez de meilleurs prix et passerez moins de temps à attendre que votre commande soit exécutée.