Usinage à grande vitesse pour les pièces de fraisage en aluminium

L'aluminium est l'un des alliages les plus utilisés dans la production moderne, et l'aluminium semble être le meilleur matériau. Il est léger, solide, durable et résistant à la corrosion. C'est pourquoi la nouvelle stratégie de fraisage de l'aluminium a été développée rapidement.

L'usinage à grande vitesse est l'une des méthodes modernes de fraisage CNC de l'aluminium qui réussit. La principale différence par rapport au fraisage conventionnel est que la vitesse du fraisage à grande vitesse est beaucoup plus élevée et que le machiniste peut les utiliser pour augmenter l'avance de coupe. Le fraisage à grande vitesse est différent du fraisage conventionnel. Il s'agit d'un moyen plus productif et innovant de produire de petits lots de pièces et de prototypes. L'évolution de l'industrie métallurgique nécessite une production rapide de pièces. Chaque mois, les exigences en matière de pièces personnalisées ou de prototypes rapides deviennent de plus en plus élevées. De plus en plus de clients souhaitent terminer leurs commandes plus rapidement. Ils souhaitent également que ces composants soient plus précis qu'auparavant.

Qu'est-ce que le haut débit Usinage ?

Développé à l'origine par l'inventeur allemand Dr. Carl Salmon dans les années 1920, l'usinage à grande vitesse est né lorsque son créateur s'est rendu compte que pour un métal de pièce spécifique, la chaleur générée à l'interface entre l'outil de coupe et la pièce culminait à une certaine broche critique. vitesse.

Le traitement de fraisage ordinaire utilise une faible vitesse d'alimentation et de grands paramètres de coupe, tandis que le traitement de fraisage à grande vitesse utilise une vitesse d'alimentation élevée et de petits paramètres de coupe. Par rapport au traitement de fraisage ordinaire, le traitement de fraisage à grande vitesse présente les caractéristiques suivantes :

(1) Haute efficacité

La vitesse de broche du fraisage à grande vitesse est généralement de 15 000 tr/min à 40 000 tr/min, jusqu'à 100 000 tr/min. Lors de la coupe de l'acier, sa vitesse de coupe est d'environ 400 m/min, ce qui est 5 à 10 fois plus élevé que le traitement de fraisage traditionnel. Lors du traitement des cavités de moule, il est comparé aux méthodes de traitement traditionnelles (fraisage traditionnel, EDM, etc.) Son efficacité est multipliée par 4 à 5.

(2) Haute précision

La précision du traitement de fraisage à grande vitesse est généralement de 10 μm, et une certaine précision est encore plus élevée.

(3) Haute qualité de surface

Étant donné que l'élévation de température de la pièce pendant le fraisage à grande vitesse est faible (environ 3 ° C), il n'y a pas de couche métamorphique et de micro-fissures sur la surface, et la déformation thermique est également faible. La meilleure rugosité de surface Ra est inférieure à 1 μm, ce qui réduit la charge de travail du meulage et du polissage ultérieurs.

(4) Il peut traiter des matériaux très durs.

Il peut fraiser de l'acier 50-54HRC, et la dureté de fraisage la plus élevée peut atteindre 60HRC.

Avantages du haut débit Usinage Pour le fraisage de l'aluminium

En raison des caractéristiques de HSM, l'aluminium de fraisage HSM est très avantageux sous de nombreux aspects inattendus. En choisissant une stratégie HSM pour l'aluminium au lieu d'utiliser le fraisage conventionnel, vous obtiendrez les avantages suivants.

Améliorer l'efficacité

La vitesse de coupe du fraisage à grande vitesse peut atteindre trois fois la vitesse de fraisage traditionnelle. Lors de l'usinage d'alliages d'aluminium plus tendres, il peut même être doublé.

A notre connaissance, l'avance d'usinage est un paramètre qui définit la productivité de l'ensemble du processus de fraisage. Autrement dit, par rapport au fraisage conventionnel, l'efficacité de l'usinage à grande vitesse peut être beaucoup plus élevée. L'usinabilité de l'aluminium permet d'augmenter la vitesse de la broche à 18 000 tr/min ou plus.

Un taux d'enlèvement de matière aussi élevé fait des services d'usinage de l'aluminium utilisant la stratégie HSM de l'aluminium un produit très favorable pour les industries automobile et aérospatiale. Dans le premier cas, le prototype de voiture nécessite beaucoup d'enlèvement de matière, de préférence avec le moins de paramètres de fraisage possible. Dans le second cas, il existe de nombreuses pièces longues et larges avec des poches profondes (elles doivent être légères, donc la plupart d'entre elles sont transformées en un ensemble de nervures qui se croisent) et des parois minces. De plus, les alliages d'aluminium comptent pour les avions et les fusées. 80 %. .

Température d'encoche

Des études ont montré que la température de coupe change avec l'augmentation de la vitesse. Au début, à mesure que la vitesse augmente, la température augmente également. Cependant, plus loin, la température a fortement chuté. Cela arrive à un point où cela n'a pas d'importance. L'augmentation de la vitesse de coupe ne fera finalement qu'abaisser un peu la température. Ce changement est idéal pour le fraisage à grande vitesse.

Par exemple, lors du fraisage de l'aluminium à une vitesse de 300 à 500 m/min, la température peut atteindre 600 à 800 degrés. Cependant, lorsque nous augmentons la vitesse à 1200, la température chutera à moins de 200 degrés, et la température n'est que de 150 degrés à 1800 m/min. A partir de maintenant, cela n'a plus de sens de couper plus vite.

Du point de vue droit, il ne fait que 150-200 degrés. Le traitement thermique local n'entraînera pas de modifications des propriétés des matériaux dans cette zone. Les particules métalliques n'augmenteront pas et les besoins en refroidissement sont beaucoup plus faibles. C'est un avantage évident.

Prolonger la durée de vie de l'outil

Cela semble étrange en raison de la vitesse élevée impliquée. Par conséquent, on suppose généralement que l'usure de l'outil doit être plus élevée. Cependant, lorsque nous le comparons à la quantité de matière coupée par le fraisage traditionnel, la différence est évidente. En termes de durée de vie de l'outil pour le fraisage à grande vitesse de l'aluminium, le vainqueur incontesté.

Vous vous demandez peut-être ce qui contribue à prolonger la durée de vie de l'outil ? Tout d'abord, la température de coupe est considérablement réduite. Cela signifie une plus grande résistance du matériau de l'outil. De plus, la largeur des copeaux est faible lors du fraisage à grande vitesse. En effet, malgré l'augmentation de l'avance, l'outil tourne plus vite et peut couper des copeaux plus fins.

De plus, lors de l'usinage de l'aluminium, l'un des principaux problèmes est que l'aluminium est trop mou et colle au tranchant de l'outil lors de l'usinage. Cela réduit l'affûtage de l'outil et augmente la force de coupe, raccourcissant ainsi la durée de vie de l'outil.

Précision du fraisage à grande vitesse de l'aluminium

Nous pensons tous qu'une vitesse d'avance plus élevée réduira la finition de la surface de l'aluminium, car le tranchant de l'outil peut aller plus loin et l'outil peut tourner et couper. Généralement, cela conduit à des copeaux plus larges, à des forces de coupe plus élevées et à un état de surface moins bon. Cependant, en HSM, malgré la grande vitesse d'avance, la vitesse de l'outil est plus élevée, de sorte que les copeaux sont en fait plus fins que dans le fraisage conventionnel. De plus, en raison de la faible force de coupe, la vibration est faible. Ces fonctionnalités contribuent toutes à améliorer la précision.

Faible consommation de liquide de refroidissement

Certaines stratégies HSM pour le traitement de l'aluminium n'utilisent pas du tout de liquide de refroidissement. Le traitement à 200 degrés ne nécessite presque pas de matériaux et d'outils de refroidissement. Cependant, certaines opérations extrêmement précises utilisent encore du liquide de refroidissement pour améliorer la qualité des pièces, mais la quantité de liquide de refroidissement est bien inférieure à celle d'un usinage classique. Certains procédés de fraisage à grande vitesse de l'aluminium utilisent ce que l'on appelle une lubrification minimale. La quantité de liquide de refroidissement appliquée est seulement suffisante pour former un film, réduisant ainsi la friction et fournissant un certain refroidissement, de sorte que la quantité de liquide de refroidissement requise est généralement faible.

Constante T bon E Engagement A angle

L'un des principaux problèmes lors du fraisage d'une cavité avec une fraise en bout est de faire l'angle de la cavité. La fraise en bout doit être tournée de 90 degrés pour créer une cavité, et à ce moment, le matériau qu'elle coupe doit être doublé (des deux côtés de la cavité). Cela conduit à une augmentation locale de la force de coupe et est très préjudiciable à la durée de vie de l'outil et à la précision de la pièce. Cependant, le fraisage d'aluminium HSM a de nombreuses stratégies de génération de trajectoire d'outil prédéterminées, y compris un angle d'engagement d'outil constant. Cela signifie que lors de l'usinage de toute la matière qui l'entoure sur une trajectoire circulaire, l'outil se rapproche progressivement de cet angle. De cette façon, la force de coupe reste constante et la précision reste la même. De plus, la durée de vie de l'outil peut être prolongée.

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