Parametertabelle für die dreiachsige CNC-Bearbeitung aus Aluminiumlegierung und Anleitung zu den Schnittbedingungen
Im Bereich der Präzisionsfertigung ist Aluminiumlegierung aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Leitfähigkeit und guten Verarbeitungseigenschaften zum Material der Wahl für Luft- und Raumfahrt, 3C-Elektronik und Automobilteile geworden. Die Probleme des Werkzeugklebens, der thermischen Verformung und der Oberflächenkratzer beim Schneiden von Aluminium bereiten den Ingenieuren jedoch seit langem Sorgen. Dieser Leitfaden enthält Empfehlungen für dreiachsige CNC-Fräsparameter für gängige Aluminiumlegierungen wie 6061 und 7075 und deckt Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe und Werkzeugauswahl ab. Es soll dem technischen Beschaffungs- und F&E-Personal helfen, das Prozessfenster schnell zu schließen und die Trial-and-Error-Kosten zu reduzieren. Durch die wissenschaftliche Einstellung der dreiachsigen CNC-Bearbeitungsparameter einer Aluminiumlegierung kann die Werkzeugstandzeit effektiv verbessert, die Oberflächenrauheit auf Ra0,8 μm kontrolliert und die Konsistenz der Massenproduktion erheblich verbessert werden.
Analyse der Kernmaterialeigenschaften und Schnittschwierigkeiten
Unterschiedliche Qualitäten von Aluminiumlegierungen reagieren deutlich unterschiedlich auf Schneidwerkzeuge. Voraussetzung für die Parametereinstellung ist das Verständnis der Materialeigenschaften. 6061-T6 ist eine häufig verwendete Sorte für Strukturteile. Es lässt sich gut bearbeiten, lässt sich aber leicht am Werkzeug kleben; 7075-T6 hat eine höhere Festigkeit, eine etwas höhere Härte als 6061 und erhöht die Schnittkraft; 5052-H32 ist eine nicht wärmebehandelbare Legierung mit guter Zähigkeit, aber starker Duktilität, die zur Bildung von Spänenknötchen neigt.
Zu den Hauptschwierigkeiten beim Schneiden von Aluminium gehören:
- Phänomen des Messerklebens:Die Rekristallisationstemperatur von Aluminium ist niedrig und es haftet bei hohen Temperaturen leicht an der Spanfläche der Fräserzähne, bildet Aufbauschneiden und zerstört die Oberflächenbeschaffenheit.
- Thermische Verformung:Aluminium hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit (ca. 200 W/m·K). Wenn die lokale Schneidwärme jedoch nicht rechtzeitig abgeführt werden kann, kommt es leicht zu leichten thermischen Verformungen des Werkstücks, was die Maßhaltigkeit beeinträchtigt.
- Oberflächenkratzer:Weiches Aluminium reagiert empfindlich auf Einkerbungen und unsachgemäße Klemmung oder Werkzeugverschleiß können zu irreversiblen Oberflächenschäden führen.
Ausführliche Erläuterung der wichtigsten Schneidparametereinstellungen
Eine sinnvolle Parametereinstellung erfordert ein Gleichgewicht zwischen Oberflächenqualität, Werkzeugstandzeit und Bearbeitungseffizienz. Im Folgenden finden Sie empirische Richtwerte für das allgemeine Drei-Achs-Fräsen. In tatsächlichen Anwendungen ist eine Feinabstimmung basierend auf der Steifigkeit der Ausrüstung, der Werkzeugmarke und den Kühlbedingungen erforderlich.
Berechnung der Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit
Bei der Aluminiumverarbeitung wird üblicherweise die Strategie „hohe Geschwindigkeit, mittlerer Vorschub“ angewendet. Der empfohlene Schnittgeschwindigkeitsbereich (Vc) beträgt 200–600 m/min. Die Vorschubgeschwindigkeit (Fv) wird aus der Formel Fv = n × D × Z abgeleitet, wobei n die Spindeldrehzahl, D der Werkzeugdurchmesser und Z die Anzahl der Zähne ist. Wenn beispielsweise ein 4-Zahn-Hartmetall-Schaftfräser zur Bearbeitung von 6061-Aluminium mit einem Durchmesser von 6 mm verwendet wird und Vc=400 m/min eingestellt ist, dann ist n ≈ 21200 U/min, und der Fv-Bereich kann durch Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit ermittelt werden.
Axiale und radiale Schnitttiefe
Um eine schlechte Spanabfuhr und eine übermäßige seitliche Kraft des Werkzeugs zu vermeiden, wird empfohlen, die Einzelschicht-Schnitttiefe (Ap) auf 25–50 % des Werkzeugdurchmessers und die radiale Schnittbreite (ae) auf 10–20 % des Werkzeugdurchmessers zu kontrollieren. Für dünnwandige Teile (Wandstärke
