Minimizzare il tagliente
Durante la lavorazione di alluminio, una delle principali modalità di guasto di utensili da taglio è il materiale che viene aderisce lavorati al tagliente dell'utensile. Questa condizione degrada rapidamente la capacità di taglio dell'utensile. Il tagliente che viene generato dal alluminio aderendo smussa l'attrezzo in modo che non può più tagliare attraverso il materiale. Selezione dei materiali strumento e la selezione del rivestimento strumento sono le due tecniche principali utilizzate dai progettisti degli strumenti per ridurre l'insorgenza del tagliente di riporto.Due diversi materiali carburo utilizzati in macchine utensili ad alta velocità sono sub-micron grano e grano corso. Sub-micron materiale metallo duro è stato generalmente accettato come il materiale preferito di scelta perché è molto difficile e mantiene un tagliente affilato. Nella lavorazione di alluminio a velocità molto elevate, tuttavia, questa saggezza convenzionale è errato.
Il sub-micron materiale metallo duro richiede una concentrazione elevata di cobalto per realizzare la struttura a grana fine e proprietà di resistenza del materiale. Cobalto reagisce con l'alluminio a temperature elevate, che provoca l'alluminio per legame chimico al cobalto esposta del materiale dell'utensile. Una volta che l'alluminio inizia ad aderire allo strumento, si forma rapidamente un tagliente sull'utensile rendendolo inefficace.
Il segreto è quello di trovare il giusto equilibrio di cobalto per fornire una adeguata resistenza del materiale, riducendo al minimo il cobalto esposto nello strumento per aderenza alluminio durante il processo di taglio. Questo equilibrio si ottiene utilizzando carburo grana grossa che fornisce uno strumento di durezza sufficiente in modo da non noioso rapidamente durante la lavorazione di alluminio, riducendo al minimo l'aderenza.
Rivestimenti
utensili
Il secondo elemento di design strumento che devono essere considerati quando si cerca di ridurre al minimo il tagliente è il rivestimento strumento. Le scelte di rivestimento TiN utensili includono, TiCN, TiAlN, AlTiN, nitruri di cromo, nitruri zirconio, diamanti e rivestimenti di diamante-like (DLC). Con così tante scelte, negozi aerospaziale fresatura devono sapere che si lavora meglio in un'applicazione lavorazione ad alta velocità in alluminio.Il Physical Vapor Deposition (PVD) processo di applicazione rivestimento TiN, TiCN, TiAlN, e gli strumenti di Altin li rende inadatti per un'applicazione in alluminio. Il processo di rivestimento PVD crea due modalità per l'alluminio di legame allo strumento di rugosità superficiale e la reattività chimica tra l'alluminio e il rivestimento dell'utensile.
I risultati del processo PVD in una superficie che è più ruvida rispetto al materiale del substrato a cui è applicato. La superficie "picchi e valli" creato da questo processo causa di alluminio per raccogliere rapidamente nelle valli sul strumento. Inoltre, il rivestimento PVD è chimicamente reattivo all'alluminio per la sua cristallo metallico e caratteristiche cristallo ionico. Un rivestimento TiAIN realtà contiene alluminio, che lega facilmente con una superficie di taglio dello stesso materiale. La rugosità superficiale e attributi reattività chimica causerà l'utensile e pezzo a stare insieme, creando così il tagliente di riporto.
Nei test eseguiti da OSG Tap and Die, si è scoperto che quando si lavorano alluminio a velocità molto elevate, le prestazioni di un utensile in metallo duro a grana grossa non rivestiti era superiore a quella di uno rivestito di stagno, TiCN, TiAlN o AlTiN.
Questo test non significa che tutti i rivestimenti degli utensili ridurranno le prestazioni strumento. I rivestimenti di diamante e DLC risultato una superficie chimicamente inerte molto liscia. Questi rivestimenti sono stati trovati per migliorare in modo significativo la durata dell'utensile durante il taglio di materiali in alluminio.
I rivestimenti di diamante sono risultati migliori rivestimenti performanti, ma vi è un notevole costo relativo a questo tipo di rivestimento. I rivestimenti DLC fornire il miglior costo per il valore delle prestazioni, l'aggiunta di circa 20 per cento al 25 per cento al costo totale dell'utensile. Ma, questo rivestimento aumenta la durata dell'utensile significativamente rispetto a uno strumento carburo grana grossa non rivestito.
Geometria
La regola generale per l'alta velocità disegni lavorazione dell'alluminio utensili è quello di massimizzare lo spazio per l'evacuazione del truciolo. Questo è perché l'alluminio è un materiale molto morbido, e la velocità di avanzamento viene solitamente aumentata che crea sempre più grandi chip.Le frese aerospaziali Makino MAG-serie, come il MAG4, richiedono una considerazione aggiuntiva per resistenza strumento geometrico-utensile. Le macchine MAG-Series con i loro potenti mandrini di 80 HP scatteranno gli strumenti se non sono progettati con la forza di base sufficiente.
Sulla tecnologia precedente, il numero di scanalature sull'utensile doveva essere aumentato per fornire il carico adeguato chip velocità richieste per realizzare tagli di alta qualità in alluminio. Con 30.000 RPM e tecnologia del mandrino 80 HP, il numero di scanalature utensile deve essere ridotto e la forza di base dell'utensile aumentato.
L'elevata capacità di numero di giri del mandrino garantirà la corretta del truciolo e la forte resistenza strumento di base. In questo modo l'intero 80-HP per tagliare il metallo senza timore di rottura dell'utensile. Nei test dettagliata illustrata in seguito, è stato scoperto che uno strumento a due scanalature fornito la migliore geometria per l'evacuazione dei trucioli e forza strumento.
In generale, bordi affilati devono sempre essere utilizzati per evitare l'allungamento in alluminio. Un tagliente affilato creerà alta tosatura e anche gioco superficiale, creando una migliore finitura superficiale e riducendo al minimo le chiacchiere o di superficie vibrazioni. Il problema è che è possibile ottenere un tagliente tagliente con il materiale di carburo grana fine che il materiale a grana grossa. Ma a causa di aderenza alluminio al materiale a grana fine, non è possibile mantenere quel bordo per molto tempo.
Il materiale a grana grossa sembra essere il miglior compromesso. È un forte materiale che può avere un tagliente ragionevole. I risultati dei test mostrano che è in grado di raggiungere una lunga durata dell'utensile con buona finitura superficiale. Il mantenimento del tagliente viene migliorata utilizzando un refrigerante a nebbia d'olio attraverso lo strumento. Misting gradualmente raffredda gli strumenti, eliminando i problemi di shock termico.
L'angolo di elica è un ulteriore considerazione geometria dell'utensile. Tradizionalmente quando lavorazione alluminio è stato utilizzato un utensile con un alto angolo dell'elica. Un angolo d'elica solleva il chip lontano dalla parte più rapidamente, ma aumenta l'attrito e il calore generato per effetto dell'azione di taglio. Un alto angolo dell'elica è tipicamente utilizzato su un utensile con un numero maggiore di scanalature per evacuare rapidamente il chip dalla parte.
Nella lavorazione di alluminio a velocità molto elevate il calore creato dal maggiore attrito può causare i chip da saldare allo strumento. In aggiunta, una superficie di taglio con un angolo d'elica scheggierà più rapidamente di un utensile con un angolo di elica basso.
Un design strumento che utilizza solo due flauti permette sia un basso angolo elica e sufficiente zona di evacuazione del truciolo. Questo è l'approccio che ha dimostrato di essere il maggior successo in numerosi test eseguiti da OSG nello sviluppo della nuova linea di utensili, la MAX AL.
