Aluminium draaien: Snelheden, voedingen en snedediepte

Als het gaat om aluminium draaien op een draaibank, is het verkrijgen van de juiste snelheden, voedingen, en snedediepte cruciaal voor het bereiken van optimale resultaten. Dit houdt in dat u de eigenschappen van aluminium, de mogelijkheden van uw machine en de kenmerken van uw snijgereedschappen begrijpt. Het vinden van de juiste balans zorgt niet alleen voor een goede oppervlakteafwerking en maatnauwkeurigheid, maar verlengt ook de levensduur van het gereedschap en verbetert de bewerkingsefficiëntie.

De belangrijkste parameters begrijpen

Voordat we in specifieke aanbevelingen duiken, laten we de fundamentele parameters verduidelijken:

• Snijsnelheid (oppervlaktesnelheid): Dit verwijst naar de snelheid waarmee het snijgereedschap beweegt ten opzichte van het oppervlak van het werkstuk. Het wordt doorgaans gemeten in voet per minuut (SFM) of meters per minuut (m/min). Voor aluminium zijn hogere snijsnelheden over het algemeen voordelig.

• Spindelsnelheid (RPM): Dit is de rotatiesnelheid van hetzij het werkstuk (bij draaien) of het gereedschap (bij frezen). Het is direct gerelateerd aan de snijsnelheid en de diameter van het werkstuk of gereedschap. De formule om de spindelsnelheid (RPM) te berekenen is: N=π×D12×V​ Waarbij:

  • N = Spindelsnelheid in omwentelingen per minuut (RPM)

  • V = Snijsnelheid in voet per minuut (SFM)

  • D = Diameter van het werkstuk of gereedschap in inches (in)

• Voedingssnelheid: Dit bepaalt hoe snel het snijgereedschap in of langs het werkstuk beweegt. Het kan worden uitgedrukt als voeding per omwenteling (IPR) of voeding per minuut (IPM). Een snellere voedingssnelheid kan de materiaalafname vergroten, maar kan de oppervlakteafwerking beïnvloeden. Voor aluminium heeft een hogere voedingssnelheid vaak de voorkeur om te helpen bij de spaanafvoer en het voorkomen van spaanafgroei.

• Voeding per tand (FPT): Dit is de hoeveelheid materiaal die door elke snijkant van het gereedschap per omwenteling wordt verwijderd. Het is een cruciale factor bij de spaanvorming en gereedschapsslijtage. De voeding per minuut kan worden berekend als: Vf​=f×N×Z Waarbij:

  • Vf​ = Voedingssnelheid in inches per minuut (IPM)

  • f = Voeding per tand in inches per tand (IPT)

  • N = Spindelsnelheid in omwentelingen per minuut (RPM)

  • Z = Aantal tanden (groeven) op het snijgereedschap

• Snedediepte (DOC): Dit is de dikte van het materiaal dat in één doorgang wordt verwijderd. Voor aluminium worden vaak ondiepe snededieptes aanbevolen om doorbuiging, trillingen en warmteontwikkeling te minimaliseren, vooral op minder stijve machines. Echter, stijvere opstellingen kunnen diepere sneden aan.

Snelheden en voedingen voor het draaien van aluminium

De uitstekende bewerkbaarheid van aluminium maakt het een populaire keuze voor CNC-draaien. De neiging om lange, draderige spanen te produceren vereist echter een zorgvuldige afweging van de parameters.

Snijsnelheden

Voor algemene aluminiumlegeringen zoals 6061 of 3003 worden doorgaans startsnelheden van 600 tot 1200 SFM aanbevolen bij gebruik van hardmetalen gereedschappen. Voor hardere aluminiumlegeringen of bij gebruik van High-Speed Steel (HSS)-gereedschappen, moet u deze snelheden mogelijk verlagen. Houd altijd rekening met de specifieke legering en het gereedschap dat u gebruikt. Legeringen met een hoog siliciumgehalte kunnen bijvoorbeeld gespecialiseerde gereedschappen vereisen, zoals polykristallijne diamant (PCD)-inzetstukken.

Voedingssnelheden

Bij het draaien van aluminium, streef naar een voedingssnelheid die een goede spaanbreuk en -afvoer bevordert. Een goed uitgangspunt voor voeding per omwenteling (IPR) met hardmetalen gereedschappen is doorgaans tussen 0,004 tot 0,010 inch per omwenteling (IPR) voor voorbewerking. Voor nabewerkingen kunt u dit verlagen tot 0,002 tot 0,005 IPR om een fijnere oppervlakteafwerking te bereiken. Als u een gereedschap met meerdere groeven gebruikt, vergeet dan niet om dit mee te nemen in uw berekening van de voeding per minuut.

Snedediepte

De snedediepte is sterk afhankelijk van de stijfheid van uw draaibank en het type bewerking.

• Voorbewerken: Voor voorbewerkingsbewerkingen kunt u vaak een agressievere snedediepte nemen. Op een stijve machine zijn dieptes van 0,100 tot 0,150 inch of zelfs meer haalbaar. Begin echter altijd conservatief en verhoog de DOC naarmate u meer vertrouwen krijgt in uw opstelling.

• Nabewerken: Voor nabewerkingen is een veel ondiepere snedediepte nodig om een gladde oppervlakteafwerking te bereiken. Dieptes van 0,005 tot 0,015 inch zijn gebruikelijk voor nabewerking. Deze ondiepe DOC helpt herhaald snijden van spanen te voorkomen en minimaliseert de gereedschapsdruk.

Algemene richtlijnen en overwegingen

1. Gereedschap: Gebruik scherpe, positieve hardmetalen inzetstukken die speciaal zijn ontworpen voor aluminium. Ongecoate hardmetalen of PCD-kwaliteiten hebben vaak de voorkeur. Een kleinere neusradius kan voordelig zijn voor ondiepere sneden en een verbeterde oppervlakteafwerking.

2. Koelmiddel: Gebruik altijd een snijvloeistof bij het draaien van aluminium. Koelmiddel helpt bij:

   • Voorkomen van spaanlassen: De neiging van aluminium om aan het gereedschap te kleven, kan leiden tot opgebouwde snijkant (BUE), wat de oppervlakteafwerking en de levensduur van het gereedschap vermindert.

   • Temperatuurregeling: Het bewerken van aluminium genereert warmte en koelmiddel helpt deze af te voeren, waardoor vervorming van het werkstuk en gereedschapsslijtage worden voorkomen.

   • Spanen afvoeren: Een goede koelmiddelstroom kan helpen spanen uit de snijzone te verwijderen, waardoor herhaald snijden van spanen wordt voorkomen. Precisiekoelmiddelsystemen zijn zeer effectief.

3. Machine stijfheid: Een stijve machine is essentieel voor succesvol aluminium draaien. Getril, trillingen en doorbuiging zijn veelvoorkomende problemen die kunnen worden verergerd door ondiepe DOC's of te agressieve voedingen op minder stabiele machines. Als u trillingen ervaart, probeer dan de DOC te verminderen, de voeding te vertragen of de spindelsnelheid te verhogen, indien mogelijk.

4. Spaancontrole: Aluminium heeft de neiging om lange, draderige spanen te produceren. Dit kan worden beheerd door:

   • Optimaliseren van voedingssnelheden.

   • Gebruik van gereedschappen met spaanbrekende eigenschappen.

   • Gebruik van een pikboren-achtige beweging in de voeding voor moeilijk te breken spanen.

   • Zorgen voor een effectieve koelmiddelstroom.

5. Legeringsvariaties: Onthoud dat aluminium een familie van legeringen is. Elke legering (bijv. 6061, 7075, 2024) heeft iets andere bewerkingseigenschappen. Raadpleeg altijd materiaalspecifieke aanbevelingen indien beschikbaar. Legeringen met een hoog siliciumgehalte zijn bijvoorbeeld meer abrasief.

6. Experimenteren: Dit zijn algemene richtlijnen. De beste aanpak is om te beginnen met conservatieve parameters en incrementele aanpassingen te maken op basis van het geluid van de snede, de spaanvorming, de oppervlakteafwerking en de gereedschapsprestaties. Houd gedetailleerde aantekeningen bij van uw succesvolle parameters voor toekomstige referentie.

Door deze principes te begrijpen en toe te passen, kunt u aluminium effectief draaien en hoogwaardige onderdelen produceren met een goede efficiëntie en gereedschapsduurzaamheid.