Welke Snelheid Gebruik Je voor het Draaien van Aluminium op een Draaibank?

Als het gaat om het bewerken van aluminium op een draaibank, is het begrijpen van de juiste snijsnelheid cruciaal voor het bereiken van optimale resultaten. Snijsnelheid, vaak uitgedrukt in oppervlaktevoeten per minuut (SFM) of meters per minuut (m/min), heeft directe invloed op de standtijd van de tool, de oppervlakteafwerking, de spaanvorming en de algehele bewerkingsefficiëntie. Hoewel aluminium bekend staat om zijn bewerkbaarheid, spelen factoren als legeringssamenstelling, toolgeometrie, machine-stijfheid en koelmiddeltoepassing allemaal een belangrijke rol bij het bepalen van de ideale snijsnelheid.

De Basis van Snijsnelheid Begrijpen

Snijsnelheid verwijst naar de relatieve snelheid tussen de snijgereedschap en het werkstuk. Voor een draaibank wordt dit typisch gemeten aan de buitendiameter van het werkstuk dat wordt gedraaid. Een hogere snijsnelheid betekent dat het werkstuk sneller roteert, wat leidt tot een grotere hoeveelheid materiaal die per tijdseenheid wordt verwijderd. Overmatig hoge snelheden kunnen echter leiden tot oververhitting van de tool en het werkstuk, snelle slijtage van de tool, slechte oppervlakteafwerking en zelfs vervorming van het werkstuk. Omgekeerd kan te langzaam snijden resulteren in inefficiënte materiaalverwijdering, lange cyclustijden en de mogelijkheid tot slechte spaancontrole, wat kan leiden tot werkharding of oppervlakteschade.

Factoren die de Snijsnelheid voor Aluminium Beïnvloeden

Verschillende belangrijke factoren moeten in overweging worden genomen bij het bepalen van de optimale snijsnelheid voor aluminium op een draaibank:

• Aluminiumlegering:Niet alle aluminiumlegeringen zijn gelijk als het gaat om bewerkbaarheid. Puur aluminium (zoals de 1XXX-serie) is erg zacht en kleverig, waardoor lagere snelheden en scherpe tools nodig zijn om een opgebouwde snijkant (BUE) te voorkomen. Legeringen zoals 6061 en 7075, die warmtebehandelbaar zijn en legeringselementen bevatten zoals magnesium, silicium, koper en zink, bieden een betere bewerkbaarheid. De 6000-serie, met name 6061-T6, is een werkpaard in CNC-bewerking vanwege zijn goede balans tussen sterkte, corrosiebestendigheid en uitstekende bewerkbaarheid, waardoor vaak hogere snijsnelheden mogelijk zijn. De 7000-serie legeringen, bekend om hun hoge sterkte, kunnen ook effectief worden bewerkt, maar vereisen mogelijk zorgvuldige overweging van toolgeometrie en snelheden om warmte en spaancontrole te beheersen.

• Toolmateriaal:Het materiaal van de snijgereedschap zelf is een primaire bepalende factor voor de haalbare snijsnelheden.

  • High-Speed Steel (HSS):HSS-tools worden over het algemeen gebruikt voor zachtere materialen of wanneer lagere snelheden vereist zijn. Ze zijn minder hittebestendig dan carbide en vereisen daarom lagere snijsnelheden. Voor aluminium zijn HSS-tools met gepolijste, scherpe snijkanten essentieel om BUE te minimaliseren.

  • Carbide:Carbide tools zijn aanzienlijk harder en hittebestendiger dan HSS, waardoor veel hogere snijsnelheden mogelijk zijn. Ze zijn de voorkeurskeuze voor de meeste aluminium bewerkingen, vooral wanneer een hoge productiviteit gewenst is. Er bestaan verschillende soorten carbide, met specifieke formuleringen die zijn geoptimaliseerd voor verschillende materialen en snijcondities.

  • Keramiek en Cubic Boron Nitride (CBN):Hoewel minder gebruikelijk voor algemeen aluminium draaien vanwege het risico op afbrokkelen of snelle slijtage op zachtere aluminiumlegeringen, kunnen geavanceerde materialen zoals keramiek en CBN extreem hoge snijsnelheden bereiken op hardere aluminiumlegeringen of in specifieke afwerkingstoepassingen.

• Toolgeometrie:De spaanhoeken, vrijloophoeken en neusradius van de snijgereedschap hebben een aanzienlijke impact op de prestaties. Voor aluminium hebben positieve spaanhoeken over het algemeen de voorkeur, omdat ze scherpere snijkanten bevorderen en de snijkrachten verminderen. Een gepolijste of PVD-gecoate snijkant kan de wrijving verder verminderen en BUE voorkomen. Een grotere neusradius kan de oppervlakteafwerking en de standtijd van de tool verbeteren, maar verhoogt ook de snijkrachten, wat in evenwicht moet worden gebracht met de stijfheid van de machine.

• Snijdiepte (DOC) en Voeding:Deze parameters zijn nauw verwant aan de snijsnelheid. Een diepere snede vereist over het algemeen een lagere snijsnelheid en/of voeding om krachten en warmte te beheersen. Evenzo kan een snellere voeding een iets lagere snijsnelheid vereisen om een goede spaanafvoer te garanderen. Het doel is om een continue, beheersbare spaan te bereiken die effectief breekt.

• Koelmiddel/Smering:Effectieve koelmiddeltoepassing is cruciaal bij het bewerken van aluminium. Het dient om de snijzone te koelen, de tool-werkstukinterface te smeren en spanen weg te spoelen. Overstromingskoeling is gebruikelijk, maar hogedruksystemen of nevelkoelmiddelen kunnen ook zeer effectief zijn. De aanwezigheid en het type koelmiddel kunnen hogere snijsnelheden mogelijk maken dan droog bewerken.

• Machine-stijfheid en Spindelsnelheidscapaciteit:De draaibank zelf moet stijf genoeg zijn om de snijkrachten bij hogere snelheden aan te kunnen zonder overmatige trillingen. De spindelsnelheidscapaciteit is ook een directe beperking; als de machine niet de gewenste RPM kan bereiken, wordt de haalbare snijsnelheid beperkt.

Algemene Richtlijnen voor Snijsnelheden

Hoewel precieze snelheden afhankelijk zijn van de bovenstaande factoren, volgen hier enkele algemene richtlijnen voor snijsnelheden bij het bewerken van aluminium op een draaibank, voornamelijk gericht op veelvoorkomende legeringen zoals 6061-T6 en 7075-T6 met carbide tooling:

• Voor 6061-T6 Aluminium:

  • Voorbewerken:Met carbide tooling kunnen snijsnelheden variëren van 500 tot 1500 SFM (150 tot 450 m/min). Diepere sneden en hogere voedingen kunnen naar de lagere kant van dit bereik gaan, terwijl lichtere sneden hogere snelheden mogelijk maken.

  • Afwerking:Voor een superieure oppervlakteafwerking kunnen de snelheden worden verhoogd tot 800 tot 2000 SFM (240 tot 600 m/min), vaak met een fijnere voeding en een kleinere snijdiepte.

• Voor 7075-T6 Aluminium:

  • Deze legering is harder en gevoeliger voor werkharding. Snelheden moeten doorgaans iets lager zijn dan voor 6061.

  • Voorbewerken:Carbide tooling snelheden kunnen variëren van 400 tot 1200 SFM (120 tot 360 m/min). Zorgvuldige aandacht voor spaanbreuk is cruciaal.

  • Afwerking:Snelheden kunnen in het bereik liggen van 600 tot 1800 SFM (180 tot 550 m/min), opnieuw met de nadruk op voeding en het voorkomen van BUE.

• Voor Zachtere Aluminiumlegeringen (bijv. 1XXX, 3XXX):

  • Deze kleverige materialen vereisen lagere snelheden om BUE te voorkomen. Snelheden liggen over het algemeen in het bereik van 300 tot 800 SFM (90 tot 240 m/min), met zeer scherpe, gepolijste HSS- of carbide tools.

Praktische Aanpak om de Juiste Snelheid te Vinden

De beste aanpak om de optimale snijsnelheid te bepalen, is vaak iteratief:

1. Raadpleeg de Gegevens van de Toolfabrikant:Fabrikanten van snijgereedschappen leveren aanbevolen snelheids- en voedingstabellen voor verschillende materialen en tooltypen. Dit zijn uitstekende uitgangspunten.

2. Begin Conservatief:Begin met een snelheid aan de lagere kant van het aanbevolen bereik voor uw specifieke legering en tooling.

3. Observeer de Spaanvorming:Dit is uw meest kritische indicator.

   • Lange, draderige spanen:Te hoge snelheid of voeding, of onvoldoende spaanbreuk. Kan leiden tot werkharding of wikkelen rond het onderdeel/gereedschap.

   • Kleine, poederachtige spanen:Te lage snelheid of voeding voor het materiaal, of een ongeschikte tool.

   • Korte, goed gebroken spanen:Ideaal. Ze moeten consistent worden gevormd en gemakkelijk worden verwijderd door het koelmiddel.

4. Controleer de Toolslijtage:Inspecteer de snijgereedschap periodiek op tekenen van slijtage, zoals flankenslijtage, kraterslijtage of BUE. Als de slijtage overmatig is, verminder dan de snelheid of pas andere parameters aan.

5. Evalueer de Oppervlakteafwerking:Controleer de oppervlakteafwerking van het onderdeel. Als deze ruw, inconsistent is of tekenen van verbranding of scheuren vertoont, zijn aanpassingen aan de snelheid, voeding of toolgeometrie nodig.

6. Luister naar de Machine:Ongewone geluiden, getril of trillingen geven vaak aan dat de snijparameters niet optimaal zijn, of dat de machine/werkstukopstelling niet stijf genoeg is.

7. Verhoog Geleidelijk:Zodra u een goede spaanvorming en oppervlakteafwerking bereikt bij een conservatieve snelheid, kunt u de snijsnelheid geleidelijk (in kleine stappen) verhogen terwijl u de resultaten controleert. Het doel is om de 'sweet spot' te vinden die de productiviteit maximaliseert zonder de standtijd van de tool of de kwaliteit van het onderdeel in gevaar te brengen.

Kortom, hoewel er algemene richtlijnen bestaan, is de optimale snijsnelheid voor aluminium op een draaibank geen enkel getal, maar eerder een bereik dat wordt bepaald door een complexe wisselwerking van materiaal, tooling, machinecapaciteiten en het gewenste resultaat. Door deze factoren te begrijpen en een systematische aanpak te hanteren voor parameterselectie en observatie, kunt u de perfecte snijsnelheid voor uw aluminium bewerkingsbehoeften effectief instellen.