Mit welcher Geschwindigkeit schneidet man Aluminium an einer Drehmaschine?

Bei der Verarbeitung von Aluminium auf einer Drehmaschine ist das Verständnis der richtigen Schneidgeschwindigkeit entscheidend für optimale Ergebnisse.Häufig in Fussfläche pro Minute (SFM) oder Meter pro Minute (m/min) ausgedrücktDas Aluminium ist für seine Bearbeitungsfähigkeit bekannt, aber Faktoren wie Legierungszusammensetzung, Werkzeuggeometrie,Maschinensteifigkeit, und die Anwendung von Kühlmitteln spielen alle eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der idealen Schneidgeschwindigkeit.

Die Grundlagen der Schnittgeschwindigkeit verstehen

Die Schneidgeschwindigkeit bezieht sich auf die relative Geschwindigkeit zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück.Eine höhere Schneidgeschwindigkeit bedeutet, dass das Werkstück schneller drehtBei zu hohen Geschwindigkeiten kann es jedoch zu einer Überhitzung des Werkzeugs und des Werkstücks, zu einem schnellen Verschleiß des Werkzeugs, zu einer schlechten Oberflächenveredelung,und sogar WerkstückverformungenUmgekehrt kann ein zu langsames Schneiden zu einer ineffizienten Materialentfernung, zu langen Zykluszeiten und zu einer schlechten Chipkontrolle führen, was zu Verhärtung oder Oberflächenschäden führen kann.

Faktoren, die die Schneidgeschwindigkeit von Aluminium beeinflussen

Bei der Bestimmung der optimalen Schneidgeschwindigkeit für Aluminium auf einer Drehmaschine sind mehrere Schlüsselfaktoren zu berücksichtigen:

• Aluminiumlegierung:Nicht alle Aluminiumlegierungen sind gleich, wenn es um die Bearbeitbarkeit geht.die niedrigere Geschwindigkeiten und scharfe Werkzeuge zur Vermeidung von Aufbau von Kanten (BUE) erfordern. Legierungen wie 6061 und 7075, die wärmebehandlungsfähig sind und Legierungselemente wie Magnesium, Silizium, Kupfer und Zink enthalten, bieten eine bessere Bearbeitbarkeit.ist aufgrund seiner guten Kraftbilanz ein Arbeitspferd in der CNC-Bearbeitung, Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, die häufig höhere Schneidgeschwindigkeiten ermöglichen.kann auch effektiv bearbeitet werden, erfordert jedoch eine sorgfältige Berücksichtigung der Werkzeuggeometrie und -geschwindigkeiten, um die Wärme und die Splittersteuerung zu steuern.

• Werkzeugmaterial:Das Material des Schneidwerkzeugs selbst ist ein wesentlicher Faktor für die erreichbaren Schneidgeschwindigkeiten.

  • Schnellstahl (HSS):HSS-Werkzeuge werden in der Regel für weichere Materialien oder bei geringeren Geschwindigkeiten verwendet. Sie sind weniger hitzebeständig als Karbid und erfordern daher langsamere Schneidgeschwindigkeiten.HSS-Werkzeuge mit polierten, sind scharfe Schneidkanten unerlässlich, um BUE zu minimieren.

  • mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen vonKarbidwerkzeuge sind wesentlich härter und wärmebeständiger als HSS und ermöglichen eine viel höhere Schneidgeschwindigkeit.Vor allem, wenn eine hohe Produktivität gewünscht wirdEs gibt verschiedene Sorten von Karbid, wobei spezifische Formulierungen für verschiedene Materialien und Schneidbedingungen optimiert sind.

  • Keramik und kubisches Bornitrid (CBN):Während es bei allgemeiner Aluminiumdrehung aufgrund der Gefahr von Splittern oder schnellen Verschleiß bei weicheren Aluminiumlegierungen weniger üblich ist,Weiterentwickelte Materialien wie Keramik und CBN können extrem hohe Schneidgeschwindigkeiten bei härteren Aluminiumlegierungen oder bei spezifischen Veredelungsanwendungen erreichen.

• Werkzeuggeometrie:Die Rake-Winkel, die Freiflächenwinkel und der Nasenradius des Schneidwerkzeugs beeinflussen die Leistung erheblich.Positive Rake-Winkel werden im Allgemeinen bevorzugt, da sie schärfere Schneide fördern und Schneidkräfte reduzierenEine polierte oder mit PVD beschichtete Schneide kann die Reibung weiter reduzieren und BUE verhindern. Ein größerer Nasenradius kann die Oberflächenbearbeitung und die Werkzeuglebensdauer verbessern, aber auch die Schneidkräfte erhöhen,die mit der Steifigkeit der Maschine ausgeglichen werden muss.

• Schnitttiefe Schnitttiefe (DOC) und Zuführgeschwindigkeit:Diese Parameter hängen eng mit der Schneidgeschwindigkeit zusammen. Ein tieferer Schnitt erfordert im Allgemeinen eine langsamere Schneidgeschwindigkeit und/oder Zuführgeschwindigkeit zur Steuerung von Kräften und Wärme.Eine schnellere Zuführgeschwindigkeit erfordert möglicherweise eine etwas langsamere Schneidgeschwindigkeit, um eine ordnungsgemäße Ableitung der Splitter sicherzustellen.Das Ziel ist es, einen kontinuierlichen, überschaubaren Chip zu schaffen, der effektiv zerbricht.

• Kühlmittel/Schmiermittel:Eine effiziente Anwendung von Kühlmittel ist bei der Verarbeitung von Aluminium von entscheidender Bedeutung.Aber auch Hochdrucksysteme oder Nebelkühlmittel können sehr effektiv sein.Das Vorhandensein und die Art des Kühlmittels ermöglichen höhere Schneidgeschwindigkeiten als bei Trockenbearbeitung.

• Maschinensteifigkeit und Spindelgeschwindigkeit:Die Drehmaschine selbst muß steif genug sein, um die Schneidkräfte bei höheren Geschwindigkeiten ohne übermäßige Vibrationen zu bewältigen.wenn die Maschine die gewünschte Drehzahl nicht erreichen kann, wird die erreichbare Schneidgeschwindigkeit begrenzt sein.

Allgemeine Richtlinien für die Schnittgeschwindigkeiten

Während die genauen Geschwindigkeiten von den oben genannten Faktoren abhängen, sind hier einige allgemeine Richtlinien für die Schneidgeschwindigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminium an einer Drehmaschine,vorwiegend auf gängige Legierungen wie 6061-T6 und 7075-T6 mit Karbidwerkzeug konzentriert:

• Für 6061-T6 Aluminium:

  • Schnitte:Bei Werkzeugen aus Karbid kann die Schneidgeschwindigkeit zwischen500 bis 1500 SFM (150 bis 450 m/min)Tiefere Einschnitte und höhere Zufuhrraten könnten zum unteren Ende dieses Bereichs führen, während leichtere Einschnitte höhere Geschwindigkeiten ermöglichen.

  • VeredelungsschnitteFür eine überlegene Oberflächenveredelung können die Geschwindigkeiten auf800 bis 2000 SFM (240 bis 600 m/min), häufig mit einer feineren Zufuhrgeschwindigkeit und einer geringeren Schnitttiefe.

• Für 7075-T6 Aluminium:

  • Diese Legierung ist härter und anfälliger für Verhärtung.

  • Schnitte:Die Werkzeuggeschwindigkeiten für die Verarbeitung von Carbide können zwischen400 bis 1200 SFM (120 bis 360 m/min)Eine sorgfältige Aufmerksamkeit beim Chipbrechen ist entscheidend.

  • VeredelungsschnitteDie Geschwindigkeiten können im Bereich von600 bis 1800 SFM (180 bis 550 m/min), wobei erneut der Schwerpunkt auf der Zufuhrrate und der Verhinderung von BUE liegt.

• Für weichere Aluminiumlegierungen (z. B. 1XXX, 3XXX):

  • Diese gummiartigen Materialien erfordern niedrigere Geschwindigkeiten, um BUE zu verhindern.300 bis 800 SFM (90 bis 240 m/min), mit sehr scharfen, polierten HSS- oder Karbidwerkzeugen.

Praktische Ansätze, um die richtige Geschwindigkeit zu finden

Der beste Ansatz zur Bestimmung der optimalen Schneidgeschwindigkeit ist oft iterativ:

1. Daten des Werkzeugherstellers:Die Hersteller von Schneidwerkzeugen bieten für verschiedene Materialien und Werkzeugtypen empfohlene Geschwindigkeits- und Zufuhrkarten.

2. Beginnen Sie konservativ:Beginnen Sie mit einer Geschwindigkeit am unteren Ende des empfohlenen Bereichs für Ihre spezifische Legierung und Werkzeuge.

3. Beobachten Sie Chip-Formation:Das ist Ihr wichtigster Indikator.

   • Lange, filigrane Späne:Eine zu hohe Geschwindigkeit oder Zufuhr oder ein unzureichender Chipbruch kann zu einer Verhärtung oder Verwicklung des Teils/Werkzeugs führen.

   • Kleine, pulverförmige Chips:Zu niedrige Drehzahl oder Materialzufuhr oder ein ungeeignetes Werkzeug.

   • Kurze, gut zerbrochene Chips:Ideal: Sie sollten sich beständig bilden und leicht durch das Kühlmittel gelöscht werden.

4. Verschleiß des Monitorwerkzeugs:Überprüfen Sie das Schneidwerkzeug regelmäßig auf Verschleiß, z. B. Flankenverschleiß, Kraterverschleiß oder BUE. Ist der Verschleiß übertrieben, reduzieren Sie die Geschwindigkeit oder passen Sie andere Parameter an.

5. Bewertung der Oberflächenbearbeitung:Überprüfen Sie die Oberfläche des Teils, wenn es rau, inkonsistent oder Brenn- oder Reißzeichen aufweist, müssen die Geschwindigkeit, die Zufuhr oder die Werkzeuggeometrie angepasst werden.

6. Hören Sie auf die Maschine:Ungewöhnliche Geräusche, Geschwätz oder Vibrationen deuten häufig darauf hin, dass die Schneidparameter nicht optimal sind oder die Maschine/das Werkstück nicht steif genug ist.

7. Nach und nach wachsen:Sobald Sie eine gute Splitterbildung und Oberflächenveredelung bei konservativer Geschwindigkeit erreicht haben, können Sie die Schneidgeschwindigkeit (in kleinen Schritten) allmählich erhöhen, während Sie die Ergebnisse überwachen.Das Ziel ist es, den richtigen Punkt zu finden, der die Produktivität maximiert, ohne die Lebensdauer des Werkzeugs oder die Qualität des Teils zu beeinträchtigen.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die optimale Schneidgeschwindigkeit für Aluminium auf einer Drehscheibe zwar allgemeine Richtlinien enthält, aber nicht eine einzelne Zahl ist, sondern ein Bereich, der durch ein komplexes Zusammenspiel von Material, Werkzeug,Fähigkeiten der MaschineDurch das Verständnis dieser Faktoren und den Einsatz eines systematischen Ansatzes für die Parameterwahl und -beobachtungSie können effektiv die perfekte Schneidgeschwindigkeit für Ihre Aluminiumbearbeitungsanforderungen wählen.