Das Fräsen von Aluminium scheint ein sehr einfacher Prozess zu sein. Dies ist häufig bei Personen der Fall, die nicht direkt mit der Aluminiumbearbeitung zu tun haben. Sie glauben, dass ein ausgewogenes, scharfes, poliertes Werkzeug, das sich mit maximaler Geschwindigkeit dreht und auf moderate Vorschubgeschwindigkeiten eingestellt ist, ausreicht, um Aluminium wie Butter zu schneiden.
Eigenschaften der Aluminiumbearbeitung
Im Vergleich zur Stahlbearbeitung erfordern Aluminium und Aluminiumlegierungen weniger Schnittkraft, sodass die mechanische Belastung der Fräserschneide relativ gering ist. In diesem Artikel werden wir Aluminium und Aluminiumlegierungen einfach als Aluminium bezeichnen. Aluminium hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, sodass die bei der Aluminiumbearbeitung entstehenden Späne viel Schnittwärme leiten, was zu einer deutlich geringeren thermischen Belastung der Schneide führt. Aufgrund dieser Eigenschaften kann sich das Aluminiumfräsen durch sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe auszeichnen. Dies garantiert jedoch nicht, dass das Aluminiumfräsen einfach ist.
Die Materialeigenschaften von Aluminium führen beim Schneiden zur Bildung von Aufbauschneiden. Dieses unangenehme Phänomen erhöht die mechanische Belastung der Schneide und erschwert die effiziente Spanabfuhr. Es beeinträchtigt auch das dynamische Gleichgewicht des rotierenden Werkzeugs und macht den gesamten Prozess ineffizient.
Auch die Verwendung des falschen Werkzeugs kann die Spanabfuhr bei Aluminium beeinträchtigen. Die langen Späne, die beim Aluminiumfräsen entstehen, können das Werkzeug verstopfen, wenn die Werkzeugnuten nicht genügend Platz für die Späne bieten. Um dieses Hindernis zu überwinden, werden Werkzeuge mit weniger Zähnen oder reduzierten Schnittparametern verwendet; dieses Verhalten wirkt sich jedoch negativ auf die Produktivität aus.
Aus Sicht der Zerspanbarkeit ist Aluminium kein einheitliches Material. Legierungselemente (insbesondere Silizium), Materialart (geschmiedet, gegossen) und Materialvorbereitungsmethoden wirken sich alle auf die Schneidleistung aus. Andere Faktoren wie Werkstückform, Werkzeugbedingungen und Bearbeitungsanforderungen (Präzision, Rauheit usw.) erhöhen ihre eigenen Bearbeitungsbeschränkungen und sind notwendige Überlegungen bei der Auswahl einer Bearbeitungsstrategie und Werkzeugauswahl. Daher ist die Aluminiumbearbeitung im Allgemeinen und das Aluminiumfräsen im Besonderen in vielen Fällen keine so einfache Aufgabe, wie es scheint.
Fräswerkzeuge für die Aluminiumbearbeitung
Werkzeughersteller müssen bei der Entwicklung von Werkzeugen die spezifischen Eigenschaften von Aluminium-Fräswerkzeugen berücksichtigen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der richtigen Kombination aus Schneidengeometrie, Werkzeugmaterial und Kantenpräparation sowie in der Optimierung der Kühlmittelzufuhr.
Bei Aluminiumfräsanwendungen lassen sich große Flugzeugkomponenten wie Flügelkomponenten, Kabinentüren, Kabinenfensterrahmen usw. nicht vermeiden. Normalerweise werden diese Werkstücke aus einem einzigen Stück Material hergestellt, wiegen oft mehrere Tonnen und erfordern oft den Abtrag von 80-85% des Materials, um die gewünschte Endform zu erhalten. Im Gegensatz dazu hat die globale Automobilindustrie, die auch ein großer Aluminiumverbraucher ist, eine große Menge an Hartgussaluminiummaterialien in ihre Teile eingebracht. Dies hat zwar zu einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit dieser Teile geführt, hat jedoch den negativen Effekt eines stärkeren Verschleißes der Werkzeuge.
SAMHO, ein Vollsortimenter der SHD-Serie, hat eine komplette Palette von Schaftfräsern entwickelt, die speziell für die effiziente Aluminiumbearbeitung konzipiert sind. Jede Serie dieser hochwertigen Werkzeuge verfügt über ein monolithisches oder leichtes Gehäusedesign, ein einzigartiges Klemmmechanismusprinzip für Hartmetalleinsätze, einen Werkzeughalter mit Anpassungsstruktur, eine Vielzahl geschliffener und polierter Werkzeuge mit unterschiedlichen Eckradien sowie Einsätze mit Spitzen aus polykristallinem Diamant (PCD), die bei der Aluminiumbearbeitung sehr beliebt sind. Die Schaftfräser der SHD-Serie ermöglichen eine effiziente Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSM) von Aluminium und gewährleisten hohe Metallabtragsraten (MRR), hohe Präzision und hervorragende Oberflächenqualität, wodurch alle Qualitätsanforderungen der Hersteller von Aluminiumkomponenten auf der ganzen Welt erfüllt werden.
Die Metallverarbeitungsindustrie fertigt große bis kleine Aluminiumkomponenten und benötigt in vielen Fällen Fräser von bescheidenerer Größe. Die Größe dieser Werkzeuge ist nicht zum Spannen von Wendeschneidplatten geeignet, und Vollhartmetallwerkzeuge haben hier einen klaren Vorteil. Darüber hinaus sind Vollhartmetall-Schaftfräser aufgrund ihrer hohen Präzision bei der Präzisionsbearbeitung großer Komponenten unübertroffen. Daher ist SAMHO weiterhin aktiv an der Konstruktion und Entwicklung fortschrittlicher Vollhartmetall-Aluminiumfräswerkzeuge beteiligt. Die neuesten innovativen Ergänzungen haben die Werkzeugproduktpalette weiter bereichert und den Mehrwert für Benutzer im globalen Industriebereich erneut verbessert.
Die Vollhartmetall-Schaftfräser der SHD-Serie von SANHO mit vier Zähnen sind für grobe Fräsvorgänge mit hohen Zerspanungsraten konzipiert. Die technologisch innovativen Schaftfräser haben gezahnte Schneidkanten, die breite Späne in schmale Späne zerteilen können, die leicht abgeführt werden können. Dieses Designmerkmal verbessert in Kombination mit den polierten Nuten die Spanabfuhr erheblich und ermöglicht so eine deutliche Produktivitätssteigerung. Die gezahnte Schneide spaltet nicht nur die Späne, sondern verbessert auch die Vibrationsfestigkeit. Das Halsdesign trägt dazu bei, die Schnittstabilität bei der Bearbeitung mit großen Werkzeugüberhängen zu verbessern.
Warum sind die meisten Fräser nur mit drei Zähnen und nicht mit mehr Zähnen erhältlich? Die Entstehung von Werkzeugklappern und unerwünschten Vibrationen ist der primäre und wichtigste Faktor beim Fräsen von Aluminium. Verschiedene Studien und Metallbearbeitungspraktiken haben gezeigt, dass die Dreizahnstruktur das optimale Design für Vollhartmetall-Aluminiumfräser mit einem Hauptspanwinkel von 90 ° ist. Beim effizienten Fräsen stellt dieses Layout das Spantaschenvolumen sicher, das auch für den Spanfluss erforderlich ist, ohne die Werkzeugvibration zu erhöhen. Der Mainstream der Aluminiumfräser basiert darauf.
Der Wunsch, die Fräsproduktivität zu verbessern, veranlasste SAMHO jedoch dazu, einen technologisch innovativen Vierzahnfräser zu entwickeln. Schaftfräser. Die SHD-Schaftfräserserie mit einem zusätzlichen Zahn im Vergleich zum Dreizahnfräser trägt dazu bei, die Metallabtragsrate (MRR) sowohl bei Schrupp- als auch bei Schlichtvorgängen zu erhöhen. Trotz ihrer Vierzahnkonstruktion weisen diese Schaftfräser dank der Kombination aus ungleichen Spiralwinkeln und ungleichen Zahnteilungen eine beeindruckende Vibrationsfestigkeit auf. Darüber hinaus ist es den Werkzeugdesignern von SAMHO gelungen, einen Vierzahnfräser mit einem Kerndurchmesser und einem Nutquerschnitt zu entwickeln, der dem vorhandener Dreizahnfräser mit demselben Durchmesser ähnelt.
Der Formenbau und die Luft- und Raumfahrtindustrie benötigen Fräser mit kleinem Durchmesser für die Präzisionsbearbeitung dreidimensionaler Oberflächen. Die neuesten Vollhartmetall-Kugelkopffräser von SAMHO mit polierten Nuten und einem Durchmesserbereich von 1-6 mm sind für solche anspruchsvollen und präzisen Anforderungen ausgelegt.
Die Kombinationswerkzeuge der Transformer-Schaftfräserserie mit ihren verschiedenen Konfigurationen und einer Vielzahl austauschbarer Fräsköpfe sind ideale Werkzeuge zum Fräsen von Aluminium, insbesondere bei Anwendungen, die große Werkzeugüberhänge erfordern. Vollhartmetall-Schaftfräser mit großem Überhang werden aus teuren Hartmetallstäben mit einer beträchtlichen Gesamtlänge hergestellt. Obwohl nur der Kopfteil des Schaftfräsers direkt am Schneiden beteiligt ist, wird der gesamte teure Stab weggeworfen, wenn das Werkzeug plötzlich verschleißt oder bricht, was offensichtliche wirtschaftliche Nachteile mit sich bringt. Im Gegensatz dazu müssen Benutzer von Transformer-Schaftfräsern in solchen Fällen nur den Schneidkopf austauschen.
Zusammenfassend kann man sagen, dass das Fräsen von Aluminium einfach ist. Voraussetzung ist jedoch, es mit Bedacht zu verarbeiten! Durch die Anwendung effizienter Verarbeitungsstrategien und den richtigen Einsatz der ausgewählten Fräser von SAMHO können in der Praxis erfolgreiche Verarbeitungsergebnisse erzielt werden.
