El aluminio generalmente se considera fácil de mecanizar, pero el fresado de aluminio estable no es simplemente una cuestión de correr el husillo más rápido.el borde construido, recorte de las virutas, formación de burros, dimensiones inestables y una superficie turbia o arañada.el aluminio se adhiere al borde de corte, cambia la geometría efectiva de la herramienta, aumenta las fuerzas de corte y daña la superficie terminada.
La elección entre un molino de extremos de carburo pulido sin revestimiento y una herramienta revestida con DLC no es, por lo tanto, una decisión cosmética.Estrategia de los refrigerantesLa geometría de la herramienta y la estabilidad del proceso son tan importantes como el recubrimiento.
Esta guía explica cómo los maquinistas CNC, ingenieros de procesos,y equipos de compras pueden seleccionar un molino de extremos de aluminio adecuado y construir un proceso de inicio confiable sin depender de un parámetro de corte universal.
Por qué el aluminio se mantiene a la vanguardia
Forma de bordes acumulados cuando el material de la pieza de trabajo se adhiere a la cara del rastrillo y al borde de corte bajo presión y fricción.El aluminio es especialmente propenso a la adhesión porque muchos grados son dúctiles y tienen una fuerte tendencia a mancharse en lugar de fracturarse en astillas cortas.
Una vez que se forma un depósito, el borde de corte ya no funciona con su ángulo de rastrillo diseñado.mientras que otra parte puede eliminar pequeños fragmentos del borde de corteLos síntomas inmediatos a menudo incluyen:
- Una superficie áspera o desgarrada en lugar de un acabado brillante y uniforme
- Aluminio envasado en las flautas
- Aumento de la carga del husillo o ruido de corte durante un ciclo
- Arrancas en el borde superior o inferior de la pieza
- Desviación dimensional a medida que cambia el diámetro efectivo de la herramienta
- Rasguños aleatorios causados por las virutas recortadas
- Daño prematuro de los bordes que parece no estar relacionado con el desgaste del abrasivo
La causa raíz no siempre es una lubricación insuficiente, una herramienta con demasiadas flautas, espacio insuficiente para las virutas, una superficie áspera de la flauta, una escorrentía excesiva,o un camino de herramientas inadecuado puede crear el mismo fallo incluso cuando el refrigerante está presente.
Carburo pulido sin revestimiento: a menudo el mejor punto de partida
Para muchas aleaciones de aluminio forjado, un molino de extremos de carburo no recubierto y afilado con flautas altamente pulidas es una primera opción efectiva.La ausencia de un revestimiento convencional de alta fricción preserva un filo afilado, mientras que las superficies pulidas de rastrillo y flauta reducen la tendencia del aluminio blando a adherirse.
Cuando una herramienta sin revestimiento es adecuada
Por lo general, vale la pena evaluar un molino de extremos pulido sin revestimiento cuando:
- El material es una aleación de aluminio relativamente suave o de uso general
- La aplicación requiere un filo muy afilado y baja presión de corte
- La máquina tiene líquido de enfriamiento de inundación eficaz, lubricación de cantidad mínima, o evacuación de la viruta asistida por aire
- La operación consiste en el acabado, el perfilado, el embolsado o la ranura general con un espacio de chips adecuado
- La prioridad es una superficie brillante y borde limpio en lugar de la máxima resistencia a la abrasión
Un diseño de dos o tres flautas es común para el aluminio porque proporciona más volumen de flauta que una herramienta de cuatro flautas del mismo diámetro.Más espacio en la viruta ayuda a evitar el embalaje durante la ranura y el mecanizado de bolsillo profundoUna hélice más alta y un rastrillo positivo pueden reducir la fuerza de corte y mejorar la acción de cizallamiento, pero la geometría final todavía debe proporcionar suficiente resistencia del núcleo para el diámetro y el sobresalto de la herramienta.
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Cuando el revestimiento DLC añade valor
El DLC, o carbono similar al diamante, es valorado en el mecanizado no ferroso por su comportamiento antiadhesión y de baja fricción.puede reducir la transferencia de material entre el aluminio y la herramientaEs particularmente útil cuando una herramienta sin revestimiento experimenta adhesión repetida a pesar de la evacuación y lubricación correctas de las astillas.
Aplicaciones que pueden beneficiarse de DLC
Un molino de extremos de aluminio revestido con DLC puede considerarse cuando:
- La operación se ejecuta durante largos períodos y la limpieza del borde es difícil de mantener
- El grado de aluminio es abrasivo o contiene componentes que aceleran el desgaste
- La lubricación es limitada, pero la temperatura de corte se mantiene controlada
- Se requiere una calidad de superficie constante en un lote de producción más largo
- Las herramientas micro o de pequeño diámetro requieren una fricción reducida y un flujo de chips estable
- Una geometría sin revestimiento probada funciona bien, pero el proceso necesita resistencia adicional a la adhesión y el desgaste
El DLC no debe tratarse como un sustituto de la geometría correcta. Una herramienta recubierta con espacio de flauta insuficiente o un borde contundente todavía puede empacar chips. El espesor del recubrimiento y la preparación del borde también son importantes:si el revestimiento redondea un borde de corte que debe permanecer extremadamente afilado, la presión de corte puede aumentar y favorecer el manchado.
Antes de estandarizar una herramienta DLC, compararla con una herramienta pulida sin recubrimiento bajo las mismas condiciones controladas.y el número de partes estables en lugar de juzgar el rendimiento por la apariencia sola.
La geometría de la herramienta importa más que el nombre del revestimiento
Las especificaciones de compra a menudo se centran en el DLC o el DLC sin recubrimiento, pero la geometría de la flauta determina cómo se forma y transporta el chip.
Número de flautas y capacidad de los chips
Para ranuras de ancho completo, bolsillos profundos o aluminio gomoso, priorizar el espacio de la viruta.Para acabados radiales ligeros en máquinas rígidas, una flauta adicional puede mejorar la productividad, siempre que las virutas puedan salir del corte.
Ángulo y nitidez de los bordes de la palanca
Un rastrillo positivo y un filo de corte afilado ayudan a cortar el aluminio en lugar de empujarlo y mancharlo.La nitidez excesiva sin un soporte suficiente puede hacer que una herramienta pequeña sea vulnerable a los daños de manejoEl equilibrio adecuado depende del diámetro y del funcionamiento.
Polido de hélice y flauta
Una hélice más alta puede soportar un corte suave y un flujo de chips hacia arriba, mientras que una flauta pulida reduce la fricción y la adhesión del material.y el espacio libre del cuello también deben considerarse.El salto práctico más corto proporciona normalmente el resultado más estable.
Diseño de las esquinas
Una esquina cuadrada afilada es útil cuando la pieza lo requiere, pero concentra la tensión en el punto más débil de la herramienta.Un pequeño radio de esquina puede fortalecer el borde y mejorar la estabilidad cuando el diseño del componente lo permiteEsto es particularmente relevante en las operaciones de extracción en bruto y de alto compromiso.
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Una estrategia práctica de ajuste de parámetros
Los datos de corte deben tratarse como un punto de partida controlado, no como una garantía universal.límite del husillo, la rigidez de la máquina, el suministro de refrigerante y el compromiso radial/axial.
Las relaciones básicas son:
- La velocidad del husillo depende de la velocidad de corte y del diámetro de la herramienta.
- La alimentación de la mesa depende de la velocidad del husillo, el número de flautas y la alimentación por diente.
- El grosor del chip cambia cuando el compromiso radial se vuelve pequeño, por lo que la alimentación programada puede requerir una compensación.
Utilice el rango recomendado por el proveedor de herramientas como referencia inicial, y ajuste una variable a la vez.
Si el aluminio está soldando a la herramienta
- Confirme que la herramienta está diseñada para aluminio y tiene flautas pulidas y abiertas.
- Compruebe el líquido de refrigeración, el MQL o el suministro de aire en la zona de corte real.
- Compruebe que la alimentación por diente no sea tan baja que el borde se frote en lugar de cortar.
- Reducir el despliegue radial innecesario o utilizar una trayectoria de herramientas adaptativa para limitar la concentración de calor.
- Inspeccionar la limpieza de la escorrentía y del contenedor.
- Compare una opción de DLC sólo después de que la geometría y la evacuación del chip estén bajo control.
Si las fichas están siendo recortadas
- Mejorar la dirección del aire o del refrigerante en lugar de simplemente aumentar el volumen lejos del corte.
- Reduzca el número de flautas si el espacio del chip es insuficiente.
- Evite enterrar la herramienta en una ranura profunda sin una vía de evacuación clara.
- Utilice una rampa o una entrada helicoidal cuando sea apropiado en lugar de una inmersión directa severa.
- Considere la estrategia de descenso y la dirección de la ruta de herramientas en los bolsillos profundos.
Si el acabado de la superficie es pobre
En primer lugar, determinar si las marcas son periódicas o aleatorias. Las marcas periódicas pueden indicar desprendimiento, chatter, problemas de husillo o soporte, o una asignación de acabado inestable.Los arañazos aleatorios más a menudo sugieren las virutas sueltas que cruzan la superficie terminada.
Para el acabado, deje una franja constante, utilice un enganche de herramienta estable, minimize el sobresaliente y evite usar un borde de rugosidad dañado para el pase final.Una herramienta de acabado dedicada puede facilitar el control del proceso en componentes de mayor valor.
Errores comunes en el fresado del aluminio
Utilizando una herramienta de cuatro flautas recubierta de uso general para cada operación
Una herramienta de uso general puede funcionar en cortes ligeros, pero el espacio restringido del chip y una superficie menos adecuada pueden causar el empaque en ranuras y bolsillos profundos.
Reducción de la alimentación cuando el corte suena inestable
Reducir la alimentación sin diagnosticar la causa puede empujar el proceso a frotar, aumentar el calor y la adhesión.y velocidad del husillo antes de hacer una gran reducción de alimentación.
Suponiendo que más líquido de enfriamiento resuelve automáticamente la soldadura de la viruta
El líquido de enfriamiento debe alcanzar el borde de corte y ayudar a llevar las virutas lejos.
Seleccionar DLC sin confirmar la geometría de la base
La baja fricción es útil, pero no puede compensar un número inadecuado de flautas, un volumen insuficiente de la garganta, una escorrentía excesiva o una tensión de trabajo débil.
Copia de los parámetros de una herramienta con un diámetro o una máquina diferente
El mismo concepto de velocidad de superficie y alimentación puede producir un resultado muy diferente cuando el diámetro, la capacidad del eje, la proyección de la herramienta o la dinámica de la máquina cambian.
Lista de selección de herramientas para ingenieros y compradores
Antes de solicitar una cotización o aprobar una herramienta de producción, documentar:
- Calidad y estado exacto del aluminio
- Operación: escorrentado, embolsado, fresado lateral, acabado, perforación o chanfrado
- Diámetro de la herramienta, longitud de corte, alcance y requisitos de la vara
- Engaño radial y axial
- Velocidad del husillo de la máquina y tipo de soporte
- Capacidad de refrigeración, MQL o soplado de aire
- Requisitos de acabado de la superficie, condición de abrasión y tolerancia dimensional
- Modo de falla actual y fotografías de la hoja de corte utilizada
- Tamaño del lote y si la herramienta se destinará a la supresión o al acabado
Esta información permite al proveedor recomendar la geometría y el recubrimiento en función del proceso y no solo del material de la pieza.
Preguntas frecuentes
¿Es el DLC siempre mejor que un molino de extremos sin recubrimiento para el aluminio?
No. Una herramienta afilada y pulida sin recubrimiento es a menudo una excelente opción para muchas operaciones de aluminio.Pero su rendimiento todavía depende de la geometría., condición del borde y control de temperatura.
¿Cuántas flautas debería tener un molino de extremos de aluminio?
La mejor opción depende de si la operación es de ranura completa, embolsado, rugoso o acabado radial ligero.No aumente el número de flautas a menos que la evacuación siga siendo fiable..
¿Por qué el aluminio todavía se soldará a una herramienta pulida?
Las posibles causas incluyen el roce por carga insuficiente de la viruta, mala dirección del refrigerante o del aire, escorrentía excesiva, embalaje de virutas de ranura profunda, compromiso excesivo o borde de corte dañado.Inspeccionar todo el proceso antes de cambiar el revestimiento.
¿Se puede utilizar el mismo molino de extremos para el desbaste y el acabado?
Es posible en algunos trabajos, pero una operación de rugosidad puede dañar o contaminar el borde antes del paso de acabado.una herramienta de acabado dedicada y una asignación de stock constante proporcionan un mejor control.
¿Con qué parámetros de corte debería empezar?
Comience con el rango suministrado para el grupo exacto de herramientas y materiales, recalcule la velocidad del husillo y la alimentación para el diámetro real y el número de flautas, luego valide en la máquina específica, soporte, configuración,y grado de aluminioCambiar una variable a la vez y registrar el resultado.
Conclusión
El éxito de la molienda de aluminio depende de controlar la adhesión y alejar las virutas antes de que puedan ser recortadas.el molino de extremos de carburo afilado con flautas pulidas es a menudo el punto de partida más práctico. El DLC puede agregar beneficios antiadhesión y desgaste en la aplicación correcta, pero el recubrimiento solo debe seleccionarse después de que la capacidad de la flauta, la geometría del rastrillo, la salida, la lubricación y el camino de la herramienta sean correctos.
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