Как выбрать пластины ANSI/ISO для токарной обработки алюминия: практическое руководство

Ваш токарный станок настроен на утреннюю обработку алюминиевых фитингов 6061-T6, и на чертеже указана обработка поверхности Ra 0,8 мкм. Вставка, все еще находящаяся в держателе, отлично работала при обработке стали на прошлой неделе, а сегодня она вас подведет. Алюминий мягкий, липкий и склонен к привариванию к режущей кромке, поэтому геометрия, разработанная для стали, приводит к образованию рваных поверхностей, наростов на кромке и отходов материала. Ответ заключается в том, чтобы выбрать пластину, предназначенную для токарной обработки цветных металлов, и система обозначений ANSI/ISO предоставит вам точный словарь, позволяющий делать это с уверенностью.

Как читать обозначения пластин ANSI/ISO

Система обозначений ISO 1832, принятая в Северной Америке как ANSI B212.4, описывает форму пластины, задний угол, допуск и размеры в компактной строке букв и цифр. Первый символ определяет форму, второй — угол зазора, третий — класс допуска, четвертый — стружколом и стиль отверстия, а символы с пятого по седьмой определяют вписанную окружность, толщину и радиус вершины.

Для алюминия третья позиция имеет большее значение, чем ожидает большинство машинистов. Пластина с допуском G отшлифована со всех сторон, что обеспечивает острую и равномерную режущую кромку. Формованные пластины с допуском M или U имеют более прочную, но более тусклую кромку, предназначенную для стали и чугуна. На алюминии формованная кромка толкает материал, выделяет тепло и образует наросты на кромке. Шлифованные вставки стоят немного дороже, но они представляют собой разницу между чистой поверхностью толщиной 0,4 мкм и рваной поверхностью толщиной 3,2 мкм.

Почему токарная обработка алюминия требует различной геометрии

Низкая температура плавления алюминия, высокая пластичность и склонность к холодной сварке делают его одним из самых щадящих, но в то же время неприятных для обработки материалов. Единственное, что прощает – это скорость: алюминий можно резать со скоростью от 400 до 600 м/мин твердосплавным сплавом без покрытия, что значительно превышает скорость типичной стали, а силы резания остаются низкими. Разочаровывающая часть — это наросты. На малых скоростях или при затупленной кромке алюминий приваривается к вставке. Сварной шов разрастается, и следующий проход разрывает поверхность заготовки.

Положительный передний угол меняет механику резания. Положительная передняя геометрия срезает мягкий алюминий, а не вспахивает его, уменьшая силу резания и нагрев. Вот почему самые надежные алюминиевые вставки имеют положительную геометрию: ПГУ, ДКГТ и ТКГТ опираются на шлифованные кромки с высоким положительным передним углом. Полированная передняя поверхность не менее важна. Зеркально-гладкая верхняя поверхность снижает трение, нарушает адгезию и сохраняет зону резки чистой.

Выбор правильной геометрии пластины

Четыре геометрии подходят практически для всех операций токарной обработки алюминия. Выбор зависит от формы детали, которой необходимо достичь, и требуемой прочности режущей кромки.

Для общей работы начните с геометрии CCGT или TCGT. С-образная форма обеспечивает баланс между прочностью кромки и доступом к заготовке, тогда как Т-образная форма более прочная и допускает более тяжелую подачу. При чистовой обработке DCGT с небольшим радиусом при вершине около 0,2 мм режет более чистый профиль с меньшей вибрацией. Какую бы форму вы ни выбрали, убедитесь, что пластина имеет допуск G, полированную переднюю поверхность и стружколом, предназначенный для алюминия, если поставщик предлагает его.

Скорости, подачи и практика резки

Обрабатываемость алюминия допускает агрессивные параметры, но геометрия пластины по-прежнему устанавливает границы. С твердым сплавом без покрытия и охлаждающей жидкостью пруток 6061-T6 может работать со скоростью резания от 450 до 600 м/мин, подачей от 0,15 до 0,25 мм/об и глубиной резания от 1 до 3 мм при черновой обработке. Для чистовой обработки увеличьте скорость до 600–800 м/мин, уменьшите подачу до 0,05–0,10 мм/об и используйте глубину от 0,2 до 0,5 мм.

Используйте обильную охлаждающую жидкость с присадкой, улучшающей смазывающую способность, если она имеется в машине; полусинтетическая концентрация от 8 до 10% работает хорошо. При отсутствии охлаждающей жидкости поток воздуха предотвращает повторное резание стружки. Сухая резка алюминия возможна на высоких скоростях, но для предотвращения прилипания необходима полированная передняя поверхность. По возможности поддерживайте скорость резки выше 250 м/мин; ниже этого уровня наросты на кромке возвращаются даже при хорошей геометрии.

Как качество пластины отражается на готовой продукции

Связь между правильно выбранной пластиной и качественной готовой деталью сводится к целостности поверхности, стабильности размеров и повторяемости. Обточенная алюминиевая деталь с шероховатой или грязной поверхностью говорит о том, что режущая кромка выходит из строя, а как только кромка выходит из строя, следует смещение размеров. Если эта деталь должна сопрягаться с другими деталями, шарнирным штифтом в своем отверстии или запирающим механизмом в корпусе, результат проявляется в виде заедания, утечек или преждевременного износа.

В строительных изделиях эти мелкие детали заставляют работать большие сборки. Плавная работа раздвижного окна зависит от роликов и запорных элементов, обработанных с жесткими допусками; плохая отделка здесь означает, что окно дребезжит или отказывается скользить.

Раздвижное алюминиевое окно влево-вправо с двойными роликами В этом раздвижном окне используются прецизионные ролики и многозапорные замки, что напрямую соответствует теме статьи о мелких деталях, определяющих бесперебойную работу. Его двухколейная система из нержавеющей стали и уплотнения из EPDM гарантируют надежную работу и низкие эксплуатационные расходы. Посмотреть продукт →

Створчатые двери ничем не отличаются. Их шарнирные петли и многозапорные замки включают в себя точеные компоненты, а разница между дверью, закрывающейся с мягким щелчком, и дверью, которую приходится принуждать, определяется отделкой и допуском этих деталей.

Алюминиевая створчатая дверь с многоточечным замком Прочные петли и многоточечные замки створчатой двери подчеркивают важность допусков на поворачиваемые компоненты, как отмечалось в предыдущем абзаце. Он обеспечивает надежное закрытие без дребезжания и сплошные прокладки из EPDM для изоляции и защиты от атмосферных воздействий. Посмотреть продукт →

Унифицированные системы навесных стен зависят от механически обработанных соединителей, кронштейнов и крепежных элементов, собранных до жестких номинальных размеров. Одна деталь, выточенная за пределами допуска, может оставить панель на миллиметр выше и создать путь утечки воздуха или воды через фасад.

Унифицированная алюминиевая ненесущая стена для фасадов высотных зданий Эта система навесных стен заводской сборки основана на точно обработанных соединителях и кронштейнах, что соответствует обсуждению допусков в сборке фасада в статье. Его унифицированная конструкция ускоряет установку и обеспечивает постоянную герметизацию в крупных проектах. Посмотреть продукт →

Поскольку для каждого проекта требуются тысячи таких компонентов, даже процент брака в 1% становится дорогостоящей проблемой. Вот почему механические мастерские, поставляющие производство алюминиевых окон и дверей переключитесь на специальные алюминиевые вставки вместо стальных инструментов. Та же самая дисциплина применима к любому, кто занимается обработкой алюминия самостоятельно: прочитайте код ANSI/ISO, загрузите шлифованную и полированную пластину с положительным передним углом и проверьте качество поверхности в начале партии. Если вы видите размазывание, зафиксируйте инструмент перед регулировкой скорости. Любой, кто выбирает оконные системы, найдет соответствующие рекомендации в нашем руководство по покупке и установке раздвижных окон .

Простой контрольный список для покупки вкладышей

Открывая каталог инструментов, держите перед собой этот список:

• Убедитесь, что форма, размер и толщина вписанного круга соответствуют карману держателя.
• Требуется класс допуска G для шлифованной и острой режущей кромки.
• Ищите полированную переднюю грань; пластины с ориентированной сталью с пропущенным покрытием.
• Выберите положительную переднюю геометрию и установите скорость выше 250 м/мин.
• Прежде чем покупать большую коробку, протестируйте одну вставку на реальной детали.

Код ANSI/ISO точно расскажет вам, что находится в коробке. Несколько минут проверки на машине подскажут, соответствует ли эта спецификация вашему приложению. Для точения алюминия острые, полированные пластины с положительным передним углом не подлежат обсуждению; все остальное — переменная, которую вы можете настроить.