알루미늄 밀링을 위한 6가지 고속 머시닝 팁

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8월에 게시됨. 2019년 3월 30일 | By WayKen Rapid Manufacturing

현대 산업은 부품을 매우 빠르게 처리해야 합니다. 신속한 프로토타입 또는 맞춤형 부품 수요는 매달 증가해야 합니다. 고객은 더 빠른 주문을 원하고 구성 요소가 이전보다 더 정확해야 합니다. 현대 생산에 가장 널리 사용되는 합금 중 하나는 알루미늄으로, 겉보기에는 최고의 재료로 보입니다. 가볍고 강하며 내구성이 있으며 부식에 강합니다. 그렇기 때문에 새로운 밀링 알루미늄 전략이 빠르게 개발되고 있습니다.

현대의 성공적인 CNC 알루미늄 밀링 방법 중 하나는 고속 가공이라고 합니다. 기존 밀링과 비교하여 가장 큰 차이점은 고속 밀링 속도가 상당히 빠르며 이를 통해 기계 기술자가 절삭 이송을 높일 수 있다는 것입니다. 결과적으로 HSM 밀링 알루미늄은 여러 가지 예상치 못한 방식으로 매우 유리합니다. 다음은 기존 밀링을 사용하는 대신 알루미늄에 HSM 전략을 선택하면 얻을 수 있는 이점입니다.

효율이 훨씬 높습니다.

절삭 속도를 기존 알루미늄 밀링보다 최대 3배 빠르게 증가시켜 이송을 최대 2배 증가시킬 수 있습니다(더 부드러운 알루미늄 합금의 경우). 우리가 아는 한, 가공 피드는 전체 밀링 프로세스의 생산성을 정의하는 매개변수입니다. 즉, 고속 가공 효율은 기존 밀링과 비교할 수 있습니다. 알루미늄 가공성은 스핀들 회전 속도를 최대 18000rpm 이상으로 증가시켜 재료 제거 속도를 무섭게 만듭니다.

이러한 재료 제거율은 알루미늄에 대한 HSM 전략을 사용하는 알루미늄 가공 서비스를 자동차 및 항공 우주 산업에 매우 유리한 제안으로 만듭니다. 첫 번째 경우, 자동차 프로토타입은 가능한 한 적은 밀링 설정으로 많은 재료 제거를 필요로 합니다. 두 번째 경우에는 깊은 포켓(가벼워야 하므로 대부분 교차하는 리브 세트까지 가공됨)과 얇은 벽이 있는 길고 큰 부품이 많이 있습니다. 또한 알루미늄 합금은 비행기와 로켓입니다. 최대 80%로 구성됩니다.

절단 온도

절단의 온도는 속도가 증가함에 따라 변한다는 것이 증명되었습니다. 처음에는 속도가 증가함에 따라 온도도 증가합니다. 그러나 우리가 더 멀리 갈수록 온도는 급격히 떨어지기 시작하여 어느 시점에서 중요하지 않게 됩니다. 절단 속도를 높이면 온도가 약간만 낮아집니다. 이 전환은 HSM을 의미합니다. 예를 들어, 알루미늄을 300-500m/min으로 밀링할 때 온도는 600-800도에 도달할 수 있습니다. 그러나 속도를 1200까지 올리면 온도는 200도 이하로 떨어지고 1800m/min에서는 150도에 불과하다. 그 시점부터 더 빨리 자르는 것은 무의미합니다.

150~200도 정도만 생각하시면 됩니다! 국부적 열처리로 인한 절단 부위의 재료 특성 변화가 없고 금속 입자 증가가 없으며 냉각 요구 사항이 훨씬 적습니다. 좋은 이점이 있습니다.

도구 수명 연장

절삭 속도가 빨라서 공구 마모도 함께 발생하기 때문에 이상하게 보일 수 있지만 HSM에서 알루미늄 절삭 공구로 절삭되는 재료의 양을 기존 밀링과 비교하면 몇 분의 공구 수명이 아닌 우리는 그 차이가 분명하고 고속 밀링 알루미늄에 유리하다는 것을 알게 될 것입니다. 공구 수명이 길어지는 이유는 무엇입니까? 첫째, 절삭 온도가 낮고 이는 공구 재료 강도가 더 높다는 것을 의미합니다. 그러면 고속 밀링 시 칩 너비가 훨씬 더 낮아집니다(공구 회전 속도가 빨라지고 이송 증가에도 불구하고 더 얇은 칩을 절단할 수 있음).

또한 알루미늄을 가공할 때 가장 큰 문제 중 하나는 알루미늄이 너무 부드러워 가공 중 공구의 절삭날에 달라붙는다는 점이다. 이는 공구 날카로움을 낮추고 절삭 부하를 증가시켜 공구 수명을 감소시킵니다. 그러나 고속에서는 발생하지 않습니다. 알루미늄은 그냥 떠납니다.

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고속 밀링 알루미늄의 정밀도

우리 모두는 공구가 회전하여 절단할 수 있는 동안 공구 절삭날이 더 멀리 이동하기 때문에 이송이 높을수록 알루미늄 표면 조도가 낮아진다고 생각합니다. 일반적으로 이는 더 넓은 칩, 더 높은 절삭 부하 및 더 나쁜 표면 조도를 초래합니다. 그러나 HSM에서는 이송이 큰데도 불구하고 공구의 속도가 빨라서 기존의 밀링보다 실제로 칩이 얇아집니다. 또한 절삭력이 작아 진동이 적습니다.

일정한 도구 맞물림 각도

엔드밀로 부품 캐비티를 밀링할 때의 주요 문제 중 하나는 제조 포켓 앵글과 관련이 있습니다. 엔드밀은 포켓을 생성하기 위해 90도 회전해야 하며 그 순간 절단해야 하는 재료는 두 배(포켓 양쪽에서)입니다. 그 결과 절삭력이 국부적으로 증가하고 공구 수명과 부품 정밀도에 매우 좋지 않습니다. 그러나 HSM 알루미늄 밀링에는 일정한 공구 맞물림 각도를 포함하는 미리 결정된 여러 공구 경로 생성 전략이 있습니다. 즉, 공구 주변의 모든 재료를 원형 궤적으로 가공하면서 공구가 점차 각도에 가까워집니다. 그렇게 하면 절삭력이 일정하게 유지되고 정밀도도 그대로 유지됩니다. 또한 공구 수명이 연장됩니다.

냉각수 사용

알루미늄 가공을 위한 일부 HSM 전략은 냉각수를 전혀 사용하지 않습니다. 내 말은, 200도에서 가공하려면 재료와 커터 모두 냉각이 거의 필요하지 않습니다. 그러나 일부 극도로 정밀한 작업에서는 부품 품질을 높이기 위해 여전히 냉각수를 사용하지만 냉각수 양은 기존 기계 가공에 비해 훨씬 적습니다. 일부 알루미늄 고속 밀링 공정은 소위 최소량 윤활을 사용합니다. 주입되는 냉각수의 양은 마찰을 낮추고 약간의 냉각을 제공하는 박막을 만들기에 충분합니다.

따라서 고속 알루미늄 밀링은 맞춤형 부품, 프로토타입, 소량 배치 및 기타 알루미늄 합금 세트를 제조하는 혁신적이고 생산적인 방법임이 분명합니다. 고속 가공을 사용하면 더 나은 가격을 얻을 수 있고 주문이 완료될 때까지 기다리는 시간을 줄일 수 있습니다.