アルミ加工とは？-工具と操作

アルミ加工とは

機械加工はサブトラクティブ製造プロセスです。つまり、ワークピースから材料を取り除き、目的の部品または製品を作成します。非常に用途が広く、さまざまな金属および非金属基板に対応します。機械加工作業で使用される最も一般的な材料の1つはアルミニウムです。

アルミニウムは、材料の重量が軽く、材料の硬度が低く、成形性が高いため、機械加工やその他の製造作業での使用に最適です。以下では、機械加工アプリケーションにアルミニウムを使用する他の利点のいくつかを強調し、さまざまな機械加工プロセスでアルミニウムがどのように使用されるかについて説明し、アルミニウムから作られた典型的な機械加工部品のいくつかを概説します。

アルミニウム加工プロセスの概要

「機械加工」とは、フライス盤、旋削、穴あけなど、さまざまなサブトラクティブ製造プロセスを含む総称です。また、CNC加工、スイススクリュー加工、垂直および水平フライス盤、放電加工（EDM）など、いくつかのタイプの加工技術と技術があります。以下に、これらの各機械加工方法でアルミニウムがどのように扱われるかを概説します。

コンピューター数値制御（CNC）加工： CNC機械加工プロセスでは、コンピューターソフトウェアとCNC互換機器を使用して、ワークピースの表面全体で工作機械の動きと動きをガイドします。これにより、高精度で正確なアルミニウムCNC部品および製品の製造が可能になります。
スイスねじ加工 ：スイスのねじ加工は、電子部品や医療部品など、アルミニウム製の小型で高精度の円筒形部品の製造に最適です。
垂直/水平フライス盤： フライス盤は、回転する切削工具を使用してワークピースから余分な材料を取り除く機械加工プロセスです。フライス盤は、垂直または水平構成を特徴とすることができます。垂直ユニットは少量の単純なアルミニウム部品に理想的ですが、水平ユニットは大量の複雑なアルミニウム部品に適しています。
電子放電加工（EDM）： EDMは、2つの電極間で発生する放電を利用して、ワークピースから材料を除去します。一般に、より硬くて機械加工が難しい材料の処理に使用されますが、アルミニウムを含むあらゆる導電性材料に使用できます。

アルミニウムが挑戦できるのはなぜですか？

ファーマージョーのブラケットを作成している場合、材料をどれだけ効率的に除去するかは実際には重要ではありません。ただし、ハスラージョーのために週に10,000個のブラケットを作成する場合は、適切な作業を行う必要があります。

アルミニウムを効果的に機械加工する際の主な課題は、何かを爆破することなく、単に最大の材料除去率を達成することです。

熱が多すぎると、アルミニウムが溶けて工具に溶け込む可能性があります。そのため、バターのように切れても、アルミニウムが工具に付着して、機械加工ではなく摩擦攪拌接合を行うことになれば、それほど長くはかかりません。

摩擦を最小限に抑えるだけでなく、機械を押すときにチャタリングが発生する可能性があります。これは、きれいに見えるポケットを加工しようとしているときに特に問題になります。わかりました、十分な泣き言。床でそれを殺す方法を見てみましょう。

アルミニウム用切削工具

いかなる場合でも、アルミニウム用の汎用カッターを使用しないでください。技術的には機能しますが、アルミニウムは鋼とはまったく異なります。

マシンを最大限に活用するのに役立つツール選択のいくつかの側面を次に示します。

切削工具の材料

カーバイド： うまくいけば、それはあなたにとって簡単です。非高性能アプリケーションでも、超硬は、耐用年数にわたる工具のコストと表面仕上げの両方の点で高速度鋼を上回ります。

それでも、超硬について知っておくと、仕事に最適なツールを組み合わせるのに役立ついくつかの良いことがあります。基本的に、ツールに何を求めているかを理解する必要があります。アルミニウムはソフトカッティングです。つまり、ツールがカッティングするときに強い衝撃力を受けません。

重要なのは、かみそりのような鋭いエッジを維持することです。このため、材料特性には靭性よりも硬度を選択します。この特性に影響を与える主なものは、炭化物の粒径とバインダー比の2つです。

粒子サイズの場合、粒子が大きいほど硬い材料が生成され、粒子が小さいほど耐衝撃性が高く、丈夫な材料が生成されます。アルミニウムの場合、そのエッジの鋭さを維持したいので、最大のエッジ保持のために小さな粒子サイズが必要です。

他の要因はバインダー比率です。超硬切削工具の場合、バインダーはコバルトです。これには、2％〜20％のコバルト含有量が含まれる可能性があります。コバルトはカーバイド粒子よりも柔らかいため、コバルトが多いほど工具が硬くなり、コバルトが少ないほど工具が硬くなります。したがって、基本的には、粒径が大きく、コバルト含有量が少ない超硬カッターを探しています。

フィードと速度

多くの人は、RPMを計算するために1000SFMを使用します。これを行うと、他の誰よりも速く進むことはありません。

正直なところ、これは通常、ほとんどのカッターに推奨されるものです。 1000-1500 SFMは、スピンドルを実行するための完全に通常の速度です。ただし、高調波テストでは、この速度の3倍に達する可能性があります。これについては後で詳しく説明します。

給餌率は、多くの人が鶏肉を食べる場所です。歯あたりわずか0.003インチで1/2インチのエンドミルに給餌している場合は、時間を無駄にしているだけです。生産のために、あなたはそれを歯ごとのカッター直径の少なくとも1％で押したいです。これは、1/2インチのエンドミルに歯ごとに少なくとも0.005インチを供給する必要があることを意味します。安定したセットアップと短いツールを使用すると、それを2倍にすることもできるかもしれません。

これに対する唯一の例外は、1/8インチ以下などの小さなツールを使用している場合です。チップクリアランスが問題になる可能性があります。つまり、チップを薄くするには速度を落とす必要があります。

アルミニウムを機械加工するための一般的な操作

これは、アルミニウムで行う一般的な作業のリストと、それに役立ついくつかのヒントです。

1。向き

シェルミルを使用する場合は、非常にアグレッシブなすくい角と洗練されたインサートを使用してください。仕上がりが素晴らしく、RPMを実際にプッシュできるようになります。

2。ポケット

これは多くの人が正しくやっていないことです。カッターの直径の半分を超えて半分を下げると、2つの理由で間違いを犯すことになります。

カッターはより多くを処理できます。ほぼ全幅に移動します。私の頼りになるのはカッターフラットの95％です。とにかくカッターが角に埋もれてしまうからです。これは、ツールが隅で爆発しないように、フィードを遅くする必要があることを意味します。 100％完全に実行すると、カッターと材料のたわみのために、ツールパスの間に紙のようなウェーハが発生する可能性があります。

かなりの速度で荒削りをしている場合、50％のステップオーバーは高調波にとって恐ろしいものです。工具がワークピースに入る衝撃は、可能な限り最悪の場所にあり、すべての歯に叩きつけられます。ツールにぶつかっても65％のステップオーバーになると、チャタリングが著しく減少します。

もう1つのヒントは、ポケットの内側の半径よりもわずかに小さいカッターの直径を使用することです。 1/2インチのエンドミルを使用して1/4インチのラジアンポケットをカットしている場合、ツールの方向が変わると、角をチャタリングで削る傾向があります。高速では、工具は即座に方向を変えません。つまり、工具は切削圧力を解放します。これが、これらのチャーピングノイズを発生させるものです。

私は通常、きれいなコーナーのためにそれらのラドのサイズを0.265インチに変更できるかどうか尋ねます。これにより、ツールとパーツの形状との接触が減少します。マシンは、その丸みを帯びたターンをより高速で処理することもできます。レーストラックの車について考えてみてください。鋭い角の場合、車は減速します。半径が大きい場合は、マシンの速度を落とす必要はありません。

これにより、パーツが醜くなるコーナーでのチャーピングがかなり解消されます。

3。スロット

非常に深いスロットの場合、私にとってうまく機能する2つのオプションがあります。トロコイドフライス盤を使用してカッターのたわみとびびりを減らすか、スタブフルートエンドミルを使用します。

個人的には、スタブフルートが好きです。ツールが非常に強力であり、ツールが前後にジッパーで動くときに無駄な動きが発生しないためです。ディープスロットは、特殊なツールを使用する価値があることが多いアプリケーションの1つです。

浅いスロット（4xD以下）の場合、特別な考慮は必要ありません。ただ与える人。

4。掘削

使用する。シャープ。ドリル。超硬ドリルが常に答えであるとは限りません。それを正当化するためのスピンドルRPMまたは生産量がない場合、高価な超硬ドリルを実行する意味はありません。

一般的に言えば、135度のスプリットポイントドリルを使用するだけで大丈夫です。ドリルの先端にウェブがある場合は、カットに多くの不要な熱を加えています。

5。タッピング

汎用タップは技術的には機能しますが、特にアルミニウム用のタップの方がはるかに信頼性が高くなります。彼らははるかに積極的なすくい角を持っています、それはよりきれいなカットとより少ない熱を意味します。

また、RPMを弱体化させないでください。マシンで200RPMを超えない場合は、時間を無駄にしているだけです。もちろん、一部のマシンは古くて疲れているだけで、バックラッシュが多すぎてこれ以上速く切断できません。ただし、実際には、これらのマシンで競争力を発揮することはできません。ポイントは、アルミニウムを軽くたたくのは簡単で、時間を無駄にしないことです。

アルミニウムの素晴らしい表面仕上げを得る方法

高回転。それはあまり秘密ではありません。クランクしてください。

かみそりのように鋭く、らせんが高く、すくい角が非常に大きい仕上げ工具を使用すると、非常に光沢のある表面仕上げを得るのにも役立ちます。

ただし、言及する価値のあることの1つは、パーツを必要以上に美しくするために時間を無駄にしたくないということです。顧客を喜ばせて感動させたいだけの場合もありますが、光沢のあるRaと高いRaには違いがあることを忘れないでください。

仕上げカットの最大送り速度を決定できるように、表面仕上げの計算を行うことは非常に価値があります。私は通常、計算を行い、安全のためにその約10％を元に戻します。その端にまたがると、半分の時間で間違っていることになります。

機械加工作業でアルミニウムを使用する利点

アルミニウムは、その優れた機械加工性に加えて、次のような機械加工操作での使用に適した多くの特性を示します。

高い強度対重量比： アルミニウムは丈夫で軽量であり、航空宇宙産業や自動車産業などの高性能アプリケーションで使用される機械加工部品にとって重要な品質です。
耐食性： アルミニウムにはいくつかのグレードがあり、実証されている耐食性の程度が異なります。機械加工作業では、最も一般的に使用されているグレードの1つである6061が優れた耐食性を提供します。
電気伝導率： アルミニウムは、炭素鋼（700万シーメンス/メートル）やステンレス鋼（150万シーメンス/メートル）などの他の一般的に機械加工された金属よりも高い導電率（室温で約3770万シーメンス/メートル）を示します。この品質により、機械加工されたアルミニウム部品は電気および電子部品としての使用に適しています。
表面仕上げと陽極酸化の可能性： アルミニウムは、塗装、着色、陽極酸化などのさまざまな表面処理および仕上げプロセスに容易に対応します。この品質により、メーカーは機械加工されたアルミニウム部品または製品の機能的および美的特性を向上させることができます。
リサイクル可能性： アルミニウムはリサイクル性が高いため、製造業者は機械加工作業中に発生したスクラップ材料や、耐用年数の終わりに廃棄された完成品の建設資材を再利用できます。
手頃な価格： 他の機械加工材料（真ちゅう、チタン、PEEKなど）と比較して、アルミニウムは性能を大幅に犠牲にすることなく安価です。さらに、その機械加工性により製造コストが削減され、軽量化により輸送コストが削減されます。

上に示したように、機械加工プロセスは、金属やプラスチックから紙や木材に至るまで、さまざまな材料に対応します。アルミニウムに加えて、機械加工作業で定期的に使用される材料には、他の金属（鋼やステンレス鋼など）や熱可塑性プラスチックが含まれます。これらの材料と比較して、アルミニウムには多くの利点があります。

鋼やステンレス鋼と比較して、アルミニウムははるかに軽い材料重量と優れた機械加工性を示します。