Обработка цветных металлов на станке с ЧПУ требует правильного выбора фрезы и согласованных режимов резания. При неподходящей геометрии на меди, латуни или алюминии появляются заусенцы, материал налипает на кромку, а поверхность теряет качество.
В этом практическом тесте мы проверили твердосплавные фрезы TOPINCITY с DLC-покрытием при обработке технически чистой меди, латуни ЛС59-1 и плакированного алюминия Д16Т. Ниже приведены использованный инструмент, режимы фрезерования, фото результатов и рекомендации для ЧПУ.
Какие фрезы подходят для обработки цветных металлов
Для алюминия, меди и латуни обычно выбирают инструмент с острой кромкой, полированной рабочей поверхностью и геометрией, обеспечивающей быстрый отвод стружки. Двузубая фреза оставляет больше места для стружки, а DLC-покрытие уменьшает трение и риск налипания вязкого материала.
В испытании использовались:
- торцевые фрезы со сменными пластинами для выравнивания плоскости;
- двузубые концевые фрезы AL DLC для пазового и бокового фрезерования;
- компактная двузубая фреза AL DLC для карманов и внутренних контуров.
Материалы и операции в тесте
Сравнивались три материала:
- технически чистая медь — вязкий материал с высокой теплопроводностью, склонный к налипанию;
- латунь ЛС59-1 — хорошо обрабатывается, но требует устойчивой системы и стабильной подачи;
- плакированный алюминий Д16Т — конструкционный сплав, для которого особенно важны острая заточка и удаление стружки.
Оценивались обработка карманов, вертикальных стенок и пазов, одностороннее пазовое фрезерование, торцевание стенки, выравнивание заготовки, чистовой проход по дну кармана и карман со смещённым от центра островом. Критериями были качество поверхности, наличие заусенцев, стабильность резания и предполагаемый ресурс инструмента.
Использованный инструмент
Торцевые фрезы со сменными пластинами
Для выравнивания заготовок применялись твердосплавные пластины SEHT1204 для цветных металлов в корпусах D40 × Z3 × 10ХВ и D50 × Z4 × M25 × 1.5. Большой диаметр позволяет снимать широкую полосу за один проход и получать ровную базовую поверхность.
Двузубые фрезы AL DLC для пазов и стенок
Для пазового и бокового реза использовались:
- M3.175-2-3.175h12L50 AL DLC с DLC-слоем около 4 мкм;
- M3.0-2-3.0h12L50 AL DLC того же назначения;
- M3.175-3-3.175h12L50 AL DLC — вариант с тремя зубьями;
- M2.0-2-3.175h6L50 AL DLC;
- M1.5-2-3.0h5L50 AL DLC.
Для торцевания также подходит модель M1.5-2-4.0h5L50 AL DLC с хвостовиком 4 мм. В тестовой оснастке использовались пластины SEHT1204 AL.
Модель M2.0 также применялась для небольших карманов и внутренних контуров. Для чистового прохода по дну кармана в тесте использовалась версия с микрорадиусом; если повышенные требования к полировке дна отсутствуют, можно выбрать модель без радиуса. Небольшой диаметр помогает работать в ограниченном пространстве, а две канавки обеспечивают отвод стружки при условии, что станок и система удаления стружки справляются с нагрузкой.
Режимы фрезерования меди
Для технически чистой меди в тесте применялись следующие частоты вращения и подачи:
| Диаметр фрезы | Подача F, мм/мин | Частота вращения S, об/мин |
|---|---|---|
| 1,5 мм | 864 | 24 000 |
| 2,0 мм | 588 | 21 000 |
| 3,175 мм | 828 | 18 000 |
Видео обработки меди фрезой AL DLC
На видео показано фрезерование меди: характер резания, отвод стружки и результат обработки паза и кармана.
Фрезерование меди фрезой AL DLC.
При малой подаче медь начинает больше нагреваться и может налипать на кромку. Поэтому важно поддерживать стабильную рабочую подачу, не допускать повторного резания стружки и своевременно очищать паз или карман.
Режимы обработки латуни ЛС59-1
Для латунной заготовки использовались такие параметры:
| Диаметр фрезы | Подача F, мм/мин | Частота вращения S, об/мин |
|---|---|---|
| 1,5 мм | 864 | 24 000 |
| 2,0 мм | 1104 | 24 000 |
| 3,175 мм | 1584 | 24 000 |
При расчётных режимах на пазовом резе, в карманах и при торцевании заметных заусенцев на верхнем ребре не было ни на попутной, ни на встречной стороне. Отдельное снижение подачи в десять раз привело к появлению заусенцев на стороне попутного реза. После возврата к расчётной подаче заусенцы перестали образовываться; этот момент зафиксирован на видео испытаний. Это подтверждает, что чрезмерно «осторожная» подача не всегда улучшает результат.
Видео обработки латуни ЛС59-1
На видео показана обработка латуни ЛС59-1 при расчётной подаче, а также влияние слишком малой подачи на образование заусенцев.
Обработка латуни ЛС59-1.
Режимы фрезерования алюминия Д16Т
При фрезеровании плакированного алюминия Д16Т использовались следующие режимы:
| Диаметр фрезы | Подача F, мм/мин | Частота вращения S, об/мин |
|---|---|---|
| 1,5 мм | 1344 | 24 000 |
| 2,0 мм | 1630 | 24 000 |
| 3,175 мм | 1175 | 21 000 |
Для выравнивания алюминиевой заготовки фрезой D40 × Z3 × 10ХВ дополнительно использовались обороты S = 8000 об/мин: черновой проход — F = 1500 мм/мин, чистовой проход — F = 500 мм/мин. Эти значения относятся к конкретной операции и не заменяют расчёт режимов для другого станка или другого вылета инструмента.
Алюминий допускает высокую скорость резания, но чувствителен к налипанию стружки и перегреву. Для чистой поверхности необходимо удалять стружку из зоны резания и корректировать режимы под мощность шпинделя, жёсткость станка, вылет инструмента и глубину прохода.
Видео обработки алюминия Д16Т
На видео показано фрезерование плакированного алюминия Д16Т фрезой AL DLC, включая обработку кармана и получение чистой поверхности.
Фрезерование плакированного алюминия Д16Т.
Что показали испытания
При подходящей геометрии фрез и соблюдении проверенных режимов были получены следующие результаты:
- верхнее ребро деталей — без заметных заусенцев;
- поверхность — пригодна для чистовой обработки;
- стенки карманов — ровные, без выраженных следов вибрации;
- дно карманов — однородное после чистового прохода;
- риск налипания меди и алюминия на кромку — ниже;
- работа инструмента — стабильная при согласованных нагрузках;
- ресурс фрезы — выше при правильной подаче и удалении стружки.
Зачем нужно DLC-покрытие
DLC (алмазоподобное углеродное покрытие) снижает трение и помогает сохранить острую режущую кромку при работе с мягкими и вязкими материалами. Для серии AL DLC это особенно актуально при обработке алюминия и его сплавов, меди, латуни, пластиков и других материалов, где опасно налипание стружки.
- меньше трения в зоне резания;
- меньше вероятность налипания алюминия и меди;
- стабильнее качество поверхности;
- выше стойкость кромки при корректной нагрузке.
Покрытие не отменяет правильный подбор подачи, оборотов, глубины резания и удаления стружки. При перегрузке или вибрации износ возможен у любого инструмента.
Стратегия обработки, СОЖ и удаление стружки
Для стабильного результата черновые и чистовые проходы лучше разделять, оставлять небольшой припуск под чистовую обработку, использовать плавное врезание и не допускать повторного резания уже снятой стружки. В карманах важны направление движения, порядок выборки и возможность свободно вывести стружку.
В тесте обработка выполнялась насухую. На другом оборудовании можно применять направленный воздух, масляный туман или подходящую СОЖ — способ охлаждения выбирают с учётом материала, станка и требований безопасности. Для алюминия и меди поток воздуха или СОЖ должен прежде всего убирать стружку из зоны резания.
Как выбрать фрезу по цветному металлу
Для выравнивания больших поверхностей подойдут торцевые фрезы со сменными пластинами D40–D50. Для пазов и узких стенок удобны двузубые модели диаметром 2–3,175 мм. Для небольших карманов и внутренних контуров выбирайте компактную AL DLC-фрезу с рабочей длиной, соответствующей глубине обработки.
Перед запуском программы проверьте:
- диаметр, рабочую и общую длину фрезы;
- число зубьев и тип покрытия;
- максимальные обороты шпинделя;
- жёсткость крепления и величину вылета;
- глубину и ширину прохода;
- способ удаления стружки и охлаждения.
Значения оборотов и подачи приведены для конкретных фрез, материалов, вылета и условий испытания. Перед серийной обработкой выполните пробный проход и скорректируйте параметры под жёсткость станка, мощность шпинделя, закрепление заготовки, глубину и ширину прохода, а также под способ удаления стружки.
Заключение
Оптимальная фреза для цветных металлов должна сочетать острую геометрию, достаточное пространство для стружки и устойчивость к налипанию. Практический тест показал, что фрезы TOPINCITY AL DLC подходят для обработки меди, латуни ЛС59-1 и алюминия Д16Т при соблюдении согласованных режимов.
Подобрать инструмент можно в каталоге концевых фрез TOPINCITY. Для выравнивания заготовок доступны фрезы со сменными пластинами. Если параметры станка или материала отличаются от условий теста, обратитесь за консультацией до запуска серийной обработки.
Частые вопросы
Можно ли фрезеровать медь фрезой AL DLC?
Да, в тесте фрезы AL DLC применялись по технически чистой меди. Нужны стабильная подача, свободный отвод стружки и контроль нагрева.
Подходит ли DLC-фреза для латуни ЛС59-1?
Да. При расчётных режимах на пазах, карманах и при торцевании заметных заусенцев не наблюдалось; конкретные параметры зависят от станка и закрепления.
Какие фрезы использовать для алюминия Д16Т?
Для пазов и карманов подойдут двузубые фрезы AL DLC с подходящим диаметром и рабочей длиной. Для больших плоскостей удобнее торцевая фреза со сменными пластинами.
Можно ли повторять режимы из статьи на другом ЧПУ?
Только как исходную точку. Перед работой выполните пробный проход и учитывайте мощность шпинделя, жёсткость системы, вылет инструмента, глубину резания и способ удаления стружки.
