Welche Fräser werden für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen verwendet?

Derzeit werden bei der Bearbeitung von Aluminiumteilen hauptsächlich zwei große Kategorien unterschieden: umformbare Aluminiumlegierungen und gießbare Aluminiumlegierungen. Welche Fräser sollten also für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen eingesetzt werden? Sind spezielle Fräser oder Werkzeuge für Aluminiumlegierungen tatsächlich effizienter? In diesem Beitrag wird anhand der Fräscharakteristik von Aluminiumlegierungen, der Auswahl geeigneter Werkzeuge sowie der Einstellung der Schnittparameter erörtert, welche Fräser sich für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen am besten eignen. I. Bearbeitungsmerkmale von Aluminiumlegierungen Die Fräsbearbeitung von Aluminiumlegierungen weist vor allem folgende Hauptmerkmale auf: 1. Geringe Härte der Aluminiumlegierung Im Vergleich zu Titanlegierungen und anderen gehärteten Stählen ist die Härte von Aluminiumlegierungen relativ niedrig; natürlich können durch Wärmebehandlung oder im Fall von Druckguss-Aluminiumlegierungen auch höhere Härten erreicht werden. Bei gewöhnlichen Aluminiumblechen liegt die Härte nach der Rockwell-Skala in der Regel unter HRC 40. Daher ist bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen die Belastung des Werkzeugs gering. Zudem verfügt Aluminium über eine gute Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Schnitttemperaturen beim Fräsen relativ niedrig bleiben und die Fräsgeschwindigkeit erhöht werden kann. 2. Geringe Duktilität der Aluminiumlegierung Aluminiumlegierungen weisen eine geringe Duktilität sowie einen niedrigen Schmelzpunkt auf. Bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen treten häufig starke Anhaftungsprobleme auf, die Spanabfuhr ist schlecht, und die Oberflächenrauheit ist relativ hoch. Im Wesentlichen sind die Hauptprobleme bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen daher Anhaftung und eine unzureichende Oberflächenqualität. Solange diese beiden Probleme – Anhaftung und schlechte Oberflächenbeschaffenheit – gelöst sind, lassen sich die meisten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen problemlos bewältigen. 3. Schneller Werkzeugverschleiß Wird ein ungeeignetes Werkzeugmaterial verwendet, führen Anhaftungs- und Spanabfuhrprobleme bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen häufig zu einem beschleunigten Verschleiß der Werkzeuge. II. Welche Fräser eignen sich für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen? Für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen werden in der Regel dreischneidige Fräser für Aluminium eingesetzt; je nach Bearbeitungssituation kommen jedoch auch zweischneidige Kugelkopffräser oder vierschneidige Flachfräser zum Einsatz. Die Firma Nanjing Jianchuanshi empfiehlt jedoch, in den meisten Fällen dreischneidige Flachfräser mit gerader Schneide zu verwenden. 1. Auswahl von Wolframkarbid-Fräsern für Aluminium Die Anzahl der Schneiden beträgt in der Regel drei; als Material wird meist Hartmetall der YG-Reihe gewählt, da dies die chemische Affinität zwischen dem Werkzeug und der Aluminiumlegierung verringert. Viele namhafte CNC-Werkzeughersteller bieten spezielle Fräserlinien für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen an, etwa die US200-Serie von Jinlu oder die AL-Serie von Fraisa aus der Schweiz. 2. Schnellarbeitsstahl Fräser aus Schnellarbeitsstahl sind besonders scharf und eignen sich ebenfalls gut für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen. III. Schnittparameter beim Fräsen von Aluminiumlegierungen Bei der Bearbeitung gewöhnlicher Aluminiumlegierungen kann in der Regel mit hohen Drehzahlen und großen Vorschüben gefräst werden. Darüber hinaus sollte möglichst ein großer Spanwinkel gewählt werden, um den Spanraum zu vergrößern und das Anhaften des Spanes zu verringern. Bei der Feinbearbeitung von Aluminiumlegierungen darf keine wässrige Schneidflüssigkeit verwendet werden, da sonst kleine Nadellöcher auf der bearbeiteten Oberfläche entstehen könnten; stattdessen eignen sich in der Regel Kerosin oder Diesel als Schneidflüssigkeit für die Bearbeitung von Aluminiumblechen. Die Schnittgeschwindigkeit für Fräser zur Bearbeitung von Aluminiumlegierungen variiert je nach Werkzeugmaterial, den jeweiligen Parametern sowie der Bearbeitungsstrategie. Konkrete Schnittparameter sollten grundsätzlich auf der Basis der vom Hersteller angegebenen Werte festgelegt werden.

Veröffentlichungszeit:

2022-06-25

Derzeit werden bearbeitete Aluminiumbauteile hauptsächlich in zwei große Kategorien unterteilt: umformbare Aluminiumlegierungen und gießbare Aluminiumlegierungen. Welche Fräser eignen sich also für die Bearbeitung von umformbaren Aluminiumlegierungen? Sind spezielle Fräser oder Werkzeuge für Aluminiumlegierungen tatsächlich effizienter? In diesem Beitrag wird erörtert, welche Fräser sich für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen am besten eignen – und zwar unter Berücksichtigung der Fräscharakteristika von Aluminiumlegierungen, der geeigneten Bearbeitungswerkzeuge sowie der optimalen Schnittparameter.

1. Bearbeitungsmerkmale von Aluminiumlegierungen

Das Fräsen von Aluminiumlegierungen weist vor allem die folgenden Hauptmerkmale auf:

1. Niedrige Härte von Aluminiumlegierungen

Im Vergleich zu Titanlegierungen und anderen gehärteten Stählen weisen Aluminiumlegierungen eine geringere Härte auf; allerdings können durch Wärmebehandlung oder bei Druckguss-Aluminiumlegierungen auch sehr hohe Härten erreicht werden. Die HRC-Härte gewöhnlicher Aluminiumbleche liegt in der Regel unter HRC 40. Daher ist bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen die Belastung der Schneidwerkzeuge gering. Zudem verfügt Aluminium über eine gute Wärmeleitfähigkeit, wodurch beim Fräsen von Aluminiumlegierungen die Schnitttemperaturen relativ niedrig sind und die Fräsgeschwindigkeit erhöht werden kann.

2. Geringe Duktilität der Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen weisen eine geringe Duktilität sowie einen niedrigen Schmelzpunkt auf. Bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen treten schwerwiegende Anbackungsprobleme auf, die Spanabfuhr ist unzureichend und die Oberflächenrauheit ist relativ hoch. In der Praxis sind vor allem Anbackung und schlechte Oberflächenqualität die Hauptprobleme bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen. Sobald diese beiden zentralen Probleme – Anbackung und mangelhafte Oberflächenqualität – gelöst sind, lassen sich alle weiteren Herausforderungen in der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen problemlos bewältigen.

3. Die Werkzeuge verschleißen leicht.

Bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen kommt es aufgrund der Verwendung ungeeigneter Werkzeugwerkstoffe häufig zu einer beschleunigten Werkzeugverschleißentwicklung, bedingt durch Phänomene wie Anbacken am Werkzeug und Schwierigkeiten beim Spanabtransport.

2. Welche Fräser werden für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen verwendet?

Für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen werden in der Regel 3‑Schneiden‑Fräser für Aluminium eingesetzt; je nach den jeweiligen Bearbeitungsbedingungen kommen jedoch häufig auch 2‑Schneiden‑Kugelkopffräser oder 4‑Schneiden‑Flachbodenfräser zum Einsatz. Nanjing Jianchuanshi empfiehlt jedoch, in den meisten Fällen auf 3‑Schneiden‑Flachboden‑Stirnfräser zurückzugreifen.

1. Auswahl von Wolframkarbidfräsern für Aluminium

Die Anzahl der Schneiden beträgt in der Regel drei; als Werkstoff wird meist YG-Hartmetall gewählt, um die chemische Affinität zwischen dem Werkzeug und der Aluminiumlegierung zu verringern. Zahlreiche CNC-Werkzeughersteller bieten spezielle Fräserlinien für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen an, etwa die US200-Serie von Jinlu oder die AL-Serie von Fraisa aus der Schweiz.

2. Schnellarbeitsstahlmaterial

Hochgeschwindigkeitsstahlfräser für Aluminium sind besonders scharf und eignen sich hervorragend für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen.

3. Schnittparameter beim Fräsen von Aluminiumlegierungen

Bei der Bearbeitung von gewöhnlichem Aluminiumlegierungsblech kann in der Regel ein Hochgeschwindigkeitsfräsen mit großem Vorschub gewählt werden. Darüber hinaus sollte nach Möglichkeit ein möglichst großer Spanwinkel gewählt werden, um den Spanraum zu vergrößern und das Anhaften des Werkzeugs am Werkstück zu verringern. Bei der Feinbearbeitung von Aluminiumlegierungen darf kein wässriges Schneidmittel verwendet werden, um die Entstehung kleiner Nadellöcher auf der bearbeiteten Oberfläche zu vermeiden; als Schneidmittel für die Bearbeitung von Aluminiumblechen eignen sich in der Regel Kerosin oder Dieselkraftstoff.

Die Schnittgeschwindigkeit bei der Bearbeitung von Fräsern aus Aluminiumlegierung variiert je nach Werkstoff und Parametern des Fräsers sowie je nach den jeweiligen Fertigungsverfahren. Konkrete Zerspanparameter sollten in Anlehnung an die vom Hersteller bereitgestellten Werte festgelegt und angewendet werden.