Nella lavorazione CNC di parti in alluminio, dalle staffe per batterie NEV agli alloggiamenti per l'elettronica di consumo, il velocità di rotazione della lavorazione CNC dell'alluminio influisce direttamente sull'efficienza di taglio, Vita degli strumenti, e qualità della superficie della parte. Una velocità troppo elevata provoca il surriscaldamento e l'usura dell'utensile; un valore troppo basso porta a una bassa produttività e a una scarsa finitura superficiale. Questo articolo analizza i principali fattori che influenzano, metodi di calcolo, riferimenti di velocità tipici, strategie di coordinamento dei parametri, e consigli pratici per la regolazione, aiutandoti a impostare e ottimizzare con precisione le velocità di rotazione per diversi scenari di lavorazione dell'alluminio.
1. Quali sono i fattori principali che influenzano la velocità di rotazione della lavorazione CNC dell'alluminio?
La velocità di rotazione non è un valore fisso: dipende da quattro fattori interconnessi. Comprenderli aiuta a evitare la regolazione cieca e garantisce una lavorazione stabile.
| Fattore d'influenza | Dettagli chiave | Impatto sulla velocità di rotazione | Esempio pratico |
| Tipo in lega di alluminio | Leghe diverse hanno durezza e lavorabilità diverse: – 6061 lega di alluminio: Bassa durezza (Hb 60-80), Buona macchinabilità – 7075 lega di alluminio: Alta durezza (Hb 150-180), alta resistenza | 6061 consente 20-30% velocità superiori a 7075; Le leghe più dure richiedono velocità inferiori per evitare il sovraccarico dell'utensile | Per uno strumento in metallo duro da Φ10 mm: 6061 usi 3000-4000 giri al minuto; 7075 usi 2200-3000 giri al minuto |
| Tipo di strumento & Materiale | I materiali degli utensili determinano i limiti di velocità: – Strumenti in carburo: Elevata resistenza all'usura, support high speeds – Acciaio ad alta velocità (HSS) utensili: Low heat resistance, limited to low speeds – Coated tools (PER ESEMPIO., Tialn): Ridurre l'attrito, increase speed upper limit by 15-25% | Carbide tools run 2-3x faster than HSS; Coated carbide outperforms uncoated by 15-25% | Φ10mm tool for 6061 alluminio: HSS uses 1200-1800 giri al minuto; Uncoated carbide uses 3000-4000 giri al minuto; TiAlN-coated carbide uses 3500-4800 giri al minuto |
| Tool Diameter | Small-diameter tools have higher rotational inertia and are prone to vibration at low speeds; Large-diameter tools generate more cutting force, requiring lower speeds to avoid machine vibration | Speed is inversely proportional to tool diameter (secondo la formula principale); Piccoli strumenti (≤Φ5mm) necessitano di velocità 2-3 volte superiori rispetto agli strumenti di grandi dimensioni (≥Φ25mm) | Per 6061 alluminio con utensili in metallo duro: Utilizzi dello strumento Φ5mm 6000-8000 giri al minuto; Utilizzi dello strumento Φ25mm 1200-1600 giri al minuto |
| Fase di elaborazione | La sgrossatura dà priorità alla rimozione del materiale; La finitura si concentra sulla qualità della superficie: – Ruvido: Profondità di taglio maggiore (1-3mm), necessita di una velocità media per bilanciare l'efficienza e il carico dell'utensile – Finitura: Profondità di taglio ridotta (0.1-0.5mm), richiede una velocità maggiore per superfici lisce | Le velocità di finitura sono 30-50% velocità superiori a quelle di sgrossatura per lo stesso utensile e la stessa lega | Utensile in metallo duro da Φ10 mm acceso 6061 alluminio: Usi di sgrossatura 3000-3500 giri al minuto; Usi di finitura 4000-4800 giri al minuto |
2. Come calcolare la velocità di rotazione della lavorazione CNC dell'alluminio?
La velocità di rotazione viene calcolata utilizzando una formula universale, con velocità di taglio (Vc) come riferimento fondamentale. Padroneggiare questa formula consente di ricavare velocità per diverse combinazioni di utensili e leghe.
2.1 Formula di calcolo principale
La formula standard per la velocità di rotazione (giri al minuto) È:
Giri/min = (Velocità di taglio (Vc) × 1000) / (π × Diametro utensile (D))
- Vc (Velocità di taglio): La velocità lineare del tagliente dell'utensile rispetto al pezzo (unità: m/mio), determinato dal tipo di lega e dal materiale dell'utensile.
- D (Tool Diameter): Il diametro esterno dell'utensile da taglio (unità: mm).
- P: Una costante (≈3,1416).
2.2 Esempio di calcolo passo passo
Calcoliamo la velocità di rotazione per la lavorazione 6061 alluminio con un utensile in metallo duro rivestito TiAlN da Φ10 mm:
- Determinare Vc: Per la lavorazione di utensili in metallo duro con rivestimento TiAlN 6061 alluminio, il Vc consigliato è 100-130 m/mio (standard del settore).
- Inserisci la formula:
- Se Vc = 100 m/mio: Giri/min = (100 × 1000) / (3.1416 × 10) ≈ 3183 giri al minuto
- Se Vc = 130 m/mio: Giri/min = (130 × 1000) / (3.1416 × 10) ≈ 4138 giri al minuto
- Gamma di velocità finale: 3183-4138 giri al minuto (arrotondato a 3200-4100 RPM per uso pratico).
2.3 Velocità di taglio (Vc) Riferimento per scenari comuni
Per semplificare il calcolo, di seguito è riportata una tabella di riferimento Vc per diverse leghe di alluminio e materiali per utensili:
| Lega di alluminio | Materiale dell'utensile | Intervallo Vc consigliato (m/mio) | Fase di elaborazione applicabile |
| 6061 (Bassa durezza) | HSS | 30-50 | Ruvido (produzione a basso volume) |
| 6061 | Carburo non rivestito | 80-110 | Ruvido (produzione di massa) |
| 6061 | Carburo rivestito di TiAlN | 100-130 | Finitura (esigenze di elevata qualità superficiale) |
| 7075 (Alta durezza) | Carburo non rivestito | 60-80 | Ruvido (evitare il sovraccarico dell'utensile) |
| 7075 | Carburo rivestito di TiAlN | 75-100 | Finitura (bilanciare velocità e durata dell'utensile) |
3. Quali sono i riferimenti tipici della velocità di rotazione per la lavorazione CNC dell'alluminio?
In base al diametro dell'utensile, tipo di lega, e fase di lavorazione, abbiamo riepilogato gli intervalli di velocità pratici per scenari comuni, facendoti risparmiare tempo su calcoli ripetuti.
3.1 Velocità di rotazione in base al diametro dell'utensile (per 6061 Alluminio, Strumenti in carburo)
| Tool Diameter (D) | Velocità di rotazione della sgrossatura (giri al minuto) | Velocità di rotazione di finitura (giri al minuto) | Applicazione chiave |
| Φ3-5mm (Piccolo) | 4500-6000 | 6000-8000 | Caratteristiche raffinate: Fori di montaggio del sensore, scanalatura a parete sottile |
| Φ8-12mm (Medio) | 2800-3500 | 3500-4800 | Lavorazioni generali: Contorni esterni dell'alloggiamento, fresatura del risalto |
| Φ15-20mm (Grande) | 1800-2500 | 2500-3200 | Sgrossatura di grandi superfici: Superfici inferiori del vano batteria |
| Φ25mm+ (Extra-grande) | 1200-1800 | 1800-2200 | Taglio pesante: Rimozione materiale da piastre di alluminio spesse |
3.2 Regolazione della velocità per 7075 Alluminio (contro. 6061)
Da 7075 è più difficile, ridurre la velocità di 20-30% rispetto a 6061 per lo stesso strumento e fase di lavorazione. Esempio:
- Utensile in metallo duro rivestito TiAlN da Φ10 mm: 6061 usi di finitura 3500-4800 giri al minuto; 7075 usi di finitura 2500-3500 giri al minuto.
4. Come coordinare la velocità di rotazione con altri parametri chiave?
La velocità di rotazione non funziona in modo isolato: deve essere abbinata alla velocità di avanzamento, profondità di taglio, e raffreddamento per evitare difetti. Di seguito è riportata una guida ai parametri coordinati:
4.1 Coordinamento della velocità di avanzamento
Velocità di avanzamento (F) è calcolato come: F = RPM × Numero di denti dell'utensile (Z) × Avanzamento per dente (fz). Per alluminio, fz varia da 0,1-0,3 mm/dente (regolare in base alla velocità).
| Velocità di rotazione (giri al minuto) | Numero di denti dell'utensile (Z) | Alimentazione per dente (fz, mm/dente) | Velocità di avanzamento consigliata (F, mm/min) |
| 3000 (Velocità media) | 4 | 0.2 | 3000×4×0,2 = 2400 |
| 6000 (Ad alta velocità) | 2 (Strumento di piccolo diametro) | 0.12 | 6000×2×0,12 = 1440 |
| 1500 (Bassa velocità) | 6 (Strumento di grande diametro) | 0.25 | 1500×6×0,25 = 2250 |
Nota critica: Ad alta velocità + un'elevata velocità di avanzamento provoca il surriscaldamento dell'utensile: ridurre fz di 10-20% quando il numero di giri supera 5000.
4.2 Corrispondenza della profondità di taglio
Profondità di taglio (ap) influisce sul carico dell'utensile: i tagli più profondi richiedono velocità inferiori per evitare la deflessione dell'utensile.
| Fase di elaborazione | Profondità di taglio (ap, mm) | Regolazione della velocità di rotazione consigliata |
| Ruvido | 1-3 | Utilizzare l'estremità inferiore della gamma di velocità (PER ESEMPIO., 2800-3200 RPM per utensile da Φ10mm) |
| Semifinishing | 0.5-1 | Utilizzare la metà della gamma di velocità (PER ESEMPIO., 3200-3800 RPM per utensile da Φ10mm) |
| Finitura | 0.1-0.5 | Utilizzare l'estremità superiore della gamma di velocità (PER ESEMPIO., 3800-4800 RPM per utensile da Φ10mm) |
4.3 Raffreddamento & Supporto per la lubrificazione
Un raffreddamento efficace consente velocità più elevate riducendo la temperatura di taglio (l'alluminio fonde a ~660°C: il surriscaldamento provoca l'adesione dell'utensile).
| Metodo di raffreddamento | Potenziale di aumento della velocità | Scenario applicativo |
| Liquido refrigerante a base d'acqua (Concentrazione 5-8%) | 15-20% | Produzione di massa (PER ESEMPIO., Linee di lavorazione pezzi NEV) |
| Liquido refrigerante a base di olio | 10-15% | Finitura ad alta precisione (evita la corrosione dell'alluminio) |
| Microlubrificazione (Nebbia Aria-Olio) | 5-10% | Officine asciutte o lavorazione in piccoli lotti |
5. Quali sono i consigli pratici per regolare la velocità di rotazione?
Anche con riferimenti teorici, è necessaria una regolazione in loco per adattarsi alle variazioni dell'attrezzatura e del pezzo. Di seguito sono riportati 4 suggerimenti attuabili:
- Inizia con velocità conservative
Per nuove combinazioni lega-utensile, impostare il numero di giri su 80% del limite superiore consigliato. Per esempio, se l'intervallo teorico è 3000-4000 giri al minuto, Inizia da 3200 giri al minuto. Osservare la forma del truciolo (patatine ideali: continuo, arricciato, bianco-argento) e il suono della macchina (nessun stridio o vibrazione acuta) per evitare danni iniziali all'utensile.
- Check Dynamic Balance for High-Speed Machining
When RPM exceeds 5000, use a dynamic balance tester to adjust tool holders (balance grade G2.5 or higher). Unbalanced tools cause vibration, reducing surface quality (Ra increases from 0.8μm to 3.2μm) and shortening tool life by 30-50%.
- Adjust Based on Spindle Type
Spindle rigidity limits maximum speed:
- BT30 spindles (piccole macchine): Max stable speed ≤8000 RPM (avoid overloading).
- BT40 spindles (medium machines): Max stable speed ≤12000 RPM (suitable for high-speed finishing).
- Use CAM Software for Simulation
Strumenti come Mastercam o UG possono simulare forze di taglio e temperature a diverse velocità. Per parti complesse (PER ESEMPIO., custodie in alluminio a pareti sottili), la simulazione aiuta a identificare i rischi legati alla velocità (PER ESEMPIO., vibrazione agli angoli) e ottimizzare i parametri in anticipo, riducendo i tempi di tentativi ed errori 40-60%.
6. La prospettiva della tecnologia Yigu sulla velocità di rotazione della lavorazione CNC dell'alluminio
Alla tecnologia Yigu, Vediamo il velocità di rotazione della lavorazione CNC dell'alluminio come “punto di equilibrio tra efficienza e qualità”: non si tratta di perseguire la massima velocità, ma adattando la velocità alle effettive esigenze di produzione. I nostri dati mostrano 60% dei difetti di lavorazione dell’alluminio (abbigliamento per utensili, scarsa finitura superficiale) provengono da velocità non corrispondenti, non problemi di attrezzatura.
We recommend a “scenario-driven” adjustment approach: Per 6061 aluminum NEV battery brackets (produzione di massa), we use TiAlN-coated carbide tools + refrigerante a base d'acqua, setting RPM to 3500-4000 RPM to balance efficiency and tool life; Per 7075 aluminum aerospace parts (alta precisione), we lower RPM to 2500-3000 RPM and reduce feed per tooth to 0.15mm/tooth, ensuring surface Ra ≤0.8μm. We also integrate real-time temperature sensors to monitor tool conditions, auto-adjusting speed by 5-10% if overheating is detected—helping clients reduce tool costs by 20% e migliorare l'efficienza della produzione 15%.
7. Domande frequenti: Domande comuni sulla velocità di rotazione della lavorazione CNC dell'alluminio
Q1: Posso utilizzare la stessa velocità di rotazione sia per la sgrossatura che per la finitura della stessa parte in alluminio?
NO. Roughing requires medium speed (to handle large cutting depth and avoid tool overload), while finishing needs higher speed (to achieve smooth surfaces). Per esempio, a Φ10mm carbide tool on 6061 alluminio: Usi di sgrossatura 3000-3500 giri al minuto, usi di finitura 3800-4800 giri al minuto. Using the same speed leads to either low roughing efficiency or excessive finishing tool wear.
Q2: Perché uno strumento di piccolo diametro (PER ESEMPIO., Φ5mm) necessitano di una velocità di rotazione molto più elevata rispetto ad un utensile di grande diametro (PER ESEMPIO., Φ25mm)?
It’s due to cutting speed (Vc) coerenza. Per the formula RPM = (Vc×1000)/(π×D), smaller D requires higher RPM to maintain the same Vc (critical for cutting efficiency). Per 6061 aluminum with Vc=100 m/min: Φ5mm tool needs ~6366 RPM, Φ25mm tool needs ~1273 RPM. A low speed for small tools would result in low Vc, leading to slow material removal and poor surface finish.
Q3: Come gestire la regolazione della velocità di rotazione durante la lavorazione di parti in alluminio a pareti sottili (spessore ≤2mm)?
Thin-walled parts are prone to vibration—use these strategies: 1. Increase RPM by 10-15% (PER ESEMPIO., da 3500 A 4000 RPM per utensile da Φ10mm) to reduce cutting force; 2. Reduce feed per tooth by 20-30% (da 0.2 to 0.14mm/tooth) to avoid part deformation; 3. Use micro-lubrication to minimize heat-induced warping. These steps balance speed and part stability.