एल्यूमीनियम के लिए कार्बाइड एंड मिलों को डिजाइन करते समय, सामग्री चयन, टूल ज्यामिति, कोटिंग तकनीक और मशीनिंग मापदंडों पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है। ये कारक एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की कुशल और स्थिर मशीनिंग सुनिश्चित करते हैं, साथ ही टूल लाइफ को भी बढ़ाते हैं।
1.1 कार्बाइड सब्सट्रेट: YG-प्रकार का कार्बाइड (उदाहरण के लिए, YG6, YG8) पसंद किया जाता है क्योंकि इसमें एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के साथ कम रासायनिक संबंध होता है, जो बिल्ट-अप एज (BUE) के निर्माण को कम करने में मदद करता है।
1.2 उच्च-सिलिकॉन एल्यूमीनियम मिश्र धातु (8%–12% Si): सिलिकॉन-प्रेरित टूल जंग को रोकने के लिए डायमंड-कोटिंग वाले टूल या अनकोटेड अल्ट्राफाइन-ग्रेन कार्बाइड की सिफारिश की जाती है।
1.3 उच्च-चमकदार मशीनिंग: दर्पण जैसी सतह खत्म करने के लिए सटीक एज पॉलिशिंग के साथ उच्च-कठोरता वाले टंगस्टन कार्बाइड एंड मिलों का सुझाव दिया जाता है।
2.1 फ्लूट्स की संख्या: कटिंग दक्षता और चिप निकासी को संतुलित करने के लिए 3-फ्लूट डिज़ाइन का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। एयरोस्पेस एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की रफ मशीनिंग के लिए, फीड दर बढ़ाने के लिए 5-फ्लूट एंड मिल (उदाहरण के लिए, Kennametal KOR5) का चयन किया जा सकता है।
2.2 हेलिक्स कोण: कटिंग की चिकनाई में सुधार और कंपन को कम करने के लिए 20°–45° का एक बड़ा हेलिक्स कोण अनुशंसित है। अत्यधिक बड़े कोण (>35°) दांतों की ताकत को कमजोर कर सकते हैं, इसलिए तीक्ष्णता और कठोरता के बीच संतुलन आवश्यक है।
2.3 रेक और रिलीफ कोण: एक बड़ा रेक कोण (10°–20°) कटिंग प्रतिरोध को कम करता है और एल्यूमीनियम के चिपकने से रोकता है। रिलीफ कोण आम तौर पर 10°–15° होते हैं, जो कटिंग स्थितियों के आधार पर समायोज्य होते हैं, पहनने के प्रतिरोध और कटिंग प्रदर्शन को संतुलित करने के लिए।
2.4 चिप गुललेट डिज़ाइन: चौड़े, निरंतर सर्पिल फ्लूट्स तेज़ चिप निकासी सुनिश्चित करते हैं और चिपकने को कम करते हैं।
2.5 एज तैयारी: कटिंग किनारों को कटिंग बल को कम करने और चिपकने से रोकने के लिए तेज रहना चाहिए; उचित चैम्फरिंग ताकत को बढ़ाता है और एज चिपिंग को रोकता है।
3.1 अनकोटेड: कई मामलों में, एल्यूमीनियम एंड मिल अनकोटेड होते हैं। यदि कोटिंग में एल्यूमीनियम होता है, तो यह वर्कपीस के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे कोटिंग का अलग होना या चिपकना हो सकता है, जिससे असामान्य टूल वियर होता है। अनकोटेड एंड मिल लागत प्रभावी, बेहद तेज होते हैं, और फिर से पीसना आसान होता है, जो उन्हें कम-रन उत्पादन, प्रोटोटाइपिंग, या मध्यम सतह खत्म आवश्यकताओं (Ra > 1.6 μm) वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
3.2 डायमंड-लाइक कार्बन (DLC): DLC कार्बन-आधारित है, जिसमें इंद्रधनुष जैसा स्वरूप होता है, जो उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध और एंटी-एडहेसन गुण प्रदान करता है—एल्यूमीनियम मशीनिंग के लिए आदर्श।
3.3 TiAlN कोटिंग: हालांकि TiAlN उत्कृष्ट ऑक्सीकरण और पहनने का प्रतिरोध प्रदान करता है (स्टील, स्टेनलेस, टाइटेनियम और निकल मिश्र धातुओं में TiN की तुलना में 3–4 गुना लंबा जीवन), यह आमतौर पर एल्यूमीनियम के लिए अनुशंसित नहीं है क्योंकि कोटिंग में एल्यूमीनियम वर्कपीस के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।
3.4 AlCrN कोटिंग: रासायनिक रूप से स्थिर, गैर-चिपकने वाला, और टाइटेनियम, तांबा, एल्यूमीनियम और अन्य नरम सामग्रियों के लिए उपयुक्त।
3.5 TiAlCrN कोटिंग: उच्च क्रूरता, कठोरता और कम घर्षण के साथ एक ग्रेडिएंट-स्ट्रक्चर कोटिंग। यह कटिंग प्रदर्शन में TiN से बेहतर प्रदर्शन करता है और एल्यूमीनियम मिलिंग के लिए उपयुक्त है।
सारांश: एल्यूमीनियम की मशीनिंग करते समय उन कोटिंग्स से बचें जिनमें एल्यूमीनियम होता है (उदाहरण के लिए, TiAlN), क्योंकि वे टूल वियर को तेज करते हैं।
4.1 चिप निकासी: एल्यूमीनियम चिप्स चिपक जाते हैं; चिकनी निकासी के लिए अनुकूलित फ्लूट डिज़ाइन (उदाहरण के लिए, लहराते किनारे, बड़े रेक कोण) की आवश्यकता होती है।
4.2 शीतलन विधि:
4.2.1 कटिंग तापमान को कम करने और चिप्स को बाहर निकालने के लिए आंतरिक शीतलन (उदाहरण के लिए, Kennametal KOR5) को प्राथमिकता दें।
4.2.2 घर्षण और गर्मी को कम करने के लिए कटिंग तरल पदार्थ (इमल्शन या तेल-आधारित कूलेंट) का उपयोग करें, जो टूल और वर्कपीस दोनों की रक्षा करता है।
4.2.3 कटिंग क्षेत्र को कवर करने के लिए पर्याप्त कूलेंट प्रवाह सुनिश्चित करें।
4.3 मशीनिंग पैरामीटर:
4.3.1 उच्च गति कटिंग: 1000–3000 m/min की कटिंग गति कटिंग बल और गर्मी को कम करते हुए दक्षता में सुधार करती है।
4.3.2 फीड दर: फीड (0.1–0.3 mm/tooth) बढ़ाने से उत्पादकता बढ़ती है, लेकिन अत्यधिक बल से बचना चाहिए।
4.3.3 कटिंग गहराई: आमतौर पर 0.5–2 mm, आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित।
4.3.4 एंटी-वाइब्रेशन डिज़ाइन: वैरिएबल हेलिक्स, असमान फ्लूट स्पेसिंग, या टेपर्ड कोर स्ट्रक्चर चैटर को दबा सकते हैं (उदाहरण के लिए, KOR5)।
एल्यूमीनियम के लिए कार्बाइड एंड मिलों के मूल डिजाइन सिद्धांत हैं कम घर्षण, उच्च चिप निकासी दक्षता, और एंटी-एडहेसन प्रदर्शन. अनुशंसित सामग्रियों में YG-प्रकार का कार्बाइड या अनकोटेड अल्ट्राफाइन-ग्रेन कार्बाइड शामिल हैं। ज्यामिति को तीक्ष्णता को कठोरता के साथ संतुलित करना चाहिए, और कोटिंग्स को एल्यूमीनियम युक्त यौगिकों से बचना चाहिए। उच्च-चमकदार फिनिश या उच्च-सिलिकॉन एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए, अनुकूलित एज और फ्लूट डिज़ाइन आवश्यक हैं। व्यवहार में, उपयुक्त मशीनिंग मापदंडों (उदाहरण के लिए, उच्च गति, क्लाइम्ब मिलिंग) को प्रभावी शीतलन रणनीतियों (उदाहरण के लिए, आंतरिक कूलेंट) के साथ मिलाकर प्रदर्शन को अधिकतम किया जा सकता है।
