12.07.2023

Milling instead of drilling

An alternative for long-chipping aluminium materials

Replacing a drill by a milling cutter to drill bores into a workpiece is a suggestion that takes some getting used to and initially causes many manufacturers to frown. However, the technology change makes sense for some parts, especially in the field of e-mobility. MAPAL shows that this not only allows greater process reliability, but even shorter machining times.

The fastest way to drill a bore is using a suitable drill. A milling cutter with a smaller diameter that enters the material circularly covers a significantly longer distance during machining, which results in a higher cycle time. However, certain materials can cause non-productive times that cancel out the drill’s time advantage.

During the course of the transformation to e-mobility, welded designs or structural parts are to be machined that consist of long-chipping aluminium. Battery housings, for example, are often made from extruded profiles that contain either no silicon at all or only a very small amount. That makes chip breaking more difficult and leads to nests of chips that can get stuck in the machine or on the tool. The same problem comes up when machining chassis parts made of forged aluminium, where manufacturers also struggle with long chips. If they settle on the shank of the tool, an automatic tool change may no longer be possible. Chip clusters cause disruptions that have an adverse effect on the machining time.

Chip balls can get stuck in the machine or on the tool with long-chipping aluminium materials and cause malfunctions. ©MAPAL

特に、ソリッドまたは特定のボーリング作業からの穴あけ中に、バリが形成され、それが押し出され、リングとして工具の周囲に巻き付くことがあります。 PCD ツールのセールスマネージャーである Leander Bolz 氏は「これらのリングは工具の刃先に蓄積し、ワークピースや工具を損傷する可能性があります」と断言します。

原則として、ドリルにはチップブレーカーを装備することができますが、通常、これにより工具寿命が短くなります。さらに使用される材料によっては、チップブレーカーが確実に機能することが常に保証されるわけではありません。シリコン含有量の少ないアルミニウムは、鋳造、バッチ、または保管条件に応じて異なる特性を示すことがあり、これは異なる切りくず形成にも反映されます。これは、実際には前加工の取り代状況が頻繁に変更されることを意味します。場合によってはブレードや工具全体を穴あけ工具に交換する必要がありますが、フライスによる削り代は、駆動トラックを介して簡単に削減または増加できます。

フライス加工による柔軟性

このフライス加工戦略は、異なる直径の穴が必要な場合にもその柔軟性を発揮します。これには 1 つのフライスカッターを使用できます。より大きな穴加工の場合、前加工のために 1 つまたは 2 つのドリルを交換する必要がなくなります。 MAPALでは、ドリル加工に比べて初期性能の欠点を補う、特に前加工時の時間を節約できるため、対象の材料にフライスカッターを使用することを推奨しています。特定のワークピースでは、例えば構造部品の薄壁に穴あけにより変形の危険性がある場合や、シャーシ技術で非常に特殊な粗さの穴加工が必要な場合など、フライスカッターは初めから優れています。

Leander Bolz 氏が説明するように、複合工具を使用するとサイクルタイムがさらに短縮されます。「フライス加工が工具の前面で行われ、精密機械加工がその後で行われる場合、穴は 1 回のパスで完全に作成できます。」さまざまな形状から選択できるツールは、それぞれの加工作業に適応します。 MAPALは、アルミニウム加工用の PCD 刃先を備えた SPM フライスカッター(構造部品加工) を提供しています。これらの非常に頑丈に設計された大量生産用フライスカッターは、もともと航空宇宙産業向けに固体から材料を機械加工するために開発されました。