افزایش ملاحظات ابزارهای برشی با افزایش پیچیدگی قالب
هدف از این مقاله بررسی برخی از فاکتورهای مهم و تاثیر گذار در ماشینکاری به منظور بهینه سازی این روند، زمانی که شما تصمیم به خرید این ابزارها دارید می باشد.
سازندگان قالب‌ها در اکثر موارد پیچیدگی‌های مربوط به قالب‌ها را با ترفندهای خاصی کاهش می‌دهند. اگر قالب تقریبا بزرگ باشد پیاده‌سازی این تکنیک‌ها برای قالب‌ساز راحت‌تر خواهد بود (شعبده بازی با توپ تنیس). اما با افزایش میزان پیچیدگی قالب و افزایش عمق آن، ممکن است مقایسه مربوط به این ترفند‌ها عوض شود. (شعبده بازی با توپ بولینگ یا توپ پینگپنگ). در پایان این فرآیند‌ها، قالب‌ساز مجبور می‌باشد ساخت قطعه را به اتمام برساند، تمام تصمیماتی که آنها می‌گیرند فرآیند ماشینکاری و انتخاب ابزار را با سختی مواجه می‌سازد. در این متن به ارائه تعدادی از فاکتورهایی که می‌تواند شما را در انتخاب بهینه ابزارهای برشکاری و ماشینکاری راهنمایی کند می‌پردازیم.
گیره ابزار
گیره‌های نگهدارنده(مجموعه نگهدارنده تیغه فرز روی کلگی ) ولدون برای تیغه فرزهای انگشتی end mill با انتهای صاف در نوع خود بهترین می‌باشند؛ هر چند، هنوز هم با همان سیستم تحت فشار قرار دادن خط مرکزی شعاعی جسم، نگهداری ابزار را انجام می‌دهند. این شرایط خارج از مرکز بودن تاثیری منفی بر عمر قطعه و کیفیت سطح می‌گذارد
گیره‌های مدرن کولت مشمول پیشرفت‌های فراوانی شده‌اند، اما هنوز هم مشکل خم‌شدنشان، زمانی که سفتی ابزار بیشتر از گیره باشد وجود دارد. هر چند، هنوز هم برای انجام پرداخت بسیار مناسب و اقتصادی می‌باشند. گیره‌های کوچک در سیستم‌هایی که دارای شفت کاربیدی می‌باشند انتخاب بسیار مناسبی هستند. گیره‌های ابزار هیدرولیکی ترکیب مناسبی از قدرت، دقت و تناسب را ارائه می‌کنند.
طول ابزار
در تمامی فرایند‌های ماشینکاری، طول ابزار تا حد ممکن می بایست کوتاه باشد، دلیل این موضوع نیز کاهش پایداری ابزار با افزایش طول آن است، که سبب کاهش پرداخت سطوح و کاهش عمر ابزار خواهد شد. همچنین این افزایش طول تاثیر زیادی بر سرعت براده‌برداری خواهد گذاشت.
سیستم‌های افزایش طول مدرن این توانایی را دارند که همزمان با افزایش حفظ دوران پایداری سیستم را نیز افزایش دهند.
مواد کاربیدی اینسرتی در گیره‌های ابزار
زمانی که طول اضافه شده منطقی باشد، استفاده از مواد آلیاژ فولادهای سنتی می‌تواند کارا و همچنین از لحاظ هزینه نیز مناسب باشد. اما با افزایش این طول، می‌بایست از مواد دیگری استفاده کرد. زمانی که هنوز برای ساخت گیره‌ها از فولاد ابزار استفاده میشود، به کار بردن H13 می‌تواند گزینه مناسبی باشد. یک هسته کاربیدی، که می‌تواند وارد گیره با فولادابزار شود، برای اولین قدم مناسب است زیرا کاربید علاوه بر افزایش سفتی به سیستم می‌تواند به عنوان مستهلک‌کننده ارتعاشات نیز عمل کند، کما اینکه هزینه تهیه آن نیز پایین‌تر است.
قدم بعدی نیز می‌تواند استفاده از یک ساقه کاربیدی باشد که اضافه کردن یک بخش فولادی به قسمت جلویی این شفت است. قدم نهایی نیز بهره‌بری از گروهی از کاربید‌ها می‌باشند که قابلیت ماشینکاری داشته باشند. این کار سبب افزایش هزینه میشود، اما ماده قوی، دقیق و بادوام می‌باشد.
کاربید و پوشش
هم اکنون سازنده‌های ابزار برشی وجود دارند که قالب و اینسرت ها را به نحوی تولید کنند که به واسطه یک پیچ بسته میشود. تعداد زیادی از اپراتورها از مکانیزم کاری این پیچ آگاه نیستند و اغلب هیچگاه این پیچ را عوض نمی‌کنند
پیچ همزمان با اینکه اینسرت را به صورت شعاعی هم محور می‌سازد، پیش‌باری به سمت پایین را روی اینسرت قرار می‌دهد. فشار زیاد و خوردگی زیاد پیچ در ناحیه بوش نیازمند روغن‌کاری می‌باشد، هر بار که اینسرت تعویض میشود می‌بایست این قسمت نیز روغن‌کاری شود – به همین ترتیب به ازای تعویض ۱۰ اینسرت می‌بایست پیچ را نیز تعویض کرد. همچنین به ازای هر ۱۰ جعبه ابزار می‌بایست گیره را نیز تعویض کرد.
بعد از انجام این تعویض‌ها نیازی به دور ریختن ابزارها و گیره‌ها نیست، اما می‌توان از آنها در کارهای غیر حساس و غیر دقیق استفاده کرد.
در هنگام انتخاب یک اینسرت و یا فرز بررسی قطر، طول ابزار و افزایش طول آن می‌بایست مورد بررسی قرار بگیرند. اگر بازگشت مالی را نیز در نظر بگیریم، قیمت مته‌ها ازاینسرت پایین‌تر است. این مسئله متغیر است اما در قطرهای زیر صحیح است.
کلاس‌های کاربید و سخت‌کاری آنها به مرور زمان بهبود یافت، اما بهبود آنچنانی در افزایش عمر ابزار و کاهش هزینه‌های ساخت در سالهای گذشته انجام نشده است. بسیاری از این بهبود‌ها مربوط به پوشش دهی کاربید‌ها و به منظور کاهش تنش باقی‌مانده پوشش‌های اکسید آلومینیومی می‌باشند که از جمله خواصی می‌باشند که سازندگان به آنها توجه دارند. پوشش‌های اکسید آلومینیومی بسیار سخت و مقاوم در برابر آسیب‌های حرارتی می‌باشند و بهتر از بقیه پوشش‌ها عمل می‌کنند.
سختی
راه‌کارهای سنتی به منظور افزایش مقدار سفتی در سرعت‌های دورانی پایین، عمق برش بیشتر و بار تراشه بالاتر در سالهای اخیر تغییرات بسیاری یافته است. برش کم عمق، سبک و سریع از معیارهای برشکاری خوب در قالب‌ها می‌باشند. دلیل عمده این تغییرات را نیز می‌توان تغییرات در این دانست که فرآیند سخت‌کاری با چه سرعت و ایمنی انجام میشود. با افزایش سرعت ، براده بیشتری در زمان کمتری از قطعه کار جدا میشوند .ضمنا اگر ابزار بشکند کمترین آسیب به گیره و قطعه وارد شود و بتوان نقص ایجاد شده را به راحتی ترمیم و تصحیح کرد.
زمانی که ایجاد برش‌های عمیق مد نظر باشند استفاده از فرزها با طول بلند راه حل مناسب است. این ماشین‌های فرز بیشترین بار را به صورت محوری به هرزگرد ماشین وارد می‌کنند، این کار پایداری محوری را به جای فشار جانبی افزایش می‌دهد. طراحی‌های انجام شده برای ابزارها و اینسرت هااجازه افزایش قطر برش ایجاد شده را می‌دهند، اما هنوز هم نیروی بیشتری به بخش هرزگرد ماشین اعمال می‌کنند.
پرداخت
یکی از معمول‌ترین اشتباهاتی در پروسه تصمیم‌گیری به وجود می‌آید این است که مواد کافی برای ابزارهای پرداخت وجود ندارد . تولید تراشه زیاد برای ایجاد میدان حرارتی مورد نظر، همراه با چرخش ماشین ، برای نرم کردن ماده و تسهیل پروسه برش نیز می‌بایست مد نظر باشد. سازندگان قالب‌ها می‌بایست متریال کافی برای ابزار برش و فرز را در ماشین کاریهای واقعی در نظر بگیرند.
یکی از اندازه‌ها و معیارهای مناسب این است که برای ابزارهای فرز نوک گرد عرض برش می‌بایست بزرگتر یا مساوی عمق برش باشد و برای دندانه‌ها بار برداری می‌بایست مساوی عمق برش باشد. در هنگام استفاده از ابزارهای فرز نوک گرد کاهش ضخامت پلیسه موضوعی مهم است، و بار تراشه روی دندانه‌ها نیز می‌بایست زیاد باشد تا سطح خراشیده نشود و همچنین گرمای تولید شده در سطح نیز جذب شود
خنک کاری
موضوع نهایی استفاده از خنک‌کننده‌ها می‌باشد. استفاده از خنک‌کننده‌های سنتی و قدیمی در ماشینکاری حفره‌ها و هسته مواد نمی‌تواند مناسب باشد. بعضی استفاده از هوا را هم به منظور خنک کاری و هم به منظور از بین بردن براده‌ها و تراشه‌ها ترجیح می‌دهند.
استفاده از سیستم خنک کاری محفظه‌ای انتخاب مناسبی می‌باشد زیرا همزمان با روغن‌کاری و خنک کاری می‌توان تاثیر شک حرارتی را از بین برد – و اگر از روغن‌های گیاهی استفاده شود نگرانی‌های مرتبط با سلامتی نیز از بین می‌رود.
خلاصه
قالب‌های صاف را می‌توان به راحتی با استفاده از ابزارهای قدرتمند و کوتاه ماشینکاری کرد. قالب‌های عمیق و پیچیده نیازمند استفاده از سیستم‌ها و ابزارهای مختلفی می‌باشند. انتخاب صحیح ابزار در دوره‌های کوتاه مدت و بلند مدت می‌تواند سبب صرفه‌جویی در زمان و هزینه شود. برش‌های سریع، سبک هم برای دستگاه و هم برای اپراتور مناسب می‌باشد. امروزه فرآیند سخت‌کاری همانند فرآیند پرداخت می‌تواند به صورت خودکار انجام گیرد. اپراتورهای صنعتی هنوز هم به دنبال به کار گیری روش‌هایی مبتکرانه در زمینه پوشش ابزار می‌باشند.
منبع:
ملد تکنولوژی
ترجمه:
ایران ملد
