در ماشینکاری CNC، عمر ابزار به زمانی که نوک ابزار قطعه کار را در کل فرآیند از ابتدای ماشینکاری تا تراشیدن نوک ابزار برش می‌دهد، یا به طول واقعی سطح قطعه کار در طول فرآیند برش اشاره دارد.
۱. آیا می‌توان عمر ابزار را بهبود بخشید؟
عمر ابزار فقط ۱۵ تا ۲۰ دقیقه است، آیا می‌توان عمر ابزار را بیشتر بهبود بخشید؟ بدیهی است که عمر ابزار را می‌توان به راحتی بهبود بخشید، اما فقط با فرض کاهش سرعت خط. هرچه سرعت خط کمتر باشد، افزایش عمر ابزار آشکارتر است (اما سرعت خط خیلی کم باعث لرزش در حین پردازش می‌شود که عمر ابزار را کاهش می‌دهد).
۲. آیا بهبود عمر ابزار اهمیت عملی دارد؟
در هزینه پردازش قطعه کار، نسبت هزینه ابزار بسیار کم است. سرعت خط کاهش می‌یابد، حتی اگر عمر ابزار افزایش یابد، اما زمان پردازش قطعه کار نیز افزایش می‌یابد، تعداد قطعات کار پردازش شده توسط ابزار لزوماً افزایش نمی‌یابد، اما هزینه پردازش قطعه کار افزایش می‌یابد.
آنچه باید به درستی درک شود این است که منطقی است که تعداد قطعات کار را تا حد امکان افزایش دهیم و در عین حال عمر ابزار را تا حد امکان تضمین کنیم.
۳. عوامل مؤثر بر عمر ابزار
۱. سرعت خط
سرعت خطی بیشترین تأثیر را بر عمر ابزار دارد. اگر سرعت خطی بالاتر از 20٪ سرعت خطی مشخص شده در نمونه باشد، عمر ابزار به 1/2 نمونه اصلی کاهش می‌یابد؛ اگر به 50٪ افزایش یابد، عمر ابزار تنها 1/5 نمونه اصلی خواهد بود. برای افزایش عمر مفید ابزار، لازم است جنس، وضعیت هر قطعه کار مورد پردازش و محدوده سرعت خطی ابزار انتخاب شده را بدانید. ابزارهای برش هر شرکت سرعت خطی متفاوتی دارند. می‌توانید یک جستجوی اولیه از نمونه‌های مربوطه ارائه شده توسط شرکت انجام دهید و سپس آنها را مطابق با شرایط خاص در طول پردازش تنظیم کنید تا به یک اثر ایده‌آل برسید. داده‌های سرعت خط در طول خشن‌کاری و پرداخت‌کاری ثابت نیستند. خشن‌کاری عمدتاً بر حذف حاشیه تمرکز دارد و سرعت خط باید کم باشد. برای پرداخت‌کاری، هدف اصلی اطمینان از دقت ابعادی و زبری است و سرعت خط باید بالا باشد.
۲. عمق برش
تأثیر عمق برش بر عمر ابزار به اندازه سرعت خطی زیاد نیست. هر نوع شیار دامنه عمق برش نسبتاً وسیعی دارد. در حین ماشینکاری خشن، عمق برش باید تا حد امکان افزایش یابد تا حداکثر نرخ حذف حاشیه تضمین شود. در حین پرداخت، عمق برش باید تا حد امکان کم باشد تا دقت ابعادی و کیفیت سطح قطعه کار تضمین شود. اما عمق برش نمی‌تواند از دامنه برش هندسه تجاوز کند. اگر عمق برش خیلی زیاد باشد، ابزار نمی‌تواند نیروی برش را تحمل کند و در نتیجه باعث براده‌برداری ابزار می‌شود. اگر عمق برش خیلی کم باشد، ابزار فقط سطح قطعه کار را خراشیده و فشرده می‌کند و باعث سایش جدی در سطح جانبی می‌شود و در نتیجه عمر ابزار را کاهش می‌دهد.
۳. خوراک
در مقایسه با سرعت خط و عمق برش، پیشروی کمترین تأثیر را بر عمر ابزار دارد، اما بیشترین تأثیر را بر کیفیت سطح قطعه کار دارد. در طول ماشینکاری خشن، افزایش پیشروی می‌تواند نرخ حذف حاشیه را افزایش دهد؛ در طول پرداخت، کاهش پیشروی می‌تواند زبری سطح قطعه کار را افزایش دهد. در صورت اجازه زبری، می‌توان پیشروی را تا حد امکان افزایش داد تا راندمان پردازش بهبود یابد.
۴. لرزش
علاوه بر سه عنصر اصلی برش، ارتعاش عاملی است که بیشترین تأثیر را بر عمر ابزار دارد. دلایل زیادی برای ارتعاش وجود دارد، از جمله استحکام ابزار ماشین، استحکام ابزار، استحکام قطعه کار، پارامترهای برش، هندسه ابزار، شعاع قوس نوک ابزار، زاویه رهایی تیغه، کشیدگی بیش از حد میله ابزار و غیره، اما دلیل اصلی این است که سیستم به اندازه کافی سفت و سخت نیست تا در برابر نیروی برش در حین پردازش مقاومت کند. نیروی برش در حین پردازش منجر به ارتعاش مداوم ابزار روی سطح قطعه کار در حین پردازش می‌شود. برای از بین بردن یا کاهش ارتعاش باید به طور جامع در نظر گرفته شود. ارتعاش ابزار روی سطح قطعه کار را می‌توان به عنوان ضربه مداوم بین ابزار و قطعه کار، به جای برش معمولی، درک کرد که باعث ایجاد ترک‌ها و لب‌پریدگی‌های ریز روی نوک ابزار می‌شود و این ترک‌ها و لب‌پریدگی‌ها باعث افزایش نیروی برش می‌شوند. در صورت بزرگ بودن، ارتعاش بیشتر تشدید می‌شود، به نوبه خود، درجه ترک‌ها و لب‌پریدگی بیشتر افزایش می‌یابد و عمر ابزار به شدت کاهش می‌یابد.
5. جنس تیغه
هنگام پردازش قطعه کار، ما عمدتاً جنس قطعه کار، الزامات عملیات حرارتی و اینکه آیا پردازش قطع می‌شود یا خیر را در نظر می‌گیریم. به عنوان مثال، تیغه‌های مخصوص پردازش قطعات فولادی و تیغه‌های مخصوص پردازش چدن، و تیغه‌هایی با سختی پردازش HB215 و HRC62 لزوماً یکسان نیستند؛ تیغه‌های مخصوص پردازش متناوب و پردازش مداوم یکسان نیستند. از تیغه‌های فولادی برای پردازش قطعات فولادی، از تیغه‌های ریخته‌گری برای پردازش قطعات ریخته‌گری شده، از تیغه‌های CBN برای پردازش فولاد سخت شده و غیره استفاده می‌شود. برای همان جنس قطعه کار، اگر پردازش مداوم باشد، باید از تیغه‌ای با سختی بالاتر استفاده شود که می‌تواند سرعت برش قطعه کار را افزایش دهد، سایش نوک ابزار را کاهش دهد و زمان پردازش را کاهش دهد. اگر پردازش متناوب باشد، از تیغه‌ای با چقرمگی بهتر استفاده کنید. این می‌تواند به طور مؤثر سایش غیرطبیعی مانند لب‌پریدگی را کاهش داده و عمر مفید ابزار را افزایش دهد.
۶. تعداد دفعات استفاده از تیغه
در حین استفاده از ابزار، مقدار زیادی گرما تولید می‌شود که دمای تیغه را به شدت افزایش می‌دهد. وقتی تیغه پردازش نمی‌شود یا با آب خنک نمی‌شود، دمای تیغه کاهش می‌یابد. بنابراین، تیغه همیشه در محدوده دمایی بالاتری قرار دارد، به طوری که تیغه با گرما منبسط و منقبض می‌شود و باعث ایجاد ترک‌های کوچک در تیغه می‌شود. هنگامی که تیغه با لبه اول پردازش می‌شود، عمر ابزار طبیعی است. اما با افزایش استفاده از تیغه، ترک به تیغه‌های دیگر گسترش می‌یابد و در نتیجه عمر تیغه‌های دیگر کاهش می‌یابد.
زمان ارسال: ۱۰ مارس ۲۰۲۱
