تکنولوژی ساخت ( ماشین ابزار )
High feed towards technology, iran is the best
درباره وبلاگ


به نام خدا
این وبلاگ درراستای تحقق نیاز های آموزشی و کاربردی در زمینه صنعت ساخت و تولید کشور و نیز آشنایی علاقمندان با این صنعت مادر فعالیت دارد. تمامی مطالب این وبلاگ بصورت اختصاصی و کاملا معتبر میباشند. حتی الامکان سعی میکنم مطالب جدید و به روز رو در وبلاگ قرار بدم. درصورت داشتن هرگونه سوال یا نظر و پیشنهاد میتوانید با شماره من ( 09906125821 ) و یا قسمت تماس با مدیر با من در ارتباط باشید.

مدیر وبلاگ : علی خوب بخت
نویسندگان
به نام خدا

در دنیای ابزارهای برش , انواع تیغه فرز با ویژگیهای مختلف فیزیکی یافت می شود که دلیل بکارگیری برخی از آنها چندان روشن نیست. بعنوان نمونه خیلی از ماشینکاران می دانند که هرچه تعداد Flute یا پر در تیغه فرز  بیشتر باشد ,بهره وری ماشینکاری بالاتر است اما فلزاتی مانند آلومینیوم استثنا بوده و تیغه فرز با تعداد پر کمتر نیاز دارند که معمولا 2 یا 3 پر می باشد. حال این سوال مطرح می شود که چه زمانی باید از تیغه فرز انگشتی تک پر (Single Flute) استفاده نمود؟ آیا زمانی می رسد که استفاده از تیغه برش با کمترین تعداد پر , بهترین ایده باشد؟

علت استفاده از تیغه هایی با تعداد پر کمتر در برخی مواد به رفتار براده آنها در فرایند ماشینکاری مرتبط است که در مورد ماشینکاری آلومینیوم مشخصا براده های بزرگتری ایجاد می شود درحالیکه در سایر پارامترهای ماشینکاری تفاوت چندانی دیده نمی شود. فضای بین پرهای یک تیغه فرز انگشتی همان جایی است که براده ها پس از ایجاد شدن وارد آن می شوند. اگر این فضا به اندازه کافی بزرگ نباشد , مشکلاتی مانند شکستن ابزار رخ خواهد داد. بنابراین با توجه به بزرگتر بودن براده ایجاد شده در ماشینکاری آلومینیوم , طبیعی است که به برای دورکردن براده ها به فضای بزرگتری بین پرها نیاز باشد که لازمه این امر, کمتر بودن تعداد پرهای ابزار برشی است.

مبحث بهره وری و اثر تعداد پرهای تیغه فرز در آن به دو فاکتور مرتبط می باشد : نرخ براده برداری (MRR) و پرداخت سطح . فاکتور نرخ براده برداری در خشن کاری اهمیت دارد و فاکتور پرداخت سطح در تعیین تعداد پاس عملیات پرداخت. این همان چیزی است که من استبداد سرعت سطحی (Tyranny of Surface Speed) می نامم.

بیایید موضوع تعداد پر تیغه فرز را کنار گذاشته و در مورد ابزارهای برش تک نقطه ای در تراشکاری صحبت کنیم تا برخی زوایای پنهان آنچه رخ می دهد را روشن سازیم. برای هر ماده ای ,سرعت سطحی بهینه ای وجود دارد که تولید کننده توصیه کرده است. این توصیه بیش از هر به حداکثر سرعت چرخش ابزار (در ماشین فرز) یا قطعه کار (در دستگاه تراش) مرتبط است که تا رسیدن به آن , عمر ابزار کاهش نمی یابد. عامل محدود کننده سرعت در اینجا, حرارت است. بعنوان مثال تنگستن کارباید (Tungsten Carbide) پیش از نرم شدن , حرارتی به مراتب بیش از فولاد آلیاژی تندبر (HS) را تحمل خواهد کرد. اگر جنس تیغه فرز شما از متریال نرمی باشد , لبه برنده آن به سرعت تخریب شده و عمر ابزار تمام می شود. بنابراین شما ابزاری می خواهید که تا جاییکه ممکن است حرارت را تحمل کند و به همین دلیل است که ابزارهای برش کاربایدی بر فولادهای تندبر (HSS) برتری دارند. در زمانی که محدودیت سرعت سطحی مانعی پیش روی ماست از آنجاییکه نمی توانیم آنرا تغییر دهیم لذا باید با دیگر پارامترها بازی کنیم.

اکنون فرض کنیم تیغه فرز شما در سرعت سطحی بحرانی خود می چرخد. حال هرچه سرعت را بیشتر کنیم , ابزار داغ تر شده و در نتیجه از بین می رود. به این ترتیب چگونه می توانیم نرخ براده برداری را افزایش دهیم؟ پاسخ این است : با افزایش تعداد لبه های برش یا در واقع همان تعداد پر (flutes) های ابزار و به این ترتیب هرچه تیغه فرز سریعتر بچرخد , براده بیشتری برداشته می شود. بنابراین در یک سرعت سطحی ثابت , یک فرز انگشتی چهار پر در یک دور چهار مرتبه براده برداری می کند درحالیکه یک فرز دو پر نصف آن و در نتیجه نرخ براده برداری متریال فرز چهار پر 2 برابر بیشتر از فرز دو پر است. به همین دلیل است که تیغه های برشی با تعداد پر زیاد تا این حد متداول هستند و می توانند برای برداه برداری متریال هایی با سرعت سطحی پایین بخوبی مورد استفاده قرار گیرند. این روندی است که طی آن بهره وری ماشینکاری به مقدار مطلوب خود برمی گردد.

حال می پردازیم به پرداخت سطحی. قبلا گفته ام که داشتن ابزار با تعداد پر بیشتر مثل داشتن اسپیندل سریعتر است و حتی بهتر از آن زیرا سرعت سطحی افزایش نیافته و عمر ابزار تحت تاثیر آن دستخوش افت نگردیده است. از موضوع داغ شدن ابزار در اثر افزایش سرعت سطحی که بگذریم , باید گفت که از منظر متریال, تفاوتی بین دو بار براده برداری در هر دوران با ابزار دو پر در سرعت 6000 دور بر دقیقه و یا چهار بار با ابزار چهار پر در سرعت 3000 دور بر دقیقه وجود ندارد. وقتی سرعت را متناسب با حجم براده برداری افزایش می دهیم در واقع کیفیت پرداخت  سطح را بالا برده ایم (حداقل تازمانی که سایش ابزار اتفاق بیافتد). اگر به عقب برگردید که چرا ما از ابزار دو پر استفاده می کردیم تا براده ها جدا شوند ,می توانید ببینید که در براده برداری هایی که ابزار داخل متریال قرار ندارد , میتوان حتی از ابزار چهارپر برای آلومینیوم استفاده نمود . بعنوان مثال اگر درحال فرزکاری بغل تراشی سطوح بیرونی قطعه باشید و فرورفتگی در کار نباشد ,می توانید این کار را انجام دهید.

آیا بیشتر قانع نشدید که موقعیت مناسبی برای استفاده از ابزار تک پر وجود ندارد ؟

برای پرداختن به موضوع اصلی این نوشته, لازم است به بررسی پدیده در زمانی کاهش حجم براده ها , بپردازیم. اگر ابزار را با سرعت خیلی پایینی حرکت دهیم به تدریج براده ها در مقایسه با لبه برنده آنقدر باریک می شوند که نمی توان به شکل مناسبی آنها را تکه تکه کرده و جدا ساخت. آنها توسط لبه برنده اصطلاحا شخم زده شده و برای چند دوران به دور ابزار سر می خورند تا سرانجام بصورت یک توده جدا شوند.

حال به بررسی یک مثال کاربردی از ماشین فرز CNC می پردازیم .فرض کنیم که اسپیندل می تواند به سرعت 24000 دور در دقیقه دست یابد و در عین حال نمی تواند در سرعتی کمتر 12000 دور بر دقیقه کار کند. در ماشینکاری آلومینیوم ,اولین چیزی که به آن می رسیم این است که ما به ابزار کاربایدی نیاز داریم تا به سرعت سطحی متریال دست یابیم. وقتی به کار با سرعت و پیشروی مورد نظر می پردازیم متوجه می شویم که در چنان سرعت اسپیندل زیادی , به نرخ پیشروی خیلی بالایی نیاز خواهیم داشت. حال با اندک توجهی به قابلیتهای ماشین فرزی که در اختیار داریم , متوجه یک مشکل می شویم. وقتی ماشین نمی تواند چنان نرخ پیشروی بالایی را تامین کند , چه کاری می توانیم انجام دهیم؟

پاسخ , استفاده از یک فرز انگشتی تک پر است زیرا نرخ پیشروی مورد نیاز را بدون وقوع پدیده سایش , نصف می کند. بنابراین در یک جا این ابزار می تواند مفید باشد (و در عین حال حجم براده را نیز حفظ کند) و آن زمانی است که در سرعت اسپیندل بالا ماشین نتواند نرخ پیشروی کافی را تامین کند.

مورد دیگر وقتی است که وجود فضای بیشتر برای جمع شدن و تخلیه براده ها (روی ابزار) مفید باشد .

سناریو های مشکل ساز زیادی در زمینه تخلیه براده وجود دارد که چندین مورد آن به شرح زیر است :

  • در حال ماشینکاری پلیت آلومینیوم ریخته گری شده با براده های بسیار چسبنده ای هستید {احتمالا نویسنده به بزرگی توده براده جدا شده اشاره دارد} که حتی با تغییر ابزار از سه پر به دو پر نیز براده ها بخوبی تخلیه نمی شوند و در نتیجه باید از فرز تک پر استفاده کرد.
  • ابزارهای برشی بسیار کوچک سایز میکرو در مقایسه با تیغه های بزرگتر , هندسه پیچیده تری دارند. شما می توانید لبه برنده را بسیار تیز کنید اما در مقیاس میکرو در واقع به اندازه کافی تیز نیستند. بنابراین به جای بریده شدن و جدا گشتن تمییز براده ها, آنها بر روی هم کوبیده شده و تمایل به جوش خوردن به ابزار بیشتر می شود . در نتیجه در ماشینکاری مقیاس میکرو , تخلیه براده ها یک مشکل بزرگ محسوب می شود .در چنین مواردی توصیه شرکت Datron, سوییچ کردن به ابزار تک پر برای خشن کاری طولانی مدت است . این شرکت نمونه هایی از تیغه فرز تک پر مخصوص ساخته که برای سرعت های بالا نیز مناسب هستند .
  • مجبور هستید یک شیار یا حفره عمیق را فرزکاری کنید و بیرون کشیدن براده ها در این شرایط بسیار سخت بوده و براده ها داخل کار رویهم جمع می شوند. شما از خنک کاری داخل اسپیندل استفاده می کنید اما نتیجه نمی گیرید. در چنین موقعیتی بهتر است شانسی به فرز انگشتی تک پر بدهید.
  • شما در حال ماشینکاری سه بعدی 3D Relief Profiling هستید و ابزار داخل شیارهای باریک بدون فضای خالی کافی کار می کند.

بنابراین در دو موقعیت از فرز انگشتی تک پر استفاده می شود و اینجا به سومین مورد می پردازیم : برخی از مواد با فرز تک پر بهتر ماشینکاری می شوند. معمولا اینها از انواع متریال نرم هستند که براحتی روی آنها خراش ایجاد می شود. با تخلیه بهتر براده ها , از برخورد باقیمانده آنها با قطعه و در نتیجه خش افتادن روی آن جلوگیری می شود . خیلی از پلاستیک ها در این دسته بندی قرار می گیرند هرچند که ابزار دو پر در برخی از آنها مانند ابزار پولیش کاری عمل می کند. خیلی از انواع محصولات چوبی نیز با ابزارهای برش تک پر بهتر ماشینکاریمی شوند بخصوص چوبهای نرم و MDF . بطور کلی ماشینکاری محصولات با ورقهای انباشته شده با ابزار تک پر نتیجه بهتری خواهد داشت. این تفاوتها خیلی عمیق نیستند و معمولا در سرعتهای اسپیندل بالا دیده می شوند. اکنون با اطلاعاتی که کسب کردید می توانید در مورد استفاده از فرزهای تک پر بهتر تصمیم بگیرید.


----------------------------------

منبع : ?Why use a single Flute End Mill

موفق و سربلند باشید





نوع مطلب : آموزش، اطلاعات فنی، ابزارشناسی، 
برچسب ها : فرزکاری آلومینیوم، ابزار تک پر، ابزار چند پر، تیفه فرز انگشتی،
لینک های مرتبط :


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
Free counters!
 
 
 
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic