علل سایش ابزار

مواد ابزار

مواد ابزار عامل اساسی است که عملکرد برش ابزار را تعیین می کند و تأثیر زیادی بر راندمان پردازش، کیفیت پردازش، هزینه پردازش و دوام ابزار دارد. هرچه مواد ابزار سخت‌تر باشد، مقاومت سایش آن بهتر است، سختی بالاتر، چقرمگی ضربه کمتر و مواد شکننده‌تر می‌شوند. سختی و چقرمگی دو تناقض هستند و همچنین کلیدی است که مواد ابزار باید بر آن غلبه کنند. برای ابزارهای گرافیتی، پوشش‌های معمولی TiAlN می‌توانند موادی را با چقرمگی نسبتاً بهتر انتخاب کنند، یعنی مقدار کمی کبالت بالاتر. برای ابزارهای گرافیت پوشش داده شده با الماس، می توان موادی با سختی نسبتاً بهتر، یعنی مقدار کمی کبالت کمتر، به طور مناسب انتخاب کرد.

 

هندسه ابزار

انتخاب هندسه مناسب ابزار گرافیت به کاهش لرزش ابزار کمک می کند و برعکس، قطعه کار گرافیت به راحتی شکسته نمی شود. 1. زاویه چنگک: هنگام استفاده از زاویه چنگک منفی برای پردازش گرافیت، استحکام لبه ابزار بهتر است و مقاومت در برابر ضربه و اصطکاک خوب است. با کاهش قدر مطلق زاویه چنگک منفی، ناحیه سایشی صفحه ابزار پشتی تغییر چندانی نمی کند، اما به طور کلی روند کاهشی را نشان می دهد. هنگام استفاده از زاویه چنگک مثبت، با افزایش زاویه چنگک، ابزار تیزتر می شود، اما استحکام لبه ابزار ضعیف می شود، که منجر به افزایش سایش صفحه پشتی ابزار می شود. هنگام استفاده از زاویه چنگک منفی برای پردازش، مقاومت برش زیاد است که باعث افزایش لرزش برش می شود. هنگام استفاده از زاویه چنگک مثبت بزرگ برای پردازش، سایش ابزار جدی است و ارتعاش برش نیز زیاد است. به طور کلی، ابزاری با زاویه چنگک کوچکتر یا ابزار زاویه چنگک منفی باید برای پردازش خشن انتخاب شود. 2. زاویه پشت: در صورت افزایش زاویه پشت، استحکام لبه ابزار کاهش می یابد و ناحیه سایشی صفحه پشت ابزار به تدریج افزایش می یابد. هنگامی که زاویه پشت ابزار بیش از حد بزرگ باشد، لرزش برش افزایش می یابد. هرچه زاویه پشت کوچکتر باشد، طول تماس اصطکاک بین لایه بازیابی الاستیک و صفحه پشتی ابزار بیشتر است که یکی از دلایل مستقیم ساییدگی لبه برش و صفحه پشتی ابزار است. از این نظر، افزایش زاویه پشت می تواند اصطکاک را کاهش دهد و کیفیت سطح پردازش شده و عمر مفید ابزار را بهبود بخشد. 3. زاویه مارپیچ: هنگامی که زاویه مارپیچ کوچک است، طول تیغه همان لبه برشی که در همان زمان به قطعه کار گرافیت بریده می شود، بیشترین است، مقاومت برش بیشترین است، و نیروی ضربه برشی که توسط ابزار متحمل می شود. بزرگترین است، بنابراین سایش ابزار، نیروی فرز و ارتعاش برش همگی بزرگترین هستند. هنگامی که زاویه مارپیچ بزرگ باشد، جهت نیروی فرز به شدت از سطح قطعه کار منحرف می شود و ضربه برش ناشی از شکستن مواد گرافیت تشدید می شود، بنابراین سایش ابزار، نیروی فرز و ارتعاش برش نیز افزایش می یابد. بنابراین تاثیر تغییر زاویه ابزار بر سایش ابزار، نیروی فرز و ارتعاش برش ترکیبی از زاویه جلو، زاویه پشت و زاویه مارپیچ است، بنابراین باید در انتخاب دقت بیشتری داشته باشید. ابزارهای PARA از طریق تعداد زیادی آزمایش علمی روی ویژگی‌های پردازش مواد گرافیتی، زوایای هندسی ابزارهای مرتبط را بهینه‌سازی کرده‌اند و در نتیجه عملکرد کلی برش ابزارها را تا حد زیادی بهبود می‌بخشند.

 

پوشش ابزار

ابزارهای روکش الماس دارای مزایای سختی بالا، مقاومت در برابر سایش خوب و ضریب اصطکاک کم هستند. در حال حاضر، پوشش الماس انتخاب ابزارهای پردازش گرافیت است و می تواند عملکرد برتر ابزارهای گرافیت را به بهترین شکل منعکس کند. مزیت ابزار کاربید روکش الماس این است که سختی الماس طبیعی را با استحکام و چقرمگی شکست کاربید ترکیب می کند. با این حال، فناوری پوشش الماس هنوز در چین در مراحل اولیه است و هزینه سرمایه گذاری آن بسیار زیاد است، بنابراین پوشش الماس در حال حاضر توسعه زیادی نخواهد داشت. با این حال، می‌توانیم زاویه ابزار، انتخاب مواد و سایر جنبه‌ها را بهینه کنیم و ساختار پوشش‌های معمولی را بر اساس ابزارهای معمولی بهبود بخشیم که می‌توان آن را تا حدی در پردازش گرافیت اعمال کرد. زوایای هندسی ابزارهای روکش الماس و ابزارهای روکش معمولی اساساً متفاوت است. بنابراین، هنگام طراحی ابزارهای روکش الماس، به دلیل خاص بودن پردازش گرافیت، می توان زوایای هندسی را به طور مناسب بزرگ کرد، شیار برش بزرگتر می شود و مقاومت در برابر سایش لبه ابزار کاهش نمی یابد. برای پوشش‌های معمولی TiAlN، اگرچه مقاومت سایشی آن‌ها در مقایسه با ابزارهای بدون پوشش به طور قابل توجهی بهبود یافته است، در مقایسه با پوشش‌های الماسی، زوایای هندسی آن‌ها باید هنگام پردازش گرافیت به طور مناسب کاهش یابد تا مقاومت به سایش آنها افزایش یابد. فناوری پردازش سطح ابزار پیشرفت های جدیدی را ایجاد کرده است. آخرین اخبار خارج از کشور منتشر شده توسط موبایل اسفناج: استفاده از اتم های نانوساختار جامد بور برای اصلاح سطح ابزار می تواند عمر ابزار را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. برای پوشش الماس، بسیاری از شرکت‌های پوشش‌دهنده در جهان، نیروی انسانی و منابع مادی زیادی را برای تحقیق و توسعه فناوری‌های پوشش‌دهی مرتبط سرمایه‌گذاری کرده‌اند، اما تاکنون، شرکت‌های پوشش‌دهی بالغ و اقتصادی خارج از کشور به اروپا محدود شده‌اند. PARA، به عنوان یک ابزار پردازش گرافیت عالی، همچنین از پیشرفته ترین تکنولوژی پوشش دنیا برای درمان سطح ابزار استفاده می کند تا از عمر پردازش اطمینان حاصل کند و در عین حال استفاده اقتصادی و عملی ابزار را تضمین کند.

 

تقویت لبه ابزار

فناوری غیرفعال سازی لبه ابزار موضوع بسیار مهمی است که به طور گسترده توسط مردم ارزش گذاری نمی شود. بعد از اینکه لبه ابزار کاربید توسط چرخ سنگ زنی الماس تیز شد، شکاف های میکروسکوپی (یعنی براده برداری و اره ریزی کوچک) با درجات مختلف وجود دارد. عملکرد و پایداری ابزار برش با سرعت بالا گرافیت دارای الزامات بالاتری است، به ویژه ابزارهای پوشش داده شده با الماس باید قبل از پوشش غیرفعال شوند تا از استحکام و عمر مفید پوشش اطمینان حاصل شود. هدف از غیرفعال سازی ابزار، رفع عیوب ریز شکاف لبه ابزار پس از تیز کردن فوق الذکر است تا از ارزش لبه آن کاسته یا از بین برود و به هدف صافی، تیزی، استحکام و دوام دست یابد.

 

شرایط پردازش

انتخاب شرایط پردازش مناسب تاثیر قابل توجهی بر عمر ابزار دارد. 1. حالت برش (فرز پایین و فرز معکوس). ارتعاش برش در حین فرز پایین کمتر از ارتعاش برش فرز معکوس است. ضخامت برش ابزار در طول فرز از حداکثر به صفر کاهش می یابد. پس از برش ابزار در قطعه کار، هیچ جهشی ابزار ناشی از شکست در برش تراشه ها وجود نخواهد داشت. سفتی سیستم فرآیند خوب است و لرزش برش کم است. در طول فرز معکوس، ضخامت برش ابزار از صفر به حداکثر افزایش می یابد. در مرحله اولیه برش ابزار، ابزار به دلیل ضخامت نازک برش، مسیری را روی سطح قطعه کار خراش می دهد. در این زمان، اگر لبه برش با نقاط سختی در مواد گرافیت یا ذرات تراشه باقی مانده روی سطح قطعه کار مواجه شود، باعث جهش یا لرزش ابزار می شود. بنابراین، ارتعاش برش فرز معکوس بزرگ است. 2. دمیدن (یا جاروبرقی) و غوطه ور شدن در ماشینکاری مایع EDM، تمیز کردن به موقع گرد و غبار گرافیت روی سطح قطعه کار برای کاهش سایش ثانویه ابزار، افزایش طول عمر ابزار و کاهش تأثیر گرد و غبار گرافیت بر روی دستگاه مفید است. پیچ ماشین ابزار و ریل راهنما؛ 3. سرعت مناسب و نرخ خوراک بزرگ مربوطه را انتخاب کنید. با جمع بندی نکات فوق، جنس، زاویه هندسی، پوشش، تقویت لبه و شرایط ماشینکاری ابزار نقش متفاوتی در طول عمر ابزار دارند و ضروری و مکمل هم هستند. یک ابزار گرافیت خوب باید دارای شیار تراشه پودر گرافیت صاف، عمر طولانی، توانایی انجام حکاکی عمیق و صرفه جویی در هزینه های پردازش باشد.