عوامل موثر در فرزکاری فولاد سخت شده– بخش اول

عوامل موثر در فرزکاری فولاد سخت شده– بخش اول

ملاحظات دقیق در کلیه استراتژی ماشینکاری، فرزکاری فولادهای سخت را بهبود می بخشد .

1015-MMT-010171_HQ_IMG_Jabro_Ball_Nose

بسیاری از مته های جامد کاربیدی ball-nose  با موادی مانند نیترید آلومینیوم و تیتانیوم (AlTiN) پوشش داده شده اند و در مقابل درجه حرارت بالایی که در فرزکاری های سخت مشاهده می شود مقابله می کنند.

1015-MMT-001466_HQ_IMG_Mould_Die_Application

عملیات فرزکاری خشن موفق آمیز، نیاز به تعادل کامل تمام عوامل موجود در یک سیستم دارند، از جمله ابزارمناسب ، نرم افزار CAM و ماشین افزار.

1015-MMT-003562_HQ_IMG_Jabro_HFM_Application

تیغه فرزهای جامد کاربیدی می توانند به بهره وری و اطمینان بالا کمک کنند بویژه در صنعت قالبسازی که بخش بزرگی از قالب های خود را از فولادهای سخت شده استفاده می کنند .

از لحاظ تاریخی،فرآیند ماشین کاری در این گونه از فولادها بسیار آهسته است و می تواند سبب ایجاد پله در عمق های زیاد شود .

روش دیگر، استفاده از فولادهای سخت شده قابل ماشینکاری می باشد که ماشینکاری توسط برگشت دادن فولاد جهت ماشین کاری می باشد.

رویکرد دیگر برای ماشینکاری فولادهای سخت شده استفاده از EDM است، یک فرآیندی که بسیار وقت گیر است.

این فرآیند طولانی ،بطور فزاینده ای توسط تیغه فرز الماس با سرعت بالا ، که شامل ماشین کاری کم عمق و با سرعت بالای حرکت می باشد، جایگزین شده است. این فرآیند اجازه میدهد تا سوراخکاری حفره ها و خطوط آب در یک بلوک، انجام عملیات حرارتی، و سپس اتخاذ استراتژی ها با سرعت بالا انجام شود. پرداخت کاری نهایی سطح قطعه در محدوده ۱۰-۱۲ RMS امکان پذیر است. در نتیجه موجب افزایش بهره وری، و کاهش در هزینه های راه اندازی و فرآیند های تکراری می شود.

سختی و قابلیت ماشینکاری

سختی اندازه گیری شده فولادهای سخت معمولی در محدوده ۴۸-۶۵ HRC است. با این حال، زمانی که به ماشینکاری دنیای واقعی می آید، تعداد Rockwell  تمام داستان را نشان نمی دهد. به عنوان مثال، ابزار فولادی ۲ D سختی حدود ۶۰-۶۲ HRC دارند، اما بیشتر شبیه ۶۲-۶۵ HRC ماشینکاری می کند، به این  دلیل که محتوای کروم آن ۱۱-۱۳ درصد می باشد که منجر به افزایش سختی می شود. برای ۲ D و آلیاژهای چند جزئی مشابه، اعمال پارامترهای ماشینکاری از منابع تامین کننده ابزار برای مواد سخت تر لازم است.

براده برداری یکنواخت بسیار مهم است

عامل مهم افزایش عمر ابزار و کیفیت فرزکاری می باشد، به خصوص در فرزکاری با سرعت بالا در فولادهای سخت شده، ثابت بودن بار براده برداری در ابزار فرز کاری و برش لبه می باشد. بار براده برداری برابر با میزان خوراک تقسیم بر سرعت اسپیندل ضرب در تعداد فلوت برش، و بار براده است که به طور گسترده ای متفاوت بوده و یا بسیار کم یا بسیار بالا می باشد که باعث می شود ابزار به سرعت فرسوده و بیش از حد براده برداری و یا بریده شود.

ثابت نگهداشتن بار براده برداری هنگام ماشینکاری ۳D یک مشکل بوده که از ویژگی های ساخت قالب می باشد. به طور کلی برنامه نویسی یک مسیر مستقیم با سرعت بالا، خوراک بالا نیاز دارد، اما در فرزکاری قطعات پیچیده، بار بر روی تغییرات ابزاری و ماشین ممکن نیست که قادر به حفظ بار براده برداری مورد نظر باشد. برای مثال، وقتی یک ابزار به یک گوشه ۹۰ درجه ای میرسد، زاویه درگیری ابزار دوبرابر شده و موجب می شود که نیروهای برشی افزایش یابد. اگر میزان خوراک کاهش نیابد، ابزار به سرعت فرسایش یافته یا شکسته می شود. معمولا ماشینکارها، بطور دستی می توانند خوراک را از طریق کنترل خوراک کاهش دهند، یا برنامه CAM و یا کنترل کننده ماشین ابزار می توانند ترکیب شوند تا میزان خوراک ورودی را در دستگاه های مختلف کاهش دهند.

یک ماشین کار می تواند این نکته را تایید کند که نرخ خوراک مشخص شده زمانیکه برنامه CAM و ابزار به دستگاه بارگذاری شود و ارتفاع Z ابزار حدود ۲٫۵ سانت بالاتر از قطعه تنظیم شود، حاصل می شود. یک اجرای بدون بار نرخ واقعی خوراک را نشان میدهد. فیزیک پایه حکم می کند که حفظ میزان خوراک مورد نظر و بار براده برداری ۱۰۰ درصد از زمان امکان پذیر نیست. یک حساب سر انگشتی وجود دارد: اگر نرخ خوراک برنامه ریزی شده برای ۸۰ درصد از زمان چرخه حفظ نشود، باید سرعت اسپیندل کاهش یافته تا بار براده برداری حفظ شود.

به عنوان مثال، در جایی که در آن نرخ خوراک ۱۰۰ اینچ در هر دقیقه در ۳۰۰۰۰ دور بر دقیقه باشد، بار براده برداری مورد نظر بدست خواهد آمد، ممکن است که خوراک صحیح برای بخشی از عملیات به دست آید اما ممکن است برای سایر بخش های فرآیند تا ۴۰ اینچ در هر دقیقه سقوط کند، که می تواند خوراکی با نرخ متوسط ۵۰ اینچ در دقیقه تولید کند. در این مورد، کاهش سرعت تا نصف به احتمال زیاد بار براده برداری مورد نظر را تامین می کند. کاهش سرعت اسمی اسپیندل باعث افزایش زمان چرخه می شود، اما عمر ابزار به نوبه خود افزایش خواهد یافت. محاسبات فرزکاری برای ارائه پارامترهای مورد نیاز برای رسیدن به بار براده برداری ثابت در دسترس می باشد.

منبع : اینترنت

برگردان : ایران ملد