راهنمایی ساده و مفید در انتخاب ابزار برش مناسب برای دستگاه CNC
بر هیچ کس پوشیده نیست که بدون تجهیز دستگاه CNC [i] به ابزارهای برداه‌برداری[ii] این ماشین عملا کاربردی ندارد. از این ابزارها برای انواع متفاوت براده‌برداری بهره می‌بریم تا تولید برای ما آسان و خودکار شود. ابزارها و عملیات‌های متفاوتی برای براده‌برداری موجود هستند، فرزکاری، تراشکاری، سوراخکاری و حتی براده‌برداری با کمک تخلیه بار الکتریکی یا اسپارک در حالیکه هر کدام از این ابزارهای براده‌برداری کاربرد و استفاده خاص خود را دارند.
بدون شک پرکاربردترین و مهمترین آنها فرزهای CNC هستند. برای همین و به خاطر اینکه دستگاههای CNC می‌توانند به صورت اتوماتیک تعویض ابزار برش کنند. این ابزارهای برش در کارگاه‌های صنعتی به راحتی یافت میشوند.
این مقاله انواع تیغه‌های فرزها[i] را بررسی می‌کند و همینطور مواد و آلیاژهایی را که این فرزها از آنها ساخته شده‌اند. و شما را برای خرید آنها راهنمایی می‌کند. برای همین چنانچه دوست دارید درباره فرزهای دستگاه CNC چیزهای جدید و مفید بیاموزید مطالعه این مقاله به شما پیشنهاد می‌شود
Types of Milling Cutters
انواع متفاوتی تیغه فرز با ویژگی‌های متفاوت و برای کارهای متفاوت تولید و به بازار عرضه می‌شود. برخی از آنها را در ادامه بررسی می‌کنیم:
End Mills
فرز انگشتی یا سرتخت یا فرز اندمیل
فرزهای انگشتی یا اندمیل[i] از پر کاربردترین ابزارها در دنیای فرزکاری هستند و از لحاظ شکل بسیار به مته شبیه هستند چراکه معمولا توانایی سوراخ کاری را نیز دارند. انواع متفاوتی از آنها از لحاظ تعداد شیار(پره) و شکل انتهای آنها (نوک فرز) وجود دارد. از یک شیار تا هشت شیار و از لحاظ شکل نوک مته به انواع زیر تقسیم میشوند:[ii]
سر تخت: فرزهای سر تخت معمولی[i] که برای کارهای عمومی استفاده میشوند و مناسب قرزکاری‌های ساده و دو بعدی هستند
بال‌نوز (سرگرد): فرزهای سرگرد[i] مناسب براده‌برداری‌های سه-بعدی و منحنیها و کارهای پیچیده‌تر که ارای برجستگی و تورفتگی دارند.
بول‌نوز (لبه گرد)[i]: این مدل فرز کف تخت دارد با لبه‌ی گرد مناسب برای گرد کردن گوشه‌ها
Face Mills
فرز کف تراش
فرزهای کف تراش[i] درمیان سایر فرزها تنوع بیشتری دارند. آنها کف تخت دارند با قابلیت تعویض تیغه‌های برش از جنس کاربید یا مواد دیگر. برای همین به آنها «فرز کف تراش اینسرت خور» یا « فرز کف تراش الماس خور» نیز گفته می‌شود. با این فرزها فقط می‌توان افقی براده‌برداری کرد و نه عمودی(منظور این است که در راستای عمود بر محور دستگاه نمی‌توان براده‌برداری کرد دقیقا برعکس یک مته که فقط عمودی براده‌برداری می‌کند).
معمولا از با استفاده از این ابزارها برای ایجاد سطح صاف روی مواد خام استفاده می‌شود. یکی از دلایل اینکه این فرزها در بین سایر انواع محبوب‌تر و بهتر هستند قابلیت تعویض تیغ‌های برش آنها است چراکه باعث می‌شود عمر آنها بیشتر شده و کیفیت براده‌برداری آنها همیشه بالا باشد. با خرید آنها میتوانید تنها تیغه برش[ii] (الماس یا اینسرت) را به راحتی تعویض کنید و مجبور نخواهید بود که یک فرز دیگ بخرید.
Slab Mills
فرز پیشانی تراش
فرزهای دیواره تراش یا پیشانی تراش دیگر مانند گذشته پراستفاده نیستند و درکارگاههای مدرن کمتر استفاده میشوند . فرزکارها معمولا از از آنها برای خشن‌تراشی و کارههای سنگین و براده‌برداری سریع در هنگام پیشانی تراشی استفاده می‌کنند. (به عملیات براده‌برداری از سطوح جانبی قطعه کار پیشانی تراشی یا دیواره تراشی گفته می‌شود)
Involute Gear Cutters
فرز مدول دنده زنی یا مدول چرخدنده تراشی
Fly Cutters
فرز تک تیغ یا فلای کاتر
فرزهای تک تیغ[i] را می‌توان نسخه‌های ارزان قیمت فرزهای کف‌تراش دانست. از لحاظ شکل یک بدنه بزرگ هستند که معمولا یک تیغه برش یا نهایتا دو تیغه به بدنه پیچ می‌شود. اگر دو تیغه به آنها متصل شود به نام «فرز دو تیغ» نیز شناخته میشوند. از این فرزها معمولا برای براده‌برداری از سطوح بزرگ و مسطح و کم عمق استفاده می‌شود
Hollow Mills
فرز توخالی
این فرزها شبیه به لوله ضخیم هستند که معمولا برعکس سایر فرزها تیغه یا الماس درون بدنه فرز جا گرفته است. در گذشته در دستگاهای سری ترشی و برای سری‌تراشی استفاده می‌شدند. و همینطور ماشین‌های پیچ‌زنی و یا برای تراش قطعات استوانه‌ای شکل. یکی از کاربردهای معمول فرز توخالی[i] آماده کردن یک شفت یا لوله برای عملیات حدیده کاری یا پیچ زنی است. این فرزها می‌توانند به سرعت، لوله یا شفت را براده‌برداری کرده و آماده عملیات حدیده کاری کنند .
Woodruff Cutters
فرز تی
همانطور که از نام آنها مشخص است فرزهای تی[i] برای ایجاد جای خار و انواع شیار از جمله شیاره‌های T شکل استفاده میشوند. مطابق شکل زیر
Reamers
برقو
از برقوها[i] برای ایجاد سوراخ با قطر دقیق استفاده می‌شود به این ترتیب که ابتدا سوراخی کوچکتر از اندازه مورد نظر با مته یا ابزارهای دیگر ایجاد کرده و سپس در عملیات برقوکاری (یا فینیشینگ) سوراخ را کمی گشادتر کرده و به اندازه دقیق می‌رسانند.
Side-and-Face Cutters
تیغ فرز پولکی چپ و راست
از فرزهای پولکی[i] برای ایجاد شیارهای و براده برداری و برش فلزات استفاده می شود. دنده‌های این تیغه فرزها هم از جلو هم از طرفین کار را برش می‌دهند. از «تیغ فرز پولکی چپ و راست» برای فرز کاری سنگین و شیار زنی عمیق استفاده می‌شود.
تیغه‌های فرز CNC از چه مواد و آلیاژهایی ساخته میشوند؟
جنسی که تیغه فرز از آن ساخته شده باشد مشخص کننده نوع کاربرد آن فرز خواهد بود یعنی اینکه چه عملیات براده‌برداری را می‌توان با آن انجام داد. در ادامه این مقاله به بررسی بعضی مواد و آلیاژهایی که فرزها از آن ساخته میشوند خواهیم پرداخت:
فیلم آموزش انتخاب ابزار _ فیلم آموزش انتخاب ابزار cnc _ فیلم معرفی ابزار cnc _ فیلم انواع تیغه فرزها _ فیلم توصیه‌هایی مفید برای خرید تیغه فرز _ فیلم انتخاب ابزار برش مناسب برای دستگاه CNC
Carbon Steel
فولاد کربنی
ارزان‌ترین ماده برای ساخت تیغه‌های فرز، فولاد کربنی[ii] است. این فولادها حاوی 0.6 تا 1.5 درصد کربن هستند، و همچنین مقداری منگنز و سیلیکن. تیغه‌های ساخته شده از جنس فولاد کربنی ارزان قیمت بوده و بادوام نیستند. برای همین ماشین‌کارها از آنها برای عملیات براده‌برداری با سرعت پایین استفاده می‌کنند چراکه نقطه ذوب این ماده در حدود 200 درجه سانتیگراد است و در براده‌برداری‌های سنگین ممکن است تغییر شکل پیدا کنند. این تیغه‌ها مناسب برش فلزات نرم و تفلون هستند.
High-Speed Steel
فولاد تندبـُر
فولاد تند‌بُر که در اصطلاح و به اختصار HSS خوانده می‌شود. این فولاد در ساخت مته نیز کاربرد دارند. فولادهای تندبر به دلیل قابلیتشان در ماشینکاری مواد در سرعت‌های نسبتاً بالا به این طریق نامگذاری شده‌اند. این نوع مواد سختی خود را در دمای 600 درجه سانتیگراد از دست داده و برای همین از فولادهای کربنی مقاوم‌تر هستند. علت مقاومت و دمای ذوب بالاتر آنها این است که داری مقادیر کمی کروم، تنگستن و مولیبدن[iii] هستند. به این ترتیب این مواد برای براده‌برداری از فولاد ، آلومینیم و فلزات دیگر مناسب هستند.
Cemented Carbides
کاربید سمانته
هرچند که کاربید سمانته[iv] از فولاد تـُندبر مستحکم‌ترد است. اما در هنگام براده‌برداری مقاومت فولاد تندبر را ندارد. علتش این است که علی‌رغم تحمل دمای بالا، احتمال ترک و شکستگی در آنها بیشتر است . برای همین ماشین‌کارها از فرزهای کاربید سمانته برای «فینیشینگ» (پرداخت نهایی) استفاده می‌کنند تا برای براده‌برداری.
Ceramic cutting tools
ابزارهای برش سرامیکی
از نظر سختی، ابزارهای برش سرامیکی و بویژه اینسرت‌های سرامیکی از سایر مواد قویتر هستند. هرچند که نقطه ضعف آنها نیز احتمال شکستگی در زمان براده‌برداری است. ماشین‌کارها از این تیغه‌ها برای براده‌برداری از مواد سخت مانند چدن و آلیاژهای مستحکم استفاده می‌کنند.
هرچند که این ماده دربرابر فرسایش و گرما بسیار مقاوم است اما آنها را برای کارهای عمومی توصیه نمی‌کنیم چراکه عمر کوتاهی دارند. با این وجود و با توجه به مقاومت حرارتی بالا، برای براده‌برداری از فولادهای سخت، چدن و آلیاژهای مستحکم خوب هستند.
انتخاب ابزار برش مناسب برای دستگاه CNC _ انواع تیغه فرزها _ تیغه‌های فرز CNC از چه مواد و آلیاژهایی ساخته میشوند؟ _ توصیه‌هایی مفید برای خرید تیغه فرز _ جنسی که تیغه فرز از آن ساخته شده _ پوشش تیغه فرز _ تعداد شیارها یا پره‌ها در تیغه فرز
توصیه‌هایی مفید برای خرید تیغه فرز
انتخاب درست فرز برای کاری که قصد آن را دارید چندان هم ساده نیست، بویژه وقتی باید ابزاری انتخاب کنید که یا در دمای بالا کار کند و یا قدرت براده‌برداری از مواد سخت را داشته باشد. در ادامه چند نکته مفید را برای انتخاب صحیح ابزار برش بررسی می‌کنیم:
جنسی که تیغه فرز از آن ساخته شده
همانطور که در ابتدای مقاله هم گفتیم «فولاد تند بِر» یکی از بهترین انتخاب‌ها است. چراکه هم عمر بالا دارد و هم استحکام بالا. اما اگر قصد برش مواد بسیار سخت را دارید و عمر تیغه اهمیت کمتری دارد . فرز از جنس سرامیک انتخاب بهتری است.
پوشش تیغه فرز
پوشش تیغه فرز یا «کوتینگ»[i] بر کارایی آن تاثیر دارد. استفاده از فرز با پوشش «نیترید تیتانیوم»[ii] عمر تیغه را افزایش می‌دهد، اما قیمت آن را هم بالا می‌برد. بعضی از پوشش‌ها هم با کاهش اصطکاک نیاز به روان‌کننده ( خنک کننده مانند هوا، آب صابون و…) را کم می‌کنند.
پوشش دهی، به فرآیند پوشش دادن بر روی سطح اشیا گفته می‌شود. در بسیاری از موارد ساخت تیغه فرز از آلیاژهای گران‌قیمت عمل چندان صحیحی نیست، بلکه از لحاظ اقتصادی استفاده از فلزات ارزان‌قیمت به دلیل قیمت پایین و قابلیت تغییر شکل آسان و سپس پوشش دهی با یک پوشش مقاوم و گران قیمت توصیه می‌شود. در این گونه موارد سطح فرز یا تیغه با استفاده از پوششهای سطحی در مقابل خوردگی محافظت شود.
تعداد شیارها یا پره‌ها در تیغه فرز
شیارها، کانالهایی روی تیغه فرز یا مته هستند و این شیارها، براده‌های حاصل از برش را به سمت بیرون هدایت می‌کنند. تعداد شیارها سرعت براده‌برداری هر فرز را مشخص می‌کند، معمولا از فرزها با تعداد شیار کم برای برش آلومینیم استفاده می‌شود و از فرزها با تعداد شیار زیاد برای برش مواد سخت مانند فولاد. در شکل زیر از چپ به راست فرزهای انگشتی یا سرتخت با تعداد 2 شیار تا 12 شیار نشان داده شده است.
انتخاب ابزار برش مناسب برای دستگاه CNC _ انواع تیغه فرزها _ تیغه‌های فرز CNC از چه مواد و آلیاژهایی ساخته میشوند؟ _ توصیه‌هایی مفید برای خرید تیغه فرز _ جنسی که تیغه فرز از آن ساخته شده _ پوشش تیغه فرز _ تعداد شیارها یا پره‌ها در تیغه فرز
فیلم آموزش انتخاب ابزار _ فیلم آموزش انتخاب ابزار cnc _ فیلم معرفی ابزار cnc _ فیلم انواع تیغه فرزها _ فیلم توصیه‌هایی مفید برای خرید تیغه فرز _ فیلم انتخاب ابزار برش مناسب برای دستگاه CNC
ترجم: داوود شفیعی [email protected]
به سفارش سایت و فروشگاه اینترنتی https://cncstock.ir
فهرست منابع و مطالب برای مطالعه بیشتر
[1] Computer numerical control (CNC)
[1] Cutting tool (machining)
[1] Milling cutters
[1] End Mill
[1] https://www.the-carbide-end-mill-store.com/20m5/square-end-mills.html
[1] Square End Mills or Flat End Mills
[1] Ball Nose End Mills
[1] Bull nose
[1] Face Mills
[1] Carbide Insert
[1] Involute Gear Cutters
[1] Hobbing Machine
[1] Fly Cutters
[1] Hollow Mills
[1] Woodruff Cutters
[1] Reamers
[1] Side-and-Face Cutters
[1] Carbon Steel
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Molybdenum
[1] Cemented Carbides
[1] coating
[1] Titanium nitride
