زوایای ابزار برای برش: شن کش، پاکسازی و موارد دیگر توضیح داده شده است

آنچه که زوایای ابزار در عملیات برش انجام می دهند

زوایای ابزار تعیین می کند که چگونه یک ابزار برش با قطعه کار درگیر می شود - بر نیروی برش، تولید گرما، پرداخت سطح و عمر ابزار تأثیر می گذارد. درست کردن زاویه ها می تواند نیروهای برش را 20 تا 40 درصد کاهش دهد و عمر ابزار را 2 تا 3× افزایش دهد. در مقایسه با هندسه با پیکربندی ضعیف. چه در حال چرخش، فرز یا سوراخ کاری باشید، اصل یکسان است: ابزار باید بدون اصطکاک یا انحراف بیش از حد مواد را تمیز کند.

هر زاویه روی یک ابزار برش نقش مکانیکی خاصی دارد. تغییر یک زاویه تعادل بین وضوح، قدرت و مدیریت گرما را تغییر می دهد. درک آنچه که هر زاویه انجام می دهد - و معاوضه های مربوط به آن - پایه و اساس انتخاب ابزار عملی و سنگ زنی است.

زوایای برش هسته و عملکرد آنها

زاویه شن کش

زاویه چنگک، زاویه سطح برش نسبت به یک خط عمود بر سطح قطعه کار است. بیشترین تأثیر را بر راندمان برش و جریان تراشه دارد.

• زاویه چنگک زدن مثبت (به عنوان مثال، 5 درجه تا 15 درجه): لبه برش تیزتر و تهاجمی تر ایجاد می کند. نیروی برش و حرارت را کاهش می دهد، ایده آل برای مواد نرم یا انعطاف پذیر مانند آلومینیوم، مس، و فولاد نرم. با این حال، لبه برش را ضعیف می کند.
• زاویه شیار منفی (به عنوان مثال، -5 درجه تا -7 درجه): لبه را با قرار دادن آن در حالت فشرده سازی، تقویت می کند. برای مواد سخت، شکننده یا ساینده - چدن، فولاد سخت شده و سرامیک استفاده می شود. به نیروی برش بیشتری نیاز دارد اما در برابر خرد شدن مقاومت می کند.
• زاویه چنگک صفر : یک مصالحه - استحکام متوسط و راندمان برش معقول. رایج در ابزارهای HSS همه منظوره.

یک مثال عملی: هنگام ماشینکاری آلومینیوم 6061، زاویه چنگک بین 10 تا 15 درجه استاندارد است. برای چدن خاکستری، یک چنگک منفی 5- تا 7- درجه ترجیح داده می شود تا تراشه های ساینده و شکننده بدون شکستگی لبه را کنترل کند.

زاویه (تسکین)

زاویه فاصله در زیر لبه برش آسیاب می شود تا از ساییدگی لبه ابزار به قطعه کار جلوگیری شود. بدون فاصله کافی، اصطکاک به طور چشمگیری افزایش می یابد و گرما ایجاد می کند و سایش را تسریع می کند.

• محدوده معمولی: 5 تا 15 درجه برای اکثر عملیات تراشکاری و فرزکاری.
• مواد نرم تر از زوایای فاصله بزرگتر (8-12 درجه) برای جلوگیری از ایجاد لبه بهره می برند.
• مواد سخت برای حفظ استحکام لبه به زوایای فاصله کمتری (5-7 درجه) نیاز دارند.
• فاصله بیش از حد ابزار را ضعیف می کند. خیلی کم باعث مالش و گرما می شود.

زاویه گوه

زاویه گوه (که زاویه ابزار یا زاویه شامل نیز نامیده می شود) زاویه خود بدنه ابزار است که بین صفحه چنگک و سطح فاصله ایجاد می شود. به طور مستقل تنظیم نشده است - نتیجه زوایای چنگک و فاصله است:

زاویه گوه = 90 درجه - زاویه چنگک - زاویه فاصله

زاویه گوه بزرگتر به معنای لبه محکم تر و مقاوم تر در برابر ضربه است. زاویه گوه کوچکتر لبه تیزتر و شکننده تر ایجاد می کند. این رابطه روشن می‌کند که چرا نمی‌توانید به سادگی تمام زوایا را به حداکثر برسانید - هر افزایش وضوح به بهایی استحکام دارد.

زوایای لبه برش کناری و انتهایی

در ابزارهای چرخشی تک نقطه ای، دو زاویه اضافی نحوه ورود و خروج ابزار از برش را شکل می دهند:

• زاویه لبه برش جانبی (SCEA) : زاویه بین لبه برش و جهت تغذیه. افزایش آن (به عنوان مثال از 0 درجه به 15 درجه) باعث کاهش پچ پچ می شود اما نیروی شعاعی را افزایش می دهد. SCEA 15 درجه برای فولاد زبر معمولی است.
• زاویه لبه برش انتهایی (ECEA) : برجستگی بینی ابزار را کنترل می کند. معمولاً 5-15 درجه. خطرات خیلی کوچک مالش. بیش از حد بزرگ گوشه را ضعیف می کند.

شعاع بینی

اگرچه زاویه ای به معنای دقیق آن نیست، شعاع بینی در کنار زوایای برش کار می کند. شعاع دماغه بزرگتر (به عنوان مثال 0.8 میلی متر در مقابل 0.4 میلی متر) نیروهای برش را در یک منطقه وسیع تری توزیع می کند و سطح و استحکام لبه را بهبود می بخشد. با این حال، نیروی برش شعاعی را نیز افزایش می دهد که می تواند باعث انحراف در قطعات کار باریک شود.

زوایای ابزار توصیه شده بر اساس مواد

هندسه صحیح ابزار به میزان قابل توجهی با مواد قطعه کار متفاوت است. جدول زیر نقاط شروع رایج برای ابزارهای چرخشی تک نقطه ای را خلاصه می کند:

زوایای ابزار در حفاری و فرز

زوایای نقطه مته

برای مته های پیچشی، زاویه کلیدی است زاویه نقطه (شامل زاویه در نوک):

• 118 درجه : زاویه نقطه استاندارد برای حفاری همه منظوره در فولاد و اکثر فلزات. این پیش فرض برای مجموعه های مته HSS است.
• 135 درجه : هندسه نقطه تقسیم، برای مواد سخت و خود محوری بدون سوراخ پیلوت بهتر است. راه رفتن را تا 50 درصد در مقابل 118 درجه روی فولاد ضد زنگ کاهش می دهد.
• 90-100 درجه : مواد مسطح و نرم مانند چوب، پلاستیک و آلومینیوم نرم. از فوران موفقیت آمیز جلوگیری می کند.
• 60 درجه : هندسه تخصصی برای ورق فلز برای به حداقل رساندن سوراخ شدن.

زاویه تکان دهنده لب در مته (معمولاً 8 تا 15 درجه) عملکردی مشابه زاویه فاصله در چرخش دارد - از کشیدن پاشنه و مالش پشت لب های برش جلوگیری می کند.

هندسه فرز برش

در فرز، زوایای مربوطه به صورت چنگک محوری، چنگک شعاعی و زاویه مارپیچ بیان می شود:

• زاویه مارپیچ : یک مارپیچ بالاتر (45-50 درجه) برش های صاف تر، تخلیه بهتر براده ها و کاهش نیروهای برش ایجاد می کند. برای آلومینیوم و مواد نرم ترجیح داده می شود. مارپیچ پایین تر (30-35 درجه) سفت تر است، بهتر است برای مواد سخت یا شکاف هایی که انحراف ابزار نگران کننده است.
• چنگک شعاعی : چنگک شعاعی مثبت (5°-15°) مواد را تمیزتر می کند. چنگک منفی لبه را برای قطعات سخت تر تقویت می کند.
• چنگک محوری : جهت جریان تراشه را تحت تاثیر قرار می دهد. چنگک محوری مثبت تراشه ها را به سمت بالا و خارج از برش می کشد، که در فرزکاری در جیب عمیق برای جلوگیری از برش مجدد بسیار مهم است.

نحوه تشخیص مشکلات با استفاده از منطق زاویه ابزار

بسیاری از مشکلات رایج ماشینکاری به زوایای نادرست ابزار بازمی گردد. علائم زیر مستقیماً به مسائل هندسه اشاره دارد:

• لبه ساخته شده (BUE) - جوشکاری مواد به لبه برش: زاویه شن کش برای مواد بسیار کوچک یا منفی است. چنگک را افزایش دهید یا صورت چنگک را جلا دهید.
• گرمای بیش از حد و سایش سریع پهلو : زاویه فاصله بسیار کوچک - کناره ابزار مالش می یابد. فاصله بین 2 تا 3 درجه را افزایش دهید.
• بریدگی لبه یا ریز شکستگی : زاویه شن کش بسیار مثبت است، به خصوص در مواد شکننده یا سخت شده. چنگک را کاهش دهید یا از درجه درج قوی تر استفاده کنید.
• سطح ضعیف با پارگی : زاویه چنگک برای شکل پذیری مواد کافی نیست، یا ابزار به دلیل فاصله ناکافی ساییده می شود. همچنین بررسی کنید که شعاع بینی برای نرخ تغذیه مناسب باشد (Ra ≈ f² / 8r، که در آن f = تغذیه در هر دور، r = شعاع بینی).
• پچ پچ و ارتعاش : SCEA خیلی کم (نیروی شعاعی را افزایش می دهد)، شعاع بینی خیلی بزرگ، یا فاصله کافی نیست. سعی کنید SCEA را به 15 درجه افزایش دهید و شعاع بینی را یک مرحله کاهش دهید.
• راه رفتن دریل / موقعیت سوراخ ضعیف : زوایای لبه نامتقارن روی مته. به اندازه طول لب های مساوی (در عرض 0.05 میلی متر) و زوایای تسکین مساوی روی هر دو لب دوباره آسیاب کنید.

دستورالعمل های عملی برای زوایای ابزار سنگ زنی

هنگام آسیاب کردن ابزارهای HSS بر روی یک آسیاب رومیزی، ترتیب و رویکرد به اندازه خود زوایا اهمیت دارد:

1. آسیاب کنید ابتدا صورت فاصله جانبی برای ایجاد هندسه پهلو برای کارهای فولادی عمومی 6-8 درجه را هدف قرار دهید.
2. آسیاب کنید صورت خالی پایانی (ECEA ~ 10 درجه)، کمی از لبه برش دور می شود.
3. آسیاب کنید صورت چنگک بالا آخرین برای فولاد نرم، چنگک مثبت 5-8 درجه یک نقطه شروع عملی است.
4. لبه برش را با سنگ لغزش ریز یا لپه الماسی صاف کنید تا فرزهای آسیاب را از بین ببرید - این می تواند عمر لبه را 30 تا 50٪ در مقابل باقی ماندن لبه زمین خام بهبود بخشد.
5. زاویه ها را با نقاله یا زاویه سنج بررسی کنید. خطای 1-2 درجه در چنگک می تواند به طور قابل توجهی بر نیروی برش در مواد سخت تر تأثیر بگذارد.

برای درج های کاربید، زاویه ها در هندسه درج تعبیه شده اند (تعیین شده توسط کد ISO/ANSI). انتخاب کد درج مناسب و کد هندسی معادل سنگ زنی برای HSS است - منطق یکسان است، اما اجرا یک انتخاب کاتالوگ است تا عملیات سنگ زنی.

خوراکی های کلیدی

• زاویه شن کش تأثیرگذارترین پارامتر است - مثبت برای نرم / انعطاف پذیر، منفی برای سخت / شکننده است.
• زاویه پاکسازی باید همیشه وجود داشته باشد (حداقل 5 درجه) برای جلوگیری از ساییدگی پهلو. آن را با سختی مواد مطابقت دهید.
• سه زاویه (تجهیز، فاصله، گوه) به یکدیگر وابسته هستند - بهینه سازی یکی دیگر را تغییر می دهد.
• زاویه نقطه مته باید 118 درجه برای کارهای عمومی، 135 درجه برای فلزات سخت و خود محوری باشد.
• اکثر عیوب ماشینکاری - BUE، تراشه، پچ پچ، پرداخت ضعیف - را می توان با تنظیم زوایای ابزار ردیابی و اصلاح کرد.
• سنگ زنی ابزار HSS پس از سنگ زنی به طور قابل توجهی عمر ابزار قابل استفاده را با حداقل تلاش اضافی افزایش می دهد.