ماشین ابزار CNC

ماشین‌های CNC با انجام عملیات ماشین‌کاری مختلف با دقت و ثبات بی‌نظیر، تولید را متحول کرده‌اند..

این قابلیت تا حد زیادی به دلیل تنوع ابزارهای ماشینکاری CNC است, هر کدام برای وظایف خاصی طراحی شده اند.

این ابزارها نیاز به مداخله دستی را کاهش می دهند, به حداقل رساندن خطاهای ناشی از خستگی یا ناسازگاری اپراتورهای انسانی.

در میان ابزارهای مختلف, ابزارهای برش CNC به دلیل تطبیق پذیری آنها به عنوان متداول ترین مورد استفاده قرار می گیرند.

با این حال, ابزارهای CNC بسیار بیشتر را شامل می شود, از جمله چرخش, حفاری, و ابزار سنگ زنی, هر کدام دارای ویژگی های منحصر به فردی است که نیازهای ماشینکاری مختلف را برآورده می کند.

این مقاله انواع مختلف ماشین ابزار CNC را بررسی می کند, تجزیه توابع و کاربردهای آنها.

اگر علاقه مند به درک این ابزار ضروری هستید, برای یک راهنمای جامع به ادامه مطلب بروید.

1. ابزارهای فرز CNC (ابزارهای برش CNC)

فرز CNC ابزارها همه کاره هستند و می توانند طیف وسیعی از عملیات را انجام دهند, از جمله برش, حفاری, و شکل دادن.

آنها در ماشین های فرز استفاده می شوند, که یک ابزار برش چند نقطه ای را می چرخاند تا مواد را از قطعه کار جدا کند.

در اینجا برخی از رایج ترین انواع ابزارهای فرز CNC آورده شده است:

پایان میلز

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب های انتهایی برای شکاف دهی استفاده می شود, پروفایل, و کانتورینگ.

آنها یکی از پرکاربردترین ابزارهای فرز هستند و می توانند عملیات مختلفی را بر روی قطعه کار انجام دهند.

ویژگی ها:

• شمارش فلوت: آسیاب های انتهایی با تعداد فلوت های مختلف عرضه می شوند (لبه های برش).
  فلوت کمتر (به عنوان مثال, 2-فلوت) برای عملیات خشن بهتر است, در حالی که فلوت بیشتر (به عنوان مثال, 4-فلوت) برای اتمام عملیات بهتر هستند.
• زاویه مارپیچ: زاویه مارپیچ بر تخلیه تراشه و نیروی برش تأثیر می گذارد. زوایای مارپیچ بالاتر (به عنوان مثال, 45درجه) تخلیه بهتر تراشه و برش های صاف تر را فراهم می کند.
• مواد: آسیاب های انتهایی معمولاً از فولاد با سرعت بالا ساخته می شوند (HSS), کاربید, یا مواد پوشش داده شده برای افزایش عملکرد.

آسیاب اسلب

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب های اسلب برای عملیات فرزکاری سنگین استفاده می شود, مانند برش بزرگ, سطوح مسطح.

آنها به گونه ای طراحی شده اند که مقادیر زیادی از مواد را به سرعت و کارآمد حذف کنند.

ویژگی ها:

• قطر بزرگ: آسیاب های اسلب قطر بیشتری نسبت به سایر ابزارهای فرز دارند, به آنها اجازه می دهد تا منطقه وسیع تری را در یک پاس پوشش دهند.
• چندین دندان: آنها دارای چندین دندان برای برداشتن سریع مواد و پرداخت صاف هستند.
• ساخت و ساز قوی: آسیاب های اسلب برای مقاومت در برابر نیروهای زیاد تولید شده در طول عملیات برش سنگین ساخته شده اند.

آسیاب صورت

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب صورت برای تکمیل سطوح صاف استفاده می شود. آنها برای ارائه یک صاف طراحی شده اند, پرداخت با کیفیت بالا روی قطعه کار.

ویژگی ها:

• درج های قابل تعویض: آسیاب های صورت اغلب از درج های قابل تعویض استفاده می کنند, که در صورت فرسودگی قابل تغییر است, کاهش زمان خرابی و هزینه ها.
• درج های متعدد: آنها دارای درج های متعددی هستند که در اطراف محیط قرار گرفته اند, اجازه می دهد تا عرض برش گسترده و پرداخت صاف.
• درج های قابل تنظیم: برخی از آسیاب های صورت دارای درج های قابل تنظیم هستند, امکان تنظیم دقیق عمق و زاویه برش.

فلای کاتر

تعریف و عملکرد پایه: فلای برش برای عملیات خشن کردن و ایجاد سطوح صاف استفاده می شود. آنها برای سریع ساده و موثر هستند, کار مقدماتی.

ویژگی ها:

• تک تیغه: فلای کاترها معمولاً دارای یک تیغه هستند که روی شفت نصب می شوند, که برای برش مواد می چرخد.
• تیغه قابل تنظیم: تیغه را می توان برای کنترل عمق و زاویه برش تنظیم کرد.
• کم هزینه: فلای کاترها معمولاً نسبت به سایر ابزارهای فرز قیمت کمتری دارند, آنها را به گزینه ای مقرون به صرفه برای عملیات خشن تبدیل می کند.

آسیاب توخالی

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب های توخالی برای ماشین کاری داخلی استفاده می شود, مانند باز کردن و خسته کننده. آنها برای ایجاد ویژگی های داخلی دقیق ضروری هستند.

ویژگی ها:

• طراحی توخالی: طراحی توخالی امکان ماشینکاری داخلی را فراهم می کند, مانند بزرگ کردن سوراخ های موجود یا ایجاد سطوح داخلی صاف.
• لبه های برش چندگانه: آسیاب های توخالی دارای لبه های برش متعددی هستند که در اطراف قطر داخلی قرار گرفته اند, ارائه یک پرداخت صاف و دقیق.
• درج های قابل تنظیم: برخی از آسیاب های توخالی دارای درج های قابل تنظیم هستند, امکان تنظیم دقیق قطر برش را فراهم می کند.

2. ابزار تراش CNC

تراشکاری CNC ابزارها برای شکل دادن به قطعات استوانه ای ضروری هستند. آنها با چرخش مواد را از قطعه کار جدا می کنند, ایجاد قطر و طول دقیق.

این ابزارها در صنایعی مانند هوافضا کاربرد فراوانی دارند, خودرو, و تولید تجهیزات پزشکی.

در اینجا برخی از رایج ترین انواع ابزار تراشکاری CNC آورده شده است:

ابزار خسته کننده

تعریف و عملکرد پایه: ابزارهای حفاری برای بزرگ کردن سوراخ های موجود در قطعه کار استفاده می شود. آنها برای دستیابی به دقت بالا ضروری هستند و می توانند تلرانس های بسیار خوبی ایجاد کنند.

ویژگی ها:

• میله های خسته کننده تک نقطه ای: اینها رایج ترین نوع ابزار خسته کننده هستند, متشکل از یک لبه برش منفرد متصل به میله. آنها همه کاره هستند و می توانند اندازه های مختلف سوراخ را تحمل کنند.
• سرهای خسته کننده قابل تنظیم: اینها امکان تنظیم دقیق قطر سوراخ را فراهم می کنند, آنها را برای کارهای دقیق ایده آل می کند.
• سیستم های حفاری مدولار: این سیستم ها از اجزای قابل تعویض تشکیل شده اند, امکان انعطاف پذیری در راه اندازی و استفاده.

ابزارهای پخ زدن

تعریف و عملکرد پایه: برای ایجاد پخ از ابزارهای پخ استفاده می شود (لبه های اریب) روی قطعه کار.

پخ زدن زیبایی و عملکرد قطعه را بهبود می بخشد, کاهش غلظت استرس و بهبود تناسب و پایان.

ویژگی ها:

• ابزارهای پخ تک نقطه ای: این ابزارها یک لبه برش دارند و استفاده از آنها ساده است.
• ابزارهای چمفرینگ چند نقطه ای: این ابزارها دارای لبه های برش متعدد هستند, امکان حذف سریعتر مواد و پرداخت صاف تر.
• ابزارهای پخ قابل تنظیم: اینها امکان تنظیم دقیق زاویه و عمق پخ را فراهم می کنند.

ابزار Knurling

تعریف و عملکرد پایه: برای ایجاد الگوی روی سطح قطعه کار از ابزارهای Knurling استفاده می شود, معمولا برای مقاصد چنگ زدن.

خنجر کردن در ابزارهای دستی و محصولات مصرفی رایج است.

ویژگی ها:

• استرایت نورلز: الگوهای مستقیم روی سطح قطعه کار ایجاد کنید.
• حلقه های الماس: الگوهای الماسی شکل ایجاد کنید, که تهاجمی تر هستند و چسبندگی بهتری را فراهم می کنند.
• گره های منحنی: الگوهای منحنی ایجاد کنید, که کمتر تهاجمی و بیشتر تزئینی هستند.

ابزار جدایی

تعریف و عملکرد پایه: ابزار جداسازی برای برش قطعه کار به طول خاصی استفاده می شود. آنها برای ایجاد طول های دقیق و جداسازی قطعات ضروری هستند.

ویژگی ها:

• ابزارهای جداسازی تک نقطه ای: این ابزارها یک لبه برش دارند و استفاده از آنها ساده است.
• ابزارهای جداسازی چند نقطه ای: این ابزارها دارای لبه های برش متعدد هستند, امکان حذف سریعتر مواد و برش های صاف تر.
• ابزارهای جداسازی قابل تنظیم: اینها امکان تنظیم دقیق عمق و عرض برش را فراهم می کنند.

3. ابزار حفاری

ابزارهای حفاری CNC به طور خاص برای ایجاد سوراخ در قطعه کار طراحی شده اند.

آنها اغلب همراه با دستگاه مته یا دستگاه فرز استفاده می شوند, و نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای تولید دارند.

در اینجا برخی از رایج ترین انواع ابزارهای حفاری CNC آورده شده است:

دریل های مرکزی

تعریف و عملکرد پایه: مته های مرکزی برای ایجاد نقطه شروع برای عملیات حفاری استفاده می شود.

آنها اطمینان حاصل می کنند که مته در موقعیت صحیح شروع می شود, جلوگیری از راه رفتن یا سرگردان شدن بیت از محل مورد نظر.

ویژگی ها:

• نقطه خلبانی: نوک یک مته مرکزی برای ایجاد یک مته کوچک طراحی شده است, سوراخ خلبان دقیق. این سوراخ پیلوت مته اصلی را هدایت می کند, اطمینان از هم ترازی دقیق.
• چندین زاویه: مته های مرکزی اغلب دارای زوایای متعدد در لبه های برش هستند تا شروع تمیز و دقیقی برای سوراخ ایجاد کنند.
• طول کوتاه: آنها معمولا کوتاه و سفت هستند, که به حفظ دقت و پایداری در مرحله اولیه حفاری کمک می کند.

مته های اجکتوری

تعریف و عملکرد پایه: مته های اجکتوری برای حفاری سوراخ عمیق استفاده می شود.

آنها از یک سیستم دو لوله ای برای حذف تراشه ها و خنک کردن قطعه استفاده می کنند, حصول اطمینان از تیز بودن مته و تمیز و دقیق بودن سوراخ.

ویژگی ها:

• سیستم دو لوله ای: لوله داخلی شامل لبه های برش است, در حالی که لوله بیرونی کانالی را برای حذف مایع خنک کننده و تراشه فراهم می کند.
• راندمان بالا: سیستم دو لوله ای امکان حذف و خنک کردن مداوم تراشه را فراهم می کند, ساخت مته های اجکتوری بسیار کارآمد برای حفاری در سوراخ های عمیق.
• طول بلند: مته های اجکتوری در طول های بلند موجود هستند, آنها را برای حفر سوراخ های عمیق در مواد مختلف مناسب می کند.

دریل های پیچشی

تعریف و عملکرد پایه: مته های پیچشی رایج ترین نوع مته هستند, برای حفاری همه منظوره استفاده می شود.

آنها همه کاره هستند و می توانند طیف گسترده ای از مواد را مدیریت کنند, از فلزات گرفته تا پلاستیک.

ویژگی ها:

• فلوت های حلزونی: فلوت های مارپیچ روی مته به جدا شدن براده ها و خنک شدن قطعه کار کمک می کند, اطمینان از یک سوراخ تمیز و دقیق.
• زاویه نقطه: زاویه نقطه بسته به ماده سوراخ شده متفاوت است.
  به عنوان مثال, زاویه 118 درجه برای حفاری همه منظوره رایج است, در حالی که برای مواد سخت تر از زاویه 135 درجه استفاده می شود.
• مواد: مته های پیچشی معمولاً از فولاد با سرعت بالا ساخته می شوند (HSS), کبالت, یا کاربید, هر کدام سطوح مختلفی از دوام و عملکرد را ارائه می دهند.

4. ابزار سنگ زنی

سنگ زنی ابزارها در ماشینکاری CNC برای دستیابی به پرداخت های دقیق و دقیق.

آنها از یک چرخ ساینده برای حذف مواد از قطعه کار استفاده می کنند, ارائه سطوح صاف و دقت بالا.

در اینجا برخی از رایج ترین انواع ابزار سنگ زنی آورده شده است:

آسیاب های سطحی

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب های سطحی برای سنگ زنی سطوح صاف استفاده می شود. صافی را فراهم می کنند, پرداخت با کیفیت بالا و برای دستیابی به صافی و موازی دقیق ضروری است.

ویژگی ها:

• چرخ ساینده: چرخ سنگ زنی از ذرات ساینده به هم چسبیده ساخته شده است. مواد متداول عبارتند از اکسید آلومینیوم, کاربید سیلیکون, و الماس.
• میز رفت و برگشتی: قطعه کار روی یک میز رفت و برگشتی نصب می شود که زیر چرخ سنگ زنی به جلو و عقب حرکت می کند.
• سیستم خنک کننده: یک سیستم خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و از بین بردن لکه ها استفاده می شود (ذرات فلزی).

آسیاب های استوانه ای

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب های استوانه ای برای سنگ زنی سطوح استوانه ای استفاده می شود.

آنها برای ایجاد قطر و طول دقیق ایده آل هستند و می توانند سطوح خارجی و داخلی را کنترل کنند.

ویژگی ها:

• سر کار دوار: قطعه کار در یک سر کار دوار نگه داشته می شود که قسمت زیر چرخ سنگ زنی را می چرخاند.
• چرخ های چندگانه: برخی از آسیاب های استوانه ای دارای چرخ های متعدد برای عملیات های مختلف هستند, مانند خشن کردن و تکمیل.
• سیستم خنک کننده: یک سیستم خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و از بین بردن لکه ها استفاده می شود.

آسیاب های بدون مرکز

تعریف و عملکرد پایه: آسیاب های بدون مرکز برای آسیاب های کوچک استفاده می شود, قطعات استوانه ای بدون نیاز به مرکز.

آنها کارآمد و دقیق هستند, آنها را برای تولید در حجم بالا ایده آل می کند.

ویژگی ها:

• چرخ تنظیم: چرخ تنظیم کننده چرخش قطعه کار را کنترل می کند و آن را به چرخ سنگ زنی تغذیه می کند.
• چرخ سنگ زنی: چرخ سنگ زنی مواد را از قطعه کار حذف می کند.
• تیغه: یک تیغه قطعه کار را بین چرخ سنگ زنی و چرخ تنظیم نگه می دارد.

آسیاب های داخلی

تعریف و عملکرد پایه: از آسیاب های داخلی برای سنگ زنی سطوح داخلی استفاده می شود.

آنها برای ایجاد ویژگی های داخلی دقیق ضروری هستند و می توانند اندازه ها و اعماق سوراخ های مختلفی را تحمل کنند.

ویژگی ها:

• چرخ سنگ زنی: چرخ سنگ زنی بر روی یک دوک نصب شده است که می تواند در قطعه کار وارد شود.
• اسپیندل قابل تنظیم: دوک را می توان برای قرار دادن سوراخ ها و اندازه های مختلف تنظیم کرد.
• سیستم خنک کننده: یک سیستم خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و از بین بردن لکه ها استفاده می شود.

5. انواع مختلف مواد مورد استفاده در ساخت ماشین آلات CNC

مواد به کار رفته در ساخت ماشین آلات CNC نقش مهمی در عملکرد آنها دارند, دوام, و کارایی.

هر ماده دارای خواص منحصر به فردی است که آن را برای کاربردهای خاص مناسب می کند.

در اینجا برخی از رایج ترین مواد مورد استفاده در ساخت ماشین ابزار CNC آورده شده است:

فولاد کربن

تعریف و ویژگی های اساسی: فولاد کربن آلیاژی از آهن و کربن است, با محتوای کربن معمولاً از 0.1% به 2.1%.

به دلیل قدرتش شناخته شده است, دوام, و هزینه نسبتا کم.

ویژگی ها:

• قدرت: فولاد کربنی استحکام کششی و سختی خوبی دارد, آن را برای ابزارهای همه منظوره مناسب می کند.
• سختی: در برابر ضربه و سایش مقاوم است, باعث دوام آن در عملیات های مختلف ماشینکاری می شود.
• مقرون به صرفه: فولاد کربنی معمولاً نسبت به سایر مواد ابزار ارزان‌تر است, آن را به یک انتخاب مقرون به صرفه برای بسیاری از برنامه ها تبدیل می کند.

فولاد پرسرعت (HSS)

تعریف و ویژگی های اساسی: فولاد پر سرعت (HSS) نوعی فولاد ابزار است که به دلیل توانایی آن در حفظ سختی در دماهای بالا شناخته شده است.

حاوی عناصر آلیاژی مانند تنگستن است, مولیبدن, کروم, و وانادیوم, که عملکرد آن را افزایش می دهد.

ویژگی ها:

• مقاومت در برابر حرارت: HSS می تواند سختی و لبه برش خود را در دماهای بالا حفظ کند, آن را برای عملیات برش با سرعت بالا مناسب می کند.
• سختی: سخت و مقاوم در برابر خرد شدن و شکستن است, آن را در برنامه های کاربردی بادوام می کند.
• تطبیق پذیری: ابزارهای HSS همه کاره هستند و می توانند برای طیف وسیعی از مواد استفاده شوند, از جمله فلزات, پلاستیک ها, و چوب.

کاربیدهای سیمانی

تعریف و ویژگی های اساسی: کاربیدهای سیمانی, همچنین به عنوان کاربید تنگستن شناخته می شود,

مواد کامپوزیتی متشکل از دانه های ریز ذرات کاربید هستند (معمولا کاربید تنگستن) با چسب فلزی به هم چسبیده است (معمولا کبالت یا نیکل).

ویژگی ها:

• مقاومت در برابر سایش: کاربیدهای سیمانی مقاومت در برابر سایش عالی دارند, آنها را برای کاربردهای با سایش ایده آل می کند.
• سختی: آنها فوق العاده سخت هستند, قادر به حفظ لبه برش تیز حتی تحت سرعت و درجه حرارت بالا.
• ماندگاری: کاربیدهای سیمانی بسیار بادوام هستند و می توانند مواد سخت و شرایط سخت را تحمل کنند.

برش سرامیک

تعریف و ویژگی های اساسی: سرامیک های برش مواد پیشرفته ای هستند که از ترکیبات سرامیکی مانند آلومینا ساخته می شوند (اکسید آلومینیوم), نیترید سیلیکون, و نیترید بور مکعبی (CBN).

آنها به دلیل سختی بالا و مقاومت در برابر حرارت شناخته شده اند.

ویژگی ها:

• سختی بالا: برش سرامیک بسیار سخت است, قادر به حفظ لبه برش تیز حتی در سرعت های برش بسیار بالا است.
• مقاومت در برابر حرارت: آنها می توانند دمای بالا را تحمل کنند, آنها را برای برش با سرعت بالا و ماشینکاری خشک مناسب می کند.
• بی اثری شیمیایی: سرامیک های برش از نظر شیمیایی بی اثر هستند, که خطر واکنش های شیمیایی با مواد قطعه کار را کاهش می دهد.

6. پوشش های رایج مورد استفاده در ابزارهای ماشینکاری CNC

پوشش‌ها بر روی ابزارهای ماشینکاری CNC اعمال می‌شوند تا عملکرد آنها را افزایش دهند, طول عمر آنها را افزایش دهند, و کیفیت محصول نهایی را بهبود بخشد.

این پوشش ها می توانند اصطکاک را کاهش دهند, افزایش سختی, و مقاومت سایشی بهتری را ارائه می دهد.

در اینجا برخی از رایج ترین پوشش های مورد استفاده در ابزارهای ماشینکاری CNC آورده شده است:

نیترید تیتانیوم (TiN)

تعریف و ویژگی های اساسی: نیترید تیتانیوم (TiN) یک ماده سرامیکی است که معمولاً به عنوان پوشش ابزارهای برش استفاده می شود. به دلیل رنگ طلایی و مقاومت عالی در برابر سایش شناخته شده است.

ویژگی ها:

• مقاومت در برابر سایش: TiN مقاومت در برابر سایش عالی را ارائه می دهد, افزایش عمر ابزار.
• روانکاری: اصطکاک بین ابزار و قطعه کار را کاهش می دهد, منجر به برش های نرم تر و کاهش تولید گرما می شود.
• سختی: TiN دارای سختی تقریباً می باشد 2400-3400 HV, آن را برای طیف گسترده ای از عملیات ماشینکاری مناسب می کند.

کربنیترید تیتانیوم (TiCN)

تعریف و ویژگی های اساسی: کربنیترید تیتانیوم (TiCN) ترکیبی از تیتانیوم است, کربن, و نیتروژن. این مقاومت در برابر سایش بهبود یافته و سختی بالاتر در مقایسه با TiN ارائه می دهد.

ویژگی ها:

• سختی بالاتر: TiCN سختی تقریباً دارد 3000-3800 HV, آن را در برابر سایش مقاوم تر می کند.
• روانکاری بهتر: روانکاری بهتری نسبت به TiN ارائه می دهد, کاهش اصطکاک و تولید گرما.
• مقاومت در برابر سایش: TiCN مقاومت بالایی در برابر سایش ارائه می دهد, به ویژه در عملیات ماشینکاری با سرعت بالا.

آلومینیوم تیتانیوم نیترید (طلا)

تعریف و ویژگی های اساسی: نیترید تیتانیوم آلومینیوم (طلا) پوششی است که آلومینیوم را ترکیب می کند, تیتانیوم, و نیتروژن. به دلیل سختی بالا و پایداری حرارتی عالی شناخته شده است.

ویژگی ها:

• سختی بالا: AlTiN دارای سختی تقریبی است 3500-4000 HV, آن را به یکی از سخت ترین پوشش های موجود تبدیل می کند.
• پایداری حرارتی: سختی و مقاومت در برابر سایش را در دماهای بالا حفظ می کند, آن را برای ماشینکاری با سرعت بالا و دمای بالا مناسب می کند.
• مقاومت در برابر اکسیداسیون: AlTiN مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون را ارائه می دهد, کاهش خطر تخریب ابزار در دماهای بالا.

کربن شبیه الماس (DLC)

تعریف و ویژگی های اساسی: کربن الماس مانند (DLC) شکلی از کربن آمورف است که خواصی شبیه به الماس دارد, مانند سختی بالا و اصطکاک کم.

ویژگی ها:

• اصطکاک کم: DLC ضریب اصطکاک بسیار پایینی دارد, کاهش تولید گرما و سایش.
• سختی بالا: DLC تقریباً سختی دارد 1500-5000 HV, بسته به فرمول خاص.
• مقاومت در برابر خوردگی: DLC مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند, آن را برای استفاده در محیط های خورنده مناسب می کند.

نیترید کروم (CrN)

تعریف و ویژگی های اساسی: نیترید کروم (CrN) سخت است, پوشش مقاوم در برابر سایش که اغلب در کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی مهم است استفاده می شود.

ویژگی ها:

• مقاومت در برابر خوردگی: CrN مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند, آن را برای استفاده در محیط های خورنده مناسب می کند.
• مقاومت در برابر سایش: مقاومت در برابر سایش خوبی ارائه می دهد, افزایش عمر ابزار.
• اصطکاک کم: CrN ضریب اصطکاک پایینی دارد, کاهش تولید گرما و سایش.

7. ملاحظات کلیدی برای انتخاب ابزارهای CNC

انتخاب ابزار مناسب CNC برای دستیابی به عملکرد مطلوب ضروری است, بهره وری, و کیفیت در عملیات ماشینکاری شما.

در اینجا ملاحظات کلیدی وجود دارد که هنگام انتخاب ابزارهای CNC باید در نظر داشته باشید:

7.1. مواد قطعه کار

ملاحظات:

• نوع مواد: مواد مختلف به مواد ابزار و هندسه متفاوتی نیاز دارند.
  به عنوان مثال, آلومینیوم نرم‌تر است و ممکن است به ابزارهای متفاوتی در مقایسه با مواد سخت‌تر مانند تیتانیوم یا فولاد ضد زنگ نیاز داشته باشد.
• سختی و سختی: سختی و چقرمگی مواد بر مواد ابزار و انتخاب پوشش تأثیر می گذارد.
  مواد سخت تر ممکن است به ابزارهای بادوام و مقاوم در برابر سایش نیاز داشته باشند.

7.2. نوع عملیات

ملاحظات:

• عملیات ماشینکاری: عملیات های مختلف (چرخاندن, آسیاب, حفاری, نخ زنی, و غیره) نیاز به هندسه و طرح ابزار خاصی دارد.
  به عنوان مثال, آسیاب های انتهایی برای آسیاب استفاده می شود, در حالی که از مته ها برای حفاری استفاده می شود.
• پیچیدگی قطعه: قطعات پیچیده تر ممکن است به ابزارهای تخصصی و ماشین های چند محوره برای دستیابی به ویژگی ها و تلورانس های مورد نظر نیاز داشته باشند.

7.3. مواد ابزار

ملاحظات:

• فولاد پرسرعت (HSS): مناسب برای ماشینکاری همه منظوره, مخصوصاً در سرعت ها و تغذیه کمتر.
• کاربید: سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتر را ارائه می دهد, آن را برای ماشینکاری با سرعت بالا و مواد سخت تر مناسب می کند.
• سرامیک: ایده آل برای ماشینکاری با سرعت بالا مواد سخت به دلیل سختی و مقاومت حرارتی بالا.
• الماس پلی کریستالی (PCD): بهترین برای ماشینکاری مواد غیر آهنی مانند آلومینیوم و مس, ارائه مقاومت در برابر سایش عالی و اصطکاک کم.

7.4. هندسه ابزار

ملاحظات:

• طراحی فلوت: تعداد و شکل فلوت ها (مارپیچ, مستقیم, و غیره) بر تخلیه تراشه و عملکرد برش تاثیر می گذارد.
  فلوت های حلزونی برای ماشینکاری همه منظوره رایج هستند.
• زاویه نقطه: زاویه نقطه بر برش اولیه و نوع ماده ماشینکاری شده تأثیر می گذارد.
  به عنوان مثال, زاویه 118 درجه برای حفاری همه منظوره رایج است, در حالی که زاویه 135 درجه برای مواد سخت تر بهتر است.
• زاویه شن کش: زاویه چنگک بر نیروی برش و تشکیل تراشه تأثیر می گذارد.
  زوایای چنگک مثبت نیروهای برش را کاهش داده و تخلیه تراشه را بهبود می بخشد, در حالی که زوایای چنگک منفی استحکام و پایداری ابزار را افزایش می دهد.

7.5. پوشش ابزار

ملاحظات:

• نیترید تیتانیوم (TiN): مقاومت در برابر سایش خوب و اصطکاک کم را ارائه می دهد, مناسب برای ماشینکاری همه منظوره.
• کربنیترید تیتانیوم (TiCN): سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتر را ارائه می دهد, مناسب برای ماشینکاری با سرعت بالا.
• آلومینیوم تیتانیوم نیترید (طلا): مقاومت در برابر سایش و پایداری حرارتی عالی را ارائه می دهد, مناسب برای ماشینکاری در دمای بالا و سرعت بالا.
• کربن شبیه الماس (DLC): اصطکاک کم و مقاومت در برابر سایش بالا را ارائه می دهد, مناسب برای ماشینکاری دقیق و ماشینکاری مواد غیر آهنی.
• نیترید کروم (CrN): مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند, مناسب برای ماشینکاری در محیط های خورنده.

7.6. قطر و طول ابزار

ملاحظات:

• قطر: قطر ابزار باید با اندازه ویژگی در حال ماشینکاری مطابقت داشته باشد. قطرهای بزرگتر معمولاً سفت تر هستند و می توانند بارهای بالاتری را تحمل کنند.
• طول: طول ابزار بر استحکام و پایداری آن تأثیر می گذارد. ابزارهای بلندتر مستعد انحراف و لرزش هستند, که می تواند بر دقت و عمر ابزار تاثیر بگذارد.

7.7. نگهدارنده ابزار و سیستم گیره

ملاحظات:

• نوع نگهدارنده ابزار: دارندگان مختلف (کوچک شدن مناسب, هیدرولیک, مکانیکی) سطوح مختلفی از دقت و قدرت نگهداری را ارائه می دهد. نگهدارنده های مناسب کوچک شوند, برای مثال, دقت و استحکام بالایی را ارائه می دهد.
• سیستم بستن: سیستم گیره باید ابزار را به طور ایمن در جای خود نگه دارد تا از ثبات و دقت در حین ماشینکاری اطمینان حاصل شود.

7.8. سیستم تحویل مایع خنک کننده

ملاحظات:

• خنک کننده داخلی: ابزارهایی با تحویل خنک کننده داخلی می توانند تخلیه تراشه را بهبود بخشند و گرما را کاهش دهند, افزایش عمر ابزار و بهبود پرداخت سطح.
• خنک کننده خارجی: سیستم‌های خنک‌کننده خارجی ساده‌تر هستند، اما ممکن است در حفاری‌های عمیق یا ماشین‌کاری با سرعت بالا مؤثر نباشند..

7.9. هزینه و بودجه

ملاحظات:

• هزینه اولیه: هزینه اولیه ابزار, از جمله هرگونه پوشش یا مواد تخصصی.
• هزینه های عملیاتی: هزینه های مداوم مانند تعویض, تعمیر و نگهداری, و خرابی.
• بازگشت سرمایه (بازگشت سرمایه): ROI بالقوه را با در نظر گرفتن عواملی مانند افزایش بهره وری ارزیابی کنید, کاهش زمان چرخه, و بهبود کیفیت.

8. نوآوری در ابزارهای CNC

زمینه ماشینکاری CNC به طور مداوم در حال پیشرفت است, توسط پیشرفت در مواد هدایت می شود, پوشش ها, و فن آوری های طراحی.

هدف این نوآوری ها بهبود عملکرد ابزار است, افزایش عمر ابزار, افزایش دقت, و افزایش بهره وری.

در اینجا برخی از نوآوری های کلیدی در ابزارهای CNC آورده شده است:

8.1. پوشش های پیشرفته

پوشش های نانوساختار:

• توضیحات: پوشش های نانوساختار از لایه ها یا ذرات در مقیاس نانومتری تشکیل شده اند, ارائه خواص افزایش یافته در سطح مولکولی.
• مزایا: افزایش سختی, چسبندگی بهبود یافته, و مقاومت بهتر در برابر سایش و خوردگی.

کربن شبیه الماس (DLC) پوشش ها:

• توضیحات: پوشش های DLC از خواص الماس تقلید می کنند, سختی بسیار بالا و اصطکاک کم را ارائه می دهد.
• مزایا: کاهش اصطکاک, بهبود مقاومت در برابر سایش, و عملکرد بهتر در ماشینکاری با سرعت بالا و کاربردهای دقیق.

8.2. مواد ابزار جدید

نیترید بور مکعبی (CBN):

• توضیحات: CBN یکی از سخت ترین مواد بعد از الماس است, آن را برای ماشینکاری مواد بسیار سخت ایده آل می کند.
• مزایا: مقاومت در برابر سایش عالی, پایداری حرارتی بالا, و مناسب برای ماشینکاری فولادهای سخت شده و سوپرآلیاژها.

الماس پلی کریستالی (PCD):

• توضیحات: ابزارهای PCD از ذرات الماس مصنوعی به هم چسبیده ساخته شده اند, ارائه سختی و مقاومت در برابر سایش استثنایی.
• مزایا: ایده آل برای ماشینکاری مواد غیر آهنی مانند آلومینیوم و مس, کاهش سایش ابزار, و پرداخت سطح بهبود یافته است.

8.3. ابزارها و حسگرهای هوشمند

نظارت در فرآیند:

• توضیحات: ابزارهای هوشمند مجهز به حسگرها می توانند سایش ابزار را کنترل کنند, نیروهای برش, و دما در زمان واقعی.
• مزایا: تشخیص زودهنگام مسائل, استفاده بهینه از ابزار, و کاهش زمان توقف.

سیستم های کنترل تطبیقی:

• توضیحات: سیستم های کنترل تطبیقی ​​پارامترهای ماشینکاری را تنظیم می کنند (سرعت, نرخ خوراک, عمق برش) بر اساس داده های زمان واقعی از سنسورها.
• مزایا: دقت بهبود یافته, کاهش سایش ابزار, و پرداخت سطح بهتر.

8.4. فناوری دوقلو دیجیتال

شبیه سازی مجازی:

• توضیحات: فناوری دوقلوی دیجیتال یک کپی مجازی از فرآیند ماشینکاری ایجاد می کند, امکان شبیه سازی و بهینه سازی قبل از ماشینکاری واقعی.
• مزایا: کاهش زمان راه اندازی, دقت بهبود یافته, و توانایی آزمایش استراتژی های مختلف ابزار و ماشین کاری بدون نمونه های اولیه فیزیکی.

9. نتیجه گیری

ماشین ابزار CNC چشم انداز تولید را متحول کرده است, ارائه دقت و کارایی بی نظیر.

چه یک ماشین‌کار باتجربه یا تازه وارد در این زمینه باشید, داشتن درک کامل از انواع مختلف ماشین ابزار CNC و کاربردهای آنها بسیار مهم است.

با انتخاب ابزار مناسب برای نیازهای خاص خود, می توانید اطمینان حاصل کنید که پروژه های شما با بالاترین استانداردهای کیفیت و عملکرد تکمیل می شوند.