راهنمای انتخاب ابزار برشی دستگاه cnc

دستگاه‌های CNC یکی از پرکاربردترین دستگاه‌های ماشینکاری در صنعت تولید و ساخت هستند. این دستگاه‌ها برای تولید قطعات با دقت بالا و در سرعت بالا استفاده می‌شوند. بخشی از تنوع قطعات تولیدی در دستگاه‌های CNC مربوط به استفاده از ابزارهای برشی مختلف است.
در طراحی ظاهری ابزارهای برشی مختلف، ماده اولیه به کار گرفته شده برای ساخت ابزار نقش مهمی در عملکرد و کارایی آنها دارد. به عنوان مثال، ابزارهای برشی با ساختار و ماده اولیه متفاوتی برای برش فلزات، چوب، پلاستیک و ... طراحی شده‌اند.

در ادامه، به بررسی پرکاربردترین ابزارهای برشی ماشینکاری CNC پرداخته و راهنمایی برای انتخاب ابزار برشی در دستگاه CNC ارائه می‌دهیم:

1. مایه (Endmill): این ابزار برشی برای برش و حفره‌کاری فلزات و چوب استفاده می‌شود. در طراحی آن، بدنه اصلی به همراه چهار یا شش تیغه برشی دارد.

2. مته (Drill Bit): این ابزار برشی برای حفره‌کاری در فلزات و چوب استفاده می‌شود. در طراحی آن، شیب دارد و دارای دو لبه برشی است.

3. فرز (Router Bit): این ابزار برشی برای حفره‌کاری، برش و حکاکی در چوب، پلاستیک و مواد سبک استفاده می‌شود. در طراحی آن، دارای تیغه‌های برشی بلند و پهن است.

4. تراش (Turning Tool): این ابزار برشی برای تراش کردن قطعات استفاده می‌شود و برای تولید قطعات دایره‌ای و استوانه‌ای مناسب است. در طراحی آن، دارای یک تیغه برشی است.

در نهایت، برای انتخاب ابزار برشی در دستگاه CNC باید موارد زیر را در نظر گرفت:

1. نوع ماده اولیه: باید ابزار برشی مناسب برای ماده اولیه مورد نظر انتخاب شود.

2. سایز و شکل قطعات: سایز و شکل قطعاتی که قرار است تولید شود نیز باید در انتخاب ابزار برشی مورد نظر قرار گیرد.

3. سرعت و دقت مورد نیاز: برای تولید قطعات با دقت و سرعت بالا، ابزار برشی با دقت و سرعت بالا نیز باید انتخاب شود.

4. نوع دستگاه CNC: نوع دستگاه CNC که قرار است از ابزار برشی استفاده شود نیز باید در انتخاب ابزار برشی مورد نظر مدنظر قرار گیرد.

5. میزان برش و میزان سایش: میزان برش و میزان سایش ابزار برشی نیز باید در انتخاب آن مدنظر قرار گیرد.

در کل، برای انتخاب ابزار برشی در دستگاه CNC باید به نوع ماده اولیه، سایز و شکل قطعات، سرعت و دقت مورد نیاز، نوع دستگاه CNC و میزان برش و سایش توجه کرد تا بهترین نتیجه را در تولید قطعات با دقت بالا و در سرعت بالا بدست آوریم.

مبنای کلی ابزار برشی دستگاه cnc

ابزار برشی وسیله‌ای برای برش دادن و جدا کردن بخشی از ماده اولیه از بلوک جامد قطعه کار است. این ابزار به کمک قطعه سه نظام روی اسپیندل دستگاه cnc تعبیه شده است و سیستم نرم افزاری دستگاه cnc وظیفه هدایت آن را بر عهده دارد تا محل مورد نظر را برش دهد.

در انتخاب ابزار برشی دستگاه cnc هم باید شکل کلی ابزار و هم ماده به کار گرفته شده در آن در نظر گرفته شوند. سرعت گردش اسپیندل یعنی ابزار برشی تیز چرخش آن بخشی از تراشه های قطعه کار را جدا می‌کند. برخی از ابزارهای برشی از طریق تماس با سرعت زیاد برش را انجام می‌دهند و برخی به صورت ضربه ای کار می کنند.
اهمیت تعداد شیار در انتخاب ابزار برشی

هر کدام از ابزارهای برشی دستگاه های cnc دارای چند فلوت یا چند شیار است که به صورت شیار های مارپیچی شکل در قسمت بیرونی ابزار قرار گرفته اند. این شیارها به عنوان قسمت برشی ابزار عمل می‌کنند که هم دیواره قطعه کار را برش می‌دهند و هم به عنوان محلی برای خروج تراشه ها هستند. بنابراین شیارها هم فاکتورهای مهمی در انتخاب ابزار برشی دستگاه cnc محسوب می شوند.

تعداد ایده آل شیار در ابزارهای برشی به متریال قطعه کار بستگی دارد. اصولاً برای مواد نرم از ابزارهای با تعداد شیار کمتر استفاده می شود که عرض بیشتر شیار به معنی بیرون کشیدن تراشه‌های بزرگتر است. افزایش تعداد شیار ابزار برشی می تواند سرعت را افزایش دهد و برای مواد سخت تر مناسب است. این ابزارها برای ماشینکاری متریال نرم مناسب نیستند، زیرا شیارهای آن باریک تر بوده و احتمال مسدود شدن آنها وجود دارد.

نکته دیگری که باید به آن توجه داشته باشیم این است که نوع ابزار برشی دستگاه cnc روی اندازه تراشه برداشته شده از قطعه کار و همچنین سرعت اسپیندل و سرعت فید تاثیر گذار است.
متریال به کار گرفته شده در ابزار برشی دستگاه cnc

برای برش دادن قطعه کار جامد و یکپارچه لازم است که ابزار برشی از مواد سخت تر از جنس قطعه کار ساخته شده باشند. از آنجا که دستگاه های cnc به خصوص دستگاه cnc فلزات در مورد مواد با درجه سختی متفاوت به کار گرفته می شوند، متریال به کار گرفته شده در ابزارهای برشی بسیار محدود است و این کار ما را برای انتخاب گزینه مناسب سخت می‌کند.

رایج ترین متریال هایی که برای ابزار برشی دستگاه cnc به کار گرفته می‌شود شامل گزینه های زیر است:
کربن استیل یا فولاد کربن دار

فولاد کربن دار یک آلیاژ فولادی مقرون به صرفه است که حاوی ۰.۶-۱.۵٪ کربن و همچنین سیلیکون و منگنز است. این نوع ابزار برشی به عنوان پرمصرف ترین نوع ابزار برشی در کار با فلزات شناخته می شود و بیشتر محصولات بازار از این جنس هستند.

متریال به کار گرفته شده در ابزار برشی دستگاه cnc
فولاد HSS

در این نوع فولاد خاص شاهد استفاده از عناصر دیگری مانند کروم، تنگستن و مولیبدن هستیم که ساختار آن بسیار سخت تر و محکم تر از کربن استیل است و به همین دلیل به عنوان یک محصول گران تر در بازار فروخته می‌شود.
کاربید

در این نوع ابزار برشی شاهد استفاده از فلز دیگری مانند تیتانیوم هستیم که مقاومت آن را بالا برده است. مزیت استفاده از کاربید به عنوان ابزار برشی دستگاه cnc این است که در برابر ساییدگی و حرارت مقاومت بالایی دارد و سطح قطعه کار نهایی بسیار عالی و ایده آل است.
سرامیک

ابزارهای برشی سرامیکی برای برش سوپرآلیاژها، چدن و سایر مواد قوی و محکم استفاده می شود و از جمله ابزارهایی است که در شرایط بد محیطی امکان استفاده از آن وجود دارد. این ابزارها در برابر خوردگی و گرما مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.
ابزارهای برشی روکش دار

عملکرد یک ابزار برشی دستگاه cnc به شکل و ماده اولیه آن بستگی دارد. اما می‌توان ادعا کرد که پوشش استفاده شده در این ابزارها می‌توانند در روند برش آن ها را هم تحت تاثیر قرار دهد. امکان سخت تر کردن ابزارهای برشی را فراهم آورده و طول عمر آنها را افزایش می دهد. در ضمن استفاده از روکش می تواند سرعت گردش ابزار برشی را افزایش دهد و میزان اصطکاک و حرارت تولید شده را به حداقل برساند.
روکش استفاده شده در ابزار برشی دستگاه cnc

بدون شک نمی توانیم از نقش روکشها در عملکرد ابزارهای برشی چشم‌پوشی کنیم. استفاده از روکش می‌تواند شرایط اکسیداسیون و خوردگی ابزار برشی را تحت تاثیر قرار دهد و از طرف دیگر میزان اصطکاک ابزارها را هم کنترل کند. حالا زمانی که شما قصد خرید ابزار برشی دستگاه cnc را دارید باید روکشهای زیر و مشخصات آنها را بدانید.

روکش استفاده شده در ابزار برشی دستگاه cnc
تیتانیوم نیترید (TiN)

تیتانیوم نیترید به‌عنوان یک روکش عمومی شناخته می‌شود که در بیشتر ابزارهای برشی قابل استفاده است. این روکش درجه حرارت اکسیداسیون بسیار بالایی دارد و به همین دلیل در برابر افزایش حرارت مقاوم است. در ضمن سختی ابزار برشی را بالاتر می‌برد و این می‌تواند آن را به یک گزینه مناسب در حوزه های مختلف تبدیل کند.
کربو نیترید تیتانیوم (TiCN)

این پوشش به عنوان یک لایه روان کننده به کار گرفته می‌شود که چرخش ابزار دستگاه cnc را ساده تر می کند. همچنین از این پوشش به عنوان یک لایه برای بالا بردن درجه سختی سطح ابزار برشی استفاده می شود.
تیتانیوم نیترید با عمر بالا (Al-TiN)

این نوع روکش مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد و بیشتر به عنوان پوشش ابزارهای برشی کاربید به کار گرفته می شود. اگر در یک دستگاه cnc از سیستم خنک کننده استفاده نشده باشد یا در جریان برشکاری حرارت زیادی تولید شود می توان از ابزارهای برشی با این پوشش استفاده کرد.
الماس

الماس از جمله موادی است که سختی بسیار بالایی دارد و برای برش مواد ساینده از آن استفاده می شود. استفاده از روکش الماس مصنوعی باعث بالا رفتن کارایی و بازدهی ابزار برشی دستگاه cnc در کار روی مواد مختلف می شود.
کروم نیترید (CrN)

این پوشش به طور ویژه برای بالا بردن مقاومت ابزار برشی در برابر خوردگی استفاده می‌شود و می‌تواند میزان سختی ابزارهای برشی را به طرز چشمگیری بالا ببرد.

در نهایت اگر شما شکل ابزار برشی دستگاه cnc را در نظر بگیرید و به ماده اولیه به کار گرفته شده در ساخت آن و همچنین نوع روکش آن توجه داشته باشید می توانید بهترین گزینه ممکن را برای ماشین کاری دستگاه سی ان سی انتخاب کنید