انتخاب ساختار ابزار CNC مناسب بر اساس مواد مورد پردازش مستقیماً با راندمان برش و کیفیت پردازش مرتبط است. اصل اصلی این است: لبه برش، شکل شیار و بدنه ابزار را به طور خاص در اطراف ویژگی های مواد مانند سختی، چقرمگی و ویسکوزیته طراحی کنید تا به برش پایدار برسید.
Ⅰ. فولاد/چدن معمولی (سختی HRC کمتر یا مساوی 35، سختی برش متوسط)
هنگام برش این نوع مواد، تراشههای آهن به راحتی شکل میگیرند، اما دارای نیروی ضربه خاصی هستند، بنابراین ساختار ابزار نیاز به متعادل کردن وضوح و مقاومت در برابر آسیب دارد.
1. طراحی لبه:یک پخ خفیف 0.1-0.3 میلیمتری برای اطمینان از وضوح برش و در عین حال افزایش مقاومت در برابر ضربه و جلوگیری از خرد شدن لبه در حین برش با سرعت بالا اعمال میشود.
2. طراحی شیار:یک شیار مارپیچی با عرض متوسط-با زاویه مارپیچ 30-45 درجه انتخاب شده است که نه تنها می تواند تراشه های آهن را به آرامی تخلیه کند، بلکه مشکل درهم تنیدگی تراشه آهن را در حین برش کاهش می دهد.
3. ساختار بدن چاقو:اولویت به کاربید سیمانی یکپارچه یا بدنه چاقوی فولادی با سرعت بالا است که دارای استحکام کافی هستند و برای سناریوهای معمولی برش مداوم فولاد و چدن مناسب هستند.
II. فولاد خاموش/آلیاژ{1}سختی بالا (سختی HRC بیشتر یا مساوی 55، مقاومت برش بالا)
مواد با سختی بالا اکستروژن قوی روی ابزارهای برش اعمال می کنند و تمرکز طراحی سازه تقویت استحکام لبه و کاهش بار برش است.
طراحی لبه:یک لبه گرد با R 0.05-0.1 میلی متر به کار گرفته شده است، همراه با یک عملیات غیرفعال سازی خاص، که لبه را قادر می سازد در برابر فشار برش بالا مقاومت کند و خطر خرد شدن لبه را کاهش دهد.
طراحی شیار:یک ساختار شیار باریک و عمیق برای کاهش سطح تماس برش بین ابزار و مواد، به طور موثر کاهش نیروی برش و تجمع گرما و جلوگیری از شکست ابزار به دلیل گرمای بیش از حد اتخاذ شده است.
ساختار تیغه:یک بدنه تیغه مدولار با درج های ویژه PCD یا CBN استفاده می شود. بدنه تیغه چقرمگی کافی برای بافر ضربه ها را فراهم می کند، در حالی که درج ها به دلیل سختی بالایی که دارند، برش را کامل می کنند.
III. فلزات غیرآهنی (مانند آلومینیوم/مس، با سختی کم و ویسکوزیته قوی)
هنگام برش این نوع مواد، مستعد چسبیدن به ابزار و ایجاد لبههای ساخته شده-است. هسته اصلی طراحی سازه کاهش چسبندگی و بهبود راندمان حذف تراشه است.
1. طراحی لبه:یک لبه کاملاً تیز بدون پخ استفاده میشود که مقاومت برش را کاهش میدهد، چسبندگی مواد روی لبه را کاهش میدهد و از تأثیر{0} لبههای ساخته شده بر دقت ماشینکاری جلوگیری میکند.
2. طراحی شیار:یک شیار مارپیچی گسترده و کم عمق با زاویه مارپیچ 45 درجه تا 60 درجه انتخاب شده است تا فضای برداشتن تراشه را افزایش دهد و به تراشه های ریز اجازه تخلیه سریع و کاهش اصطکاک ثانویه را بدهد.
3. ساختار بدن چاقو:یک بدنه چاقوی سبک به کار گرفته شده است و برای کاهش مقاومت اصطکاکی بین بدنه چاقو و مواد و بهبود سطح ماشینکاری شده، عملیات پرداخت سطح انجام می شود.
این نوع مواد دارای بافت خاصی است. یا به راحتی ترک می خورد یا الیافش به راحتی می ریزند. تمرکز اصلی طراحی سازه، پراکندگی تنش و تثبیت برش است.
Ⅳ. مواد کامپوزیتی/مواد شکننده (مانند فیبر کربن/سرامیک که مستعد تراشه هستند)
1. طراحی لبه:یک لبه گرد بزرگ با R0.1-0.2mm استفاده شده است که می تواند به طور مساوی تنش را در حین برش پراکنده کند و از خرد شدن یا سرباره شدن مواد به دلیل استرس موضعی بیش از حد جلوگیری کند.
2. طراحی شیار:شیارهای مستقیم یا شیارهای مارپیچ کوچک با زاویه کمتر یا مساوی 20 درجه را انتخاب کنید، لرزش را در طول فرآیند برش کاهش دهید و هنگامی که ابزار در تماس با مواد است، پایداری را بهبود بخشید.
3. ساختار بدنه ابزار:یک بدنه ابزار یکپارچه با سختی بالا-به کار گرفته شده است، و در برخی از سناریوها، میتوان آن را با ساختار جذب شوک داخلی-تجهیز کرد تا تأثیر شوک پردازشی بر ابزار و قطعه کار را کاهش دهد.
