في تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي، يشير عمر الأداة إلى الوقت الذي يقطع فيه طرف الأداة قطعة العمل أثناء العملية بأكملها من بداية التصنيع إلى كشط طرف الأداة، أو الطول الفعلي لسطح قطعة العمل أثناء عملية القطع.
1. هل يمكن تحسين عمر الأداة؟
عمر الأداة ١٥-٢٠ دقيقة فقط، فهل يمكن تحسينه أكثر؟ من الواضح أنه يمكن تحسينه بسهولة، ولكن فقط بشرط تقليل سرعة الخط. كلما انخفضت سرعة الخط، زادت زيادة عمر الأداة بشكل واضح (لكن انخفاضها سيؤدي إلى اهتزاز أثناء المعالجة، مما يقلل من عمرها).
2. هل هناك أي أهمية عملية لتحسين عمر الأداة؟
في تكلفة معالجة قطعة العمل، تكون نسبة تكلفة الأداة ضئيلة جدًا. تنخفض سرعة خط الإنتاج، حتى مع زيادة عمر الأداة، يزداد وقت معالجة قطعة العمل أيضًا، ولن يزداد عدد قطع العمل التي تعالجها الأداة بالضرورة، ولكن تكلفة معالجة قطعة العمل ستزداد.
ما يجب فهمه بشكل صحيح هو أنه من المنطقي زيادة عدد قطع العمل قدر الإمكان مع ضمان عمر الأداة قدر الإمكان.
3. العوامل المؤثرة على عمر الأداة
1. سرعة الخط
السرعة الخطية لها التأثير الأكبر على عمر الأداة. إذا كانت السرعة الخطية أعلى من 20٪ من السرعة الخطية المحددة في العينة، فسيتم تقليل عمر الأداة إلى نصف الأصل؛ إذا تمت زيادتها إلى 50٪، فسيكون عمر الأداة 1/5 فقط من الأصل. لزيادة عمر خدمة الأداة، من الضروري معرفة المادة وحالة كل قطعة عمل ليتم معالجتها ونطاق السرعة الخطية للأداة المحددة. تتميز أدوات القطع الخاصة بكل شركة بسرعات خطية مختلفة. يمكنك إجراء بحث أولي من العينات ذات الصلة التي تقدمها الشركة، ثم ضبطها وفقًا للظروف المحددة أثناء المعالجة لتحقيق تأثير مثالي. بيانات سرعة الخط أثناء التخشين والتشطيب ليست متسقة. يركز التخشين بشكل أساسي على إزالة الهامش، ويجب أن تكون سرعة الخط منخفضة؛ أما بالنسبة للتشطيب، فإن الغرض الرئيسي هو ضمان دقة الأبعاد والخشونة، ويجب أن تكون سرعة الخط عالية.
2. عمق القطع
إن تأثير عمق القطع على عمر الأداة ليس بنفس أهمية تأثير السرعة الخطية. لكل نوع من أنواع الأخدود نطاق عمق قطع كبير نسبيًا. أثناء التشغيل الخشن، يجب زيادة عمق القطع قدر الإمكان لضمان أقصى معدل لإزالة الحواف؛ وأثناء التشطيب، يجب أن يكون عمق القطع صغيرًا قدر الإمكان لضمان دقة أبعاد وجودة سطح قطعة العمل. مع ذلك، لا يمكن أن يتجاوز عمق القطع نطاق القطع الهندسي. إذا كان عمق القطع كبيرًا جدًا، فلن تتمكن الأداة من تحمل قوة القطع، مما يؤدي إلى تشققها؛ وإذا كان عمق القطع صغيرًا جدًا، فستكشط الأداة سطح قطعة العمل وتضغط عليه فقط، مما يتسبب في تآكل شديد على سطح الجانب، مما يقلل من عمر الأداة.
3. تغذية
بالمقارنة مع سرعة الخط وعمق القطع، فإن التغذية لها أقل تأثير على عمر الأداة، ولكنها تؤثر بشكل كبير على جودة سطح قطعة العمل. أثناء التشغيل الخشن، يمكن أن تؤدي زيادة التغذية إلى زيادة معدل إزالة الحواف؛ أما أثناء التشطيب، فإن تقليل التغذية يمكن أن يزيد من خشونة سطح قطعة العمل. إذا سمحت الخشونة، يمكن زيادة التغذية قدر الإمكان لتحسين كفاءة المعالجة.
4. الاهتزاز
بالإضافة إلى عناصر القطع الرئيسية الثلاثة، فإن الاهتزاز هو العامل الأكثر تأثيرًا على عمر الأداة. هناك العديد من أسباب الاهتزاز، بما في ذلك صلابة أداة الماكينة، وصلابة الأدوات، وصلابة قطعة العمل، ومعلمات القطع، وهندسة الأداة، ونصف قطر قوس طرف الأداة، وزاوية تخفيف الشفرة، واستطالة شريط الأداة، وما إلى ذلك، ولكن السبب الرئيسي هو أن النظام ليس صلبًا بما يكفي لمقاومة قوة القطع أثناء المعالجة مما يؤدي إلى اهتزاز الأداة المستمر على سطح قطعة العمل أثناء المعالجة. يجب النظر في القضاء على الاهتزاز أو تقليله بشكل شامل. يمكن فهم اهتزاز الأداة على سطح قطعة العمل على أنه الطرق المستمر بين الأداة وقطعة العمل، بدلاً من القطع العادي، مما سيؤدي إلى بعض الشقوق الصغيرة والتقطيع على طرف الأداة، وستؤدي هذه الشقوق والتقطيع إلى زيادة قوة القطع. كبيرة، يتفاقم الاهتزاز أكثر، بدوره، تزداد درجة الشقوق والتقطيع بشكل أكبر، وينخفض عمر الأداة بشكل كبير.
5. مادة الشفرة
عند معالجة قطعة العمل، نأخذ في الاعتبار بشكل أساسي مادة قطعة العمل، ومتطلبات المعالجة الحرارية، وما إذا كانت المعالجة متقطعة. على سبيل المثال، تختلف شفرات معالجة أجزاء الفولاذ عن شفرات معالجة الحديد الزهر، وشفرات معالجة صلابة HB215 وHRC62؛ كما تختلف شفرات المعالجة المتقطعة عن المعالجة المستمرة. تُستخدم شفرات الفولاذ لمعالجة أجزاء الفولاذ، وتُستخدم شفرات الصب لمعالجة المسبوكات، وتُستخدم شفرات CBN لمعالجة الفولاذ المقسى، وهكذا. بالنسبة لنفس مادة قطعة العمل، إذا كانت المعالجة مستمرة، فيجب استخدام شفرة ذات صلابة أعلى، مما يمكن أن يزيد من سرعة قطع قطعة العمل، ويقلل من تآكل طرف الأداة، ويقلل من وقت المعالجة؛ أما إذا كانت المعالجة متقطعة، فيجب استخدام شفرة ذات صلابة أفضل. يمكن أن يقلل بشكل فعال من التآكل غير الطبيعي مثل التقطيع ويزيد من عمر خدمة الأداة.
6. عدد مرات استخدام الشفرة
تتولد حرارة كبيرة أثناء استخدام الأداة، مما يزيد من درجة حرارة الشفرة بشكل كبير. عندما لا تتم معالجتها أو تبريدها بماء التبريد، تنخفض درجة حرارة الشفرة. لذلك، تكون الشفرة دائمًا في نطاق درجة حرارة أعلى، بحيث تستمر الشفرة في التمدد والانكماش بالحرارة، مما يتسبب في تشققات صغيرة فيها. عند معالجة الشفرة بالحافة الأولى، يكون عمر الأداة طبيعيًا؛ ولكن مع زيادة استخدام الشفرة، سيمتد التشقق إلى الشفرات الأخرى، مما يؤدي إلى انخفاض عمر الشفرات الأخرى.
وقت النشر: ١٠ مارس ٢٠٢١
