ماشینکاری فلزات نرم و اصولی که باید رعایت کنید

نکات مهم ماشینکاری فلزات نرم و چسبنده با دستگاه CNC

کسانی که تجربه کار روی فلزات مختلف را دارند می‌دانند که ماشینکاری فلزات نرم نسبت به آلیاژهای دیگر پیچیدگی‌های خاص خود را دارد. این پیچیدگی به عوامل مختلفی مربوط می‌شود که در وهله اول تغییر حالت و تغییر شکل فلز در اثر تولید حرارت اهمیت پیدا می‌کند. از طرف دیگر این فلزات هنگام برش حالت آدامسی و چسبناک پیدا می‌کنند که تراشه‌های آنها بسیار بلند شده و می‌تواند عمر ابزار برشی را به شدت کاهش دهد.

حالا برای کسانی که به فکر ماشینکاری روی فلزات نرم هستند، در ادامه چند نکته خواهیم گفت که می‌تواند سرعت کار را بالا ببرد و بازدهی ابزارهای برشی را نیز در سطح مطلوبی حفظ کند.

چرا ماشینکاری فلزات نرم پیچیده می‌شود؟

فلزات نرم و چسبنده چالش‌های متعددی برای کارگاه‌ها ایجاد می‌کنند. این فلزات شامل فولادهای کم کربن، آلیاژهای نیکل، تیتانیوم، مس و سایر فلزات با محتوای کروم بالا هستند. معمولاً این فلزات چکش‌خواری بالایی دارند و به همین دلیل از لحاظ انعطاف‌پذیری نسبت به سایر آلیاژهای فلزی متفاوت هستند. این موضوع باعث می‌شود که برش دادن آن‌ها نیاز به انرژی زیادی نداشته باشد اما در عین حال شکستن و جدا کردن آنها سخت شود.

مشکل اصلی در ماشینکاری فلزات نرم و چسبنده، تولید تراشه‌های بلند و رشته‌ای است که لبه‌های داخلی قطعه کار را دچار آسیب می‌کند. بنابراین هنگام استفاده از دستگاه فرز CNC برای برش یا حکاکی این فلزات، باید مراقب باشید که تراشه‌های ایجاد شده با حرکت ابزار برشی تداخل نداشته باشند و منجر به انحراف آن نشوند.

از طرف دیگر، نرم بودن این فلزات باعث می‌شود تولید حرارت در دستگاه‌های CNC چالش‌برانگیز باشد. تولید حرارت باعث حالت‌پذیری فلزات نرم می‌شود و این برای حوزه‌های دقیق و حساس مشکل ایجاد می‌کند. بنابراین رعایت نکات زیر در کیفیت برش این فلزات بسیار تاثیرگذار است:

ماشینکاری فلزات نرم و پیچیدگی‌های آن

ماشینکاری غیر پیوسته و منقطع

زمانی که ماشینکاری به صورت پیوسته انجام می‌شود، تراشه‌های فلز همانند روبان پیچ‌خورده همزمان با ابزار برشی بالا می‌آیند و احتمال پیچیدن آنها به دور مته فرز وجود دارد. اگر حجم برش کم باشد، ضخامت تراشه‌ها کمتر بوده و مشکل خاصی برای ابزار و روند کار ایجاد نمی‌کند.

اما در حجم بالای ماشینکاری، درجه حرارت بالا، فشار زیاد و اصطکاک باعث نرم‌تر شدن فلزات و بلندتر شدن تراشه‌ها می‌شود. در این شرایط بهتر است ماشینکاری فلزات نرم به صورت غیر پیوسته و منقطع انجام شود تا وقفه‌های به وجود آمده هم به خنک شدن ابزار برشی کمک کنند و هم اندازه تراشه‌ها کنترل شود.

استفاده از کولانت در حین ماشینکاری فلزات نرم

استفاده از مایع خنک‌کننده در دستگاه CNC می‌تواند دما را کنترل و تراشه‌ها را تخلیه کند. افزایش دما محرک اصلی تشکیل تراشه‌های بلند و شکل‌پذیری بالای آنهاست. کولانت باعث کاهش دمای موضعی شده و در نتیجه تولید تراشه‌های بلند کاهش می‌یابد.

سیستم‌های خنک‌کننده پاششی، سیال خنک‌کننده را با شدت بالا به محل برش منتقل می‌کنند که تراشه‌ها را خرد کرده و به قطعات کوچک‌تر تبدیل می‌کنند. بنابراین وجود کولانت در حین ماشینکاری فلزات نرم ضروری است.

تاثیر پارامترهای ماشینکاری

یکی از راهکارهای مهم برای کاهش حجم تولید تراشه در ماشینکاری فلزات نرم، کاهش تماس موضعی ابزار با قطعه است. این روش یعنی استفاده بیشتر از بدنه مته و کمتر درگیر کردن نوک مته. در این حالت حرارت تولید شده بیشتر به بدنه ابزار منتقل می‌شود و حرارت کمتری به تراشه‌ها و قطعه کار می‌رسد. نتیجه، تولید تراشه‌های کوتاه‌تر و کیفیت بهتر برش است.

استفاده از روش فرزکاری صعودی

در روش فرزکاری صعودی، برش از بزرگترین اندازه ممکن شروع شده و به صفر می‌رسد. این روش به کاهش اندازه تراشه‌ها کمک کرده و گرمای تولید شده سریع‌تر به تراشه‌ها منتقل می‌شود، که تاثیر منفی کمتری بر روی فلزات نرم دارد.

انتخاب ابزار برشی مناسب

ابزارهای برشی با لبه تیز و محکم بهترین انتخاب برای فلزات نرم هستند. ابزارهای هلیکال که مخصوص تیتانیوم و استیل ضدزنگ طراحی شده‌اند، گزینه مناسبی‌اند. همچنین انتخاب روکش مناسب ابزار برشی می‌تواند از تولید تراشه‌های بلند و تولید حرارت جلوگیری کند.

تعداد شیارهای ابزار برشی نیز اهمیت دارد. هرچه تعداد شیار بیشتر باشد، احتمال فرسودگی لبه‌ها افزایش می‌یابد اما طول عمر ابزار نیز بیشتر می‌شود و تولید تراشه کاهش می‌یابد که منجر به کیفیت بهتر در پایان کار می‌شود.

ابزار برشی مناسب برای فلزات نرم

جمع‌بندی

هر متریال ویژگی‌ها و مشخصات فنی متفاوتی دارد که نحوه ماشینکاری آن‌ها را نیز متمایز می‌کند. فلزات نرم در برابر برش مقاوم نیستند اما تراشه‌های بلند و چسبنده تولید می‌کنند. بنابراین باید روش‌هایی را انتخاب کنیم که تولید تراشه را به حداقل برساند و طول تراشه‌ها کوتاه شود تا ماشینکاری آسان‌تر و با کیفیت‌تر انجام شود.