نکته های کوچک ماشینکاری CNC – سوراخکاری با روش U-Drilling

در فرآیند U-drilling قطر سوراخ در یک مرحله ایجاد می شود. لذا نیازی نیست و معمولا نباید از پیش مته استفاده کرد؛ چرا که منجر به شکستن ابزار می شود. وجه قابل توجه این فرآیند حجم براده برداری بالا نسبت به دیگر فرآیندهای سوراخکاری است و معمولا سوراخهای با طولهای ۲ تا ۵ برابر قطر با این روش ایجاد می گردد. دقت قطر قابل دستیابی در این روش در محدوده IT 12-13 است و سوراخ با قطری زیر اندازه نامی ایجاد می شود. به عنوان مثال برای سوراخ با قطر ۵۰mm، قطر سوراخ حدود ۰٫۲-۰٫۳mm کوچکتر از اندازه خواهد بود. در حالیکه با دیگر روشهای سوراخکاری، رده تلرانسی مرسوم قابل حصول IT 8-9 است که در برخی موارد با مته های خاص تر حتی می توان به تلرانسهای IT 6-7 نیز دست یافت. البته سازندگان مختلف ابزارهای U-drill با ارائه روشهایی مانند قابلیت تنظیم اینسرت ها، هلدرهای قابل تنظیم و یا استفاده از بوشهای خارج از مرکز، به ابعاد تلرانسی IT9-10 و قطر سوراخی نزدیکتر به یا بزرگتر از حد نامی را نیز قابل دستیابی می دانند.

شکل بوش خارج مرکز (این بوش توسط خود کاربر نیز قابل ساخت است)، مرجع تصویر: کاتالوگ شرکت سندویک

طبق توصیه سازندگان ابزار، برای سوراخکاری روی یک فولاد کم کربن (مانند CK45) سرعت برشی ۱۹۰-۲۹۰m/min و سرعت پیشروی ۰٫۱-۰٫۲mm/rev پیشنهاد شده است. بر خلاف تصور مرسوم ماشینکاران داخلی، سرعت های پیشنهادی (حداقل کف سرعت پیشنهادی سازندگان) قابل حصول بوده و غیر قابل دسترس نیست. ولیکن در انتخاب پارامترها بایستی نکاتی رعایت شود که در ادامه به برخی از آنها اشاره شده است.

با توجه آنکه در روش U-drilling، حتی در سوراخ های راه بدر، تا آخرین لحظه سوراخ کور است و براده ها فقط از قسمت عقب مته خارج می شوند لذا خنک کاری ابزار و شکل براده ها بسیار مهم است. لازم است در این روش پارامترهای ماشینکاری به نحوی تنظیم شوند که براده ها به اندازه مناسب و متناسب با قطر سوراخ شکسته شوند که اطمینان کامل از خروج براده از سوراخ حین فرآیند وجود داشته باشد.

همانطور که می دانید در کاتالوگ های سازندگان برای هر ابزار با توجه به جنس قطعه مورد ماشینکاری، پارامترهای پیشنهادی داده شده است. مصرف کننده با توجه به محدودیت هایی که دارد مانند نوع ماشین، توان ماشین، عمر ابزار، دقت و دیگر موارد پارامترهای پیشنهادی را با توجه به تجربیات خود اصلاح می نماید. در فرآیند U-drilling توان ماشین یکی از محدودیت های مهم در انتخاب پارامترهای ماشینکاری است.

جدول زیر به عنوان نمونه نشان می دهد که چه طور در یک ماشین کوچک که توان اسپیندل آن به ۵٫۵KW محدود است (مراجعه شود به فیلم سوراخکاری با U-Drillingروی ماشین VMC-640L که در کانال تلگرامی پویاکار منتشر شده است)، کاربر به دلیل محدودیت توان ماشین مجبور شده است دور و پیشروی کمتری را برای فرآیند خود انتخاب کند. در حالیکه اگر همین فرآیند روی ماشینهای بزرگتر (با اسپیندل ۷٫۵-۱۰KW) اجرا شود سرعت ها و پیشروی ها به میزان قابل توجهی قابل افزایش می باشد (نمونه شرایط اجرا شده روی یک فرز سنتر عمودی: قطر سوراخ ۵۰mm، دور ۸۰۰-۱۰۰۰rpm، سرعت پیشروی ۴۰-۵۰mm/min) در صورتی که همین مورد روی دستگاه تراش سنتر اجرا شود پارامترها به ویژه سرعت پیشروی به دلیل بهبود شرایط خنک کاری باز هم قابل افزایش می باشد. معمولا فرزهای سنتر عمودی به طور استاندارد به سیستم خنک کاری مرکزی ابزار (CTS) مجهز نیستند. ولیکن در دستگاه های تراش سنتر مایع خنک کاری از طریق تارت به سادگی از مرکز ابزار (غیر دوار) عبور می کند و در این شرایط می توان دور و پیشروی را در شرایط مشابه جنس ماده و ابزار مورد استفاده، به میزان قابل توجهی نسبت به فرز سنتر بدون خنک کاری مرکزی بالا برد.

شرایط دو شرایط یک شرایط کاتالوگ واحد نماد پارامتر
۵۰ ۴۰ ۴۰ mm D قطر
۱۵۷ ۱۰۰ ۱۹۰ m/min Vc سرعت برشی
۱۰۰۰ ۸۰۰ ۱۵۱۳ rpm n دور
۰٫۰۵ ۰٫۰۳۸ ۰٫۱ mm/rev f سرعت پیشروی
۵۰ ۳۰ ۱۵۱ mm/min Vf سرعت پیشروی
۵٫۶ ۲٫۱۵ ۱۰٫۹ KW P توان مصرفی (محاسباتی)

یکی از مشکلاتی که مختص بازار ما می باشد استفاده از اینسرت های با کیفیت متفاوت، نامنطبق با شرایط نوشته شده در کاتالوگ و بعضا تقلبی است. لذا هنگام انتخاب پارامترهای ماشینکاری بایستی به تفاوت بین اینسرت و هولدر یک برند معروف و یک برند متوسط یا پایین توجه کرد. در این گونه موارد، ابزار (هلدر و اینسرت) عامل محدود کننده پارامترهای ماشینکاری خواهد بود نه اندازه و توان ماشین. البته معمولا ماشینکاران داخلی برای حفظ عمر اینسرت نیز، دور و پیشروی را نسبت به میزان توصیه شده پایین می آورند. البته توجه شود که عمر ابزار با توان دو به سرعت برشی و با توان یک با پیشروی رابطه دارد. یعنی در صورت نیاز به حفظ عمر اینسرت بهتر است بیشتر از سرعت برشی کاسته شود تا پیشروی.

یکی از مخاطرات مرسوم در U-drilling در صورت عدم انتخاب صحیح پارامترهای ماشینکاری احتمال شکست اینسرت است. در این صورت نوک ابزار U-drill که ابزار گرانی است ذوب می شود و دیگر قابل استفاده نخواهد بود. لذا بهتر است ابتدا با دور و پیشروی پایین کار سوراخکاری شروع شود و با کنترل صدای ماشینکاری، دما و نوع براده حاصله؛ بهترین پارامتر انتخاب گردد. در ضمن هر زمان که مارک اینسرت عوض شد دوباره این فرآیند احتیاطی اجرا شود.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *