Ποια είναι τα θετικά και αρνητικά εργαλεία κοπής γωνίας γωνίας;

 

Τα θετικά και αρνητικά εργαλεία γωνίας γωνίας είναι θεμελιώδεις τύποι εργαλείων κοπής των οποίων η γεωμετρία διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην απόδοση της επεξεργασίας. Μεταξύ των διαφόρων γεωμετρικών παραμέτρων, η γωνία της γρανίματος-η γωνία μεταξύ της επιφάνειας του εργαλείου και ενός επιπέδου αναφοράς κάθετο στην επιφάνεια κοπής-είναι ιδιαίτερα σημαντική. Με βάση την κατεύθυνση αυτής της γωνίας, τα εργαλεία κατηγοριοποιούνται ως έχουν είτε θετική είτε αρνητική τσουγκράνα. Αυτό το άρθρο παρέχει μια συστηματική επισκόπηση των διαρθρωτικών χαρακτηριστικών τους, των αρχών λειτουργίας και των κατάλληλων εφαρμογών.

 

 

I θετικά εργαλεία γωνίας γραννών

 

Αυτά τα εργαλεία διαθέτουν ένα πρόσωπο με κεκλιμένη προς τα μέσα προς το τεμάχιο, σχηματίζοντας μια γωνία τσουγκράνας μεταξύ +5 βαθμός και +15 βαθμός. Δομικά, έχουν μια πιο έντονη αιχμή και μια μικρότερη περιοχή επαφής μεταξύ του προσώπου τσουγκράνα και του τσιπ. Αυτός ο σχεδιασμός διευκολύνει την ομαλή ροή τσιπ και μειώνει την αντίσταση κοπής.

 

 

II Αρνητικά εργαλεία γωνίας γρανίτη

 

Αντίθετα, τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας έχουν ένα πρόσωπο τσουγκράνας που κλίνει προς τα έξω από το σημείο κοπής, δημιουργώντας μια γωνία τσουγκράνα -5 βαθμό σε -10 βαθμό. Χαρακτηρίζονται από μια άκρη αιχμής και μια πιο παχύτερη, πιο ισχυρή άκρη, προσφέροντας μεγαλύτερη δύναμη και ανθεκτικότητα.

 

 

Iii Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

 

Τα θετικά εργαλεία τσουγκράνας μειώνουν τη δύναμη κοπής κατά 15-25%, βελτιώνουν την εκκένωση των τσιπ, την ελαχιστοποίηση του σχηματισμού ακτινοβολίας και την απόδοση καλύτερων επιφανειακών φινιρίσματος (RA <1,6 μm). Ωστόσο, η κατώτερη αντοχή τους στην άκρη τους καθιστά επιρρεπείς σε τσιπς κατά τη διάρκεια διακεκομμένων περικοπών ή όταν επεξεργάζονται σκληρά υλικά. Έχουν επίσης φτωχότερη διαρροή θερμότητας, οδηγώντας σε φθορά κατά τη διάρκεια των λειτουργιών υψηλής ταχύτητας και συνήθως μικρότερη διάρκεια ζωής εργαλείων -30-40% λιγότερο από τα αρνητικά τους αντίστοιχους.

 

Τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας προσφέρουν πάνω από 50% υψηλότερη αντοχή στο άκρο, βελτιωμένη διάχυση θερμότητας (θερμοκρασίες κοπής μειωμένες κατά 15-30 βαθμούς) και συχνά διαθέτουν σχέδια διπλής όψης για αναστρέψιμη χρήση. Στο κάτω μέρος, παράγουν 20-30% υψηλότερες δυνάμεις κοπής, απαιτούν μεγαλύτερη ισχύ μηχανής και είναι πιο επιρρεπείς σε δόνηση, ειδικά σε μακρές ρυθμίσεις προεξοχών.

 

 

 

IV Σύγκριση εφαρμογών και πειραματικός σχεδιασμός

 

Για την παροχή πρακτικής καθοδήγησης για την επιλογή εργαλείων, διεξήχθη συγκριτική μελέτη χρησιμοποιώντας εργαλεία καρβιδίου με {0}} βαθμό και -6 γωνίες γρατζουνιών. Και οι δύο ήταν επικαλυμμένα με Tialn ένθετα YG8 με ακτίνα άκρων 0,4 mm. Το τεμάχιο εργασίας σβήθηκε και μετριάστηκε 45# χάλυβα (Φ50 χ 200 mm, HRC 28-32), κατεργασμένο σε τόρνο CA6140. Οι μετρήσεις περιελάμβαναν την τραχύτητα της επιφάνειας (Mitutoyo SJ -210), τη φθορά εργαλείων (μικροσκόπιο Olympus DSX510), τη δύναμη κοπής (Kistler 9257B) και τη θερμοκρασία (θερμόμετρο Fluke Ti400 IR).

 

Σταθερές παράμετροι: βάθος κοπής (AP=1 mm), ρυθμός τροφοδοσίας (f=0. 15 mm\/rev)

Μεταβλητή: ταχύτητα κοπής (V=60 - 180 m\/min), επαναλαμβάνεται τρεις φορές ανά κατάσταση για αξιοπιστία.

 

 

V Αποτελέσματα και Ανάλυση

 

Η φθορά του εργαλείου αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας ένα όριο φθοράς πλευρών VB=0. 3 mm. Τα θετικά εργαλεία τσουγκράνας φορούσαν βραδύτερα σε υψηλές ταχύτητες, αλλά ήταν επιρρεπείς σε χτισμένη άκρη σε χαμηλές ταχύτητες. Τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας εκτελούνται πιο σταθερά σε ταχύτητες μεσαίου έως χαμηλής, αλλά φορούσαν γρηγορότερα σε υψηλές ταχύτητες. Η μικροσκοπία αποκάλυψε ότι οι επικαλύψεις Tialn παρέμειναν ανθεκτικές στην οξείδωση ακόμη και σε αυξημένες θερμοκρασίες.

 

Τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας εμφάνισαν έως και 50-70% μεγαλύτερη διάρκεια ζωής εργαλείων. Οι τρόποι αποτυχίας διέφεραν: Τα θετικά εργαλεία τσουγκράνας απέτυχαν λόγω της φθοράς του κρατήρα και της άκρης, ενώ τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας έδειξαν περισσότερη ομοιόμορφη φθορά, υποδεικνύοντας καλύτερη αντίσταση στη θραύση.

 

Όσον αφορά τη δύναμη κοπής, τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας απαιτούσαν περίπου 17% περισσότερη δύναμη κατά μέσο όρο. Μια αύξηση 1 βαθμού στην αρνητική αύξηση της δύναμης κοπής κατά περίπου 1%, που σημαίνει μετατόπιση από +5 βαθμό σε -5 αυξημένη δύναμη κατά σχεδόν 10%. Παρά τις υψηλότερες δυνάμεις κοπής, τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας επωφελήθηκαν από τη βελτίωση της αντοχής των άκρων και του θερμικού ελέγχου σε υψηλές ταχύτητες.

 

Οι αναγνώσεις θερμοκρασίας έδειξαν ότι τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας διατηρούσαν τις θερμοκρασίες κοπής 15-25 βαθμών χαμηλότερες από τα θετικά εργαλεία τσουγκράνας, ειδικά εμφανή σε ταχύτητες άνω των 120 m\/min.

 

Τα αποτελέσματα της τραχύτητας της επιφάνειας ευνοούσαν τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας (RA: 1,2-1,5μm έναντι 1,6-2. 0 μm). Οι κατεργασμένες επιφάνειες τους ήταν ομαλότερες με λιγότερα burrs και σημάδια δόνησης, χάρη στην καλύτερη ακαμψία του συστήματος και πιο σταθερή γεωμετρία άκρων.

 

 

Vi συμπέρασμα

 

Τα αρνητικά εργαλεία τσουγκράνας καρβιδίου επιδεικνύουν ανώτερη ζωή εργαλείων, θερμική σταθερότητα και επιφανειακή ποιότητα, τα οποία είναι κατάλληλα για τη σύγχρονη κατεργασία υψηλής ταχύτητας. Τα θετικά εργαλεία τσουγκράνας, με τις χαμηλότερες δυνάμεις κοπής τους, είναι προτιμότερα σε ρυθμίσεις χαμηλής διόρθωσης. Η καλύτερη επιλογή γωνίας Rake εξαρτάται από το υλικό του τεμαχίου, την κατάσταση της μηχανής και το συγκεκριμένο στάδιο κατεργασίας.