ما هي متطلبات أدوات القطع وحاملي الأدوات في الطحن عالي السرعة؟

يعد القطع عالي السرعة (HSM) تقنية مهمة تستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا الطحن الحديثة. من خلال تطبيق تكنولوجيا الطحن HSM، لا يمكن فقط طحن المواد الناعمة والصلبة المختلفة، ولكن أيضًا يمكن تحقيق دقة ممتازة في قطع العمل. تقدم هذه المقالة متطلبات HSM لأدوات القطع وحاملي الأدوات.

1، متطلبات HSM لأدوات القطع
1. الشكل الهندسي
يؤثر اهتزاز الأداة بشكل مباشر على جودة السطح التي يتم الحصول عليها أثناء المعالجة. لذلك، من المهم للغاية الحفاظ على قوة قطع موحدة على الأداة أثناء المعالجة الدقيقة لـ HSM لتجنب التسبب في اهتزاز الأداة.
تأثير الخصائص الهندسية المتجاورة لأدوات القطع على قوة القطع:
1) التركيز الجيد يساعد على التوزيع الموحد للحمل على حافة القطع؛
2) يعد التداخل الأكبر لحواف القطع مفيدًا للحصول على خصائص قوة القطع الموحدة (زاوية حلزونية أكبر وعدد الأخاديد)؛
3) طول القطع القصير مفيد للحصول على صلابة أفضل (بالنسبة للجدار الحاد لأداة الآلة، يتم تقليل قطر العمود قليلاً)؛
4) حالة المقطع العرضي للنواة هي الأفضل، وتركيز الضغط في الأخدود هو الأصغر.

يمكن استخدام HSM لمعالجة المواد عالية القوة، مما يعني أن مقاومة التشوه تزداد مع زيادة صلابة المادة المراد معالجتها. تتطلب الزيادة في الحمل على حافة القطع تصميمًا ثابتًا للشكل الهندسي لحافة القطع. ومع ذلك، في ظل ظروف القطع عالية السرعة، سيتم توليد المزيد من حرارة الاحتكاك في المنطقة الحرة من سطح قطعة العمل، مما يعني أنه يجب تقليل زاوية الخلوص للأداة. لذلك، لا يمكن تحقيق زيادة استقرار حافة القطع إلا عن طريق تقليل زاوية المنحدر. في الحالات التي تكون فيها المادة صلبة للغاية وتكون مادة الأداة هشة، فقد يؤدي ذلك إلى زوايا سلبية.
يتم طحن نصف القطر المطابق بدقة عند طرف حافة القطع لتجنب الوصول إلى حالة السخونة الحمراء أو الكسر المحلي لحافة القطع عند تسخينها فجأة.
إذا كانت الدقة العالية مطلوبة لمعالجة شكل قطعة العمل، فإن نصف القطر الكروي لأداة المعالجة الدقيقة المستخدمة له تأثير مباشر على دقة شكل قطعة العمل المراد معالجتها. لذلك، كشرط أساسي، من المهم جدًا استخدام أدوات ذات تفاوتات نصف قطرية صارمة للغاية (ضمن نطاق الميكرومتر) في عملية المعالجة الدقيقة للأجزاء الدقيقة للغاية.

2. المواد والطلاءات
يجب أن تكون مادة الأداة أصعب من المادة المراد معالجتها. كلما زاد فرق الصلابة بين مادة قطعة العمل ومادة الأداة، قل تآكل الأداة، وزاد عمر خدمة الأداة. نظرًا لأن درجة الحرارة المحلية مرتفعة جدًا، فمن الضروري أيضًا التأكد من أن مادة الأداة لها خصائص مضادة للأكسدة.
تتطلب تقلبات الحمل الحراري الكبيرة ومتطلبات مقاومة الأكسدة لمواد الأداة في النهاية طلاءًا على أجسام أدوات كربيد التنجستن ذات الحبيبات الدقيقة.
أنظمة الطلاء التي تم تجربتها واختبارها، مثل TiN، وTiCN، وTiAlCN، وصلت سريعًا إلى حدودها القصوى في معالجة HSM. لذلك، تم تطوير نظام طلاء متعدد المكونات، يعتمد على نيتريد الألومنيوم العالي ومدمج مع عناصر أخرى مثل الإيتريوم، الفاناديوم، أو التنتالوم. باستخدام هياكل طبقة النانو، CBN، وPKD، يمكن أيضًا تحقيق أداء أعلى.
2، متطلبات HSM لحاملي الأدوات
نظرًا لسرعة المغزل العالية المطلوبة في تصنيع HSM، فمن الأفضل استخدام أنظمة حامل الأدوات HSK-A وHSK-E. نظرًا لتركيب شفة حامل السكين على رأس المغزل، يتمتع حامل السكين بدعم ميكانيكي واضح في الاتجاه Z، لذلك لن يتم سحبه إلى المغزل بسبب زيادة قوة الطرد المركزي عند السرعات العالية.

قد يكون الخطأ الأساسي قد حدث أثناء مرحلة التحضير للمعالجة، مما يجعل من المستحيل تحقيق اهتزازات صغيرة والتحكم الآمن في العملية. لتحقيق معالجة مستقرة لـ HSM، من الضروري تحقيق التوازن بين الأداة وجهاز حامل الأداة وفقًا للمتطلبات والتحقق من محوريتهما. من الضروري أيضًا مراعاة حد سرعة الدوران المتعلق بالكتلة غير المتوازنة.

ستؤدي أنظمة الأدوات الدوارة غير المتوازنة أو غير المركزية إلى:
1) نوعية السطح سيئة للغاية
2) عمر الأداة منخفض جدًا
3) ضعف استقرار المعالجة والسلامة
4) احتمالية حدوث ضرر لمغزل الطحن
يظهر بوضوح عدم التوازن والانحراف عن التركيز المثالي الناتج عن التغيرات المفاجئة أثناء المعالجة في الرسم التخطيطي أدناه:

لا يوجد انحراف مقارنة بالتركيز المثالي: خشونة نظرية أصغر

الانحراف عن التركيز المثالي: خشونة نظرية أكبر
الكتلة المتوازنة لها تأثير كبير على الأداء الديناميكي لنظام الدوران بأكمله.
عدم التوازن يعادل وجود جسم غريب الأطوار يدور. يمكن لهذا الجسم اللامركزي أن يسبب قوة طرد مركزية، والتي تزداد مع القيمة المربعة لسرعة الدوران. وهذا يعني أن قوة الطرد المركزي الناتجة عن نفس الخلل في المغزل بسرعة 42000 دورة في الدقيقة هي 441 مرة من المغزل بسرعة 2000 دورة في الدقيقة (212=441). لذلك، فإن عدم توازن جهاز حامل الأداة في المعالجة عالية السرعة له عواقب سلبية واضحة بشكل خاص.
من خلال تطبيق تقنية تثبيت الأداة في HSM، يمكنك استخدام حامل الأداة مع العناصر التالية:
تشاك
تقليل المفصل
لا ينصح باستخدام أنظمة بديلة مثل موصلات Weldon لأنها تحتوي على عيوب واضحة في معالجة HSM.

نظرًا لخصائص التخميد الممتازة لحامل الأداة مع ظرف، فإنه يمكن أن يحقق نتائج جيدة لعملية المعالجة القاسية. لذلك، مع الوصلة ذات القطر المنخفض، يمكنها تحقيق صلابة عالية للغاية ودقة التكرار. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية للحصول على سطح مثالي لقطعة العمل. يتيح لك استخدام الوصلات ذات القطر المنخفض تحقيق تركيز دقيق للغاية (الانحراف أقل من 0.003 مم) ونقل عزم الدوران بشكل كبير.
هيكل التصميم لمختلف حاملات الأدوات ذات القطر المنخفض: يعتمد نقل عزم الدوران على هيكل تصميم معدات التثبيت؛ قد تختلف هياكل التصميم بشكل كبير.