در زمینه ماشینکاری، ابزار برش معمولاً یک ابزار فلزی سخت است که برای برش، شکلدادن و حذف مواد از قطعه کار با استفاده از ابزارهای ماشینکاری و ابزارهای ساینده از طریق تغییر شکل برشی استفاده میشود.
ابزار برش ابزاری گوهای شکل با لبههای تیز است که برای حذف لایههای اضافی مواد از قطعه کار در حین ماشینکاری برای بهدستآوردن شکل، اندازه و دقت موردنظر استفاده میشود. ابزار برش محکم به ماشینابزار متصل است. سرعت نسبی بین قطعه کار و ابزار برش نیز توسط ترتیبات مکانیکی و دیگر ترتیبات مختلف برای حرکت ابزار برش تعیین میشود.
اکثر این ابزارها به طور خاص برای برش فلزات طراحی شدهاند. انواع مختلفی از ابزارهای برش تک لبه وجود دارد که از آلیاژهای فلزی سخت شده ساخته شدهاند. ابزارهای برش تک لبه عمدتاً در عملیات تراشکاری که بر روی ماشینهای تراش انجام میشود استفاده میشود و بسته بهاندازه و نوع ماده در حال تراشیدن از نظر اندازه و ترکیب آلیاژی متفاوت است.
ابزارهای فرز و حفاری اغلب ابزارهای چندنقطهای هستند. حفاری فقط برای ایجاد سوراخ در قطعه کار استفاده میشود. همه متهها دارای دو لبه برش هستند بهعبارتدیگر دو زاویه مخروطی مساوی آسیاب شدهاند که یک نیروی چرخشی روبهپایین برای برش مواد اعمال میکند. آسیاب انتهایی یا خردههای فرز مواد را از طریق نیروی چرخشی برش میدهد.
طبقهبندی ابزارهای برش
یک ابزار برش میتواند یک یا چند لبه برش اولیه داشته باشد که به طور همزمان در فرایند برش شرکت میکنند.
ابزارهای برش را میتوان به روشهای مختلفی طبقهبندی کرد. بااینحال، رایجترین روش بر اساس تعداد لبههای برش پیشرو است که به طور همزمان در فرایند برش شرکت میکنند. برایناساس میتوان ابزارهای برش را مطابق شکل زیر به سه گروه تقسیم کرد.
- ابزار برش تکنقطهای
- ابزار برش دونقطه
- ابزار برش چند نقطه
ابزار برش تکنقطه
ابزار برش تکنقطهای تنها از یک لبه برش اصلی تشکیل شده است که میتواند عملیات حذف مواد را در یکزمان انجام دهد. ابزار برش تکنقطهای در تراشکاری، شکلدهی و عملیات مشابه استفاده میشود. ابزار برش تکنقطهای غالباً ساخته شده از مواد سخت مانند فولاد کربن بالا، فولاد پرسرعت، سرامیک و الماس است.
ایراد استفاده از ابزارهای برش تکنقطه این است که یک لبه برش تمام کارها را انجام میدهد و ممکن است مواد بهسرعت حذف نشوند و احتمال شکستگی لبه افزایش یابد. اگر یکی از لبههای برش در حین استفاده شکسته شود، قبل از استفاده مجدد، کل ابزار باید متوقف و جایگزین شود.
ایراد دیگر استفاده از ابزارهای برش تکنقطهای وقتگیر بودن آنها است. برای مثال یک ابزار تکنقطهای، مانند ریمور تک تیغه، تنها یک لبه برش برای حذف مواد دارد. ریمورهای تک تیغه تنها با یک لبه کار میکنند و اغلب وقتگیر هستند.
از دیگر معایب ابزارهای برش تکنقطهای این است که در طول ماشینکاری در تماس دائمی با قطعه کار است. نتیجه افزایش سایش ابزار و کاهش عمر ابزار است. به دلیل تماس مداوم، سرعت افزایش دمای ابزار بالا است. این امر ازیکطرف سایش ابزار را تسریع میکند و از طرف دیگر باعث آسیب حرارتی به سطح تمام شده میشود. اگر دما خیلی زیاد شود، نوک ابزار ممکن است دچار تغییر شکل پلاستیکی شود و در نتیجه دقت ماشینکاری ضعیفی داشته باشد.
مزیت اصلی ابزارهای برش تکنقطه این است که طراحی و ساخت آنها بسیار آسان و سریع است و چنین ابزارهایی نسبتاً ارزان هستند.
ابزار برش دونقطه
ابزار برش دونقطهای از دو لبه برش تشکیل شده است که میتوانند در یک عملیات همزمان برش دهند. در مقابل، ابزار برش تکنقطهای تنها حاوی یک لبه برش اصلی است. علاوه بر این، یک لبه برش از طریق تقاطع یک صفحه چنگک و یک جناح به دست میآید؛ بنابراین ابزارهای برش دونقطه شامل دو صفحه چنگکی و دوپهلو هستند.
ابزار برش دونقطه مثال: دریل تنها نمونه برای این دسته است. توجه داشته باشید که متهها میتوانند بیش از دو لبه برش داشته باشند. بااینحال، متههای برش فلز معمولی (بدون اصلاح لبه برش) دارای دو لبه برش هستند.
عمل همزمان دو لبه برش گاهی اوقات یک مؤلفه نیروی برش مشخصی ایجاد میکند که دو لبه برشی به طور خودکار یکدیگر را حذف (کاهش میدهند). این کار ضربههای مختلف (مانند ناپایداری، لرزش و غیره) یک نیروی برش نامتعادل را کاهش میدهد.
ابزارهای برش چندنقطهای
یک ابزار برش چندنقطهای شامل بیش از دو لبه برش اصلی است که به طور همزمان در یک پاس کار میکنند. گاهی اوقات برشهای با دو لبه برش نیز بهعنوان ابزارهای چندبرش (بهجای برشهای دونقطه) در نظر گرفته میشوند. تعداد لبههای برش موجود در یکبرش چندنقطهای میتواند از سه تا چند صد متغیر باشد.
بر خلاف ابزار تکنقطهای، ابزار برش چندنقطهای امکان استفاده همزمان از بیش از یک لبه برش را فراهم میکند. در نهایت، ابزار چندنقطهای به چندین لبه ابزار اجازه میدهد تا مواد را به طور همزمان حذف کند. این ویژگی باعث میشود تا ابزارهای چندبرش یا ابزارهای “چند تیغه” سریعتر از ابزارهای تک برشکار کنند.
ازآنجاییکه مقدار حرارت تولید شده در لبههای برش در سراسر هر تیغه برش توزیع میشود، ابزار اغلب میتواند طولانیتر کار کند و در برابر سایش مقاومتر باشد. ریمور با کارایی بالا Diatool یک نمونه عالی از یک ابزار چندبرش است. در مقایسه با روشهای جایگزین، ریمور چند تیغه میتواند زمان چرخه را کوتاه کرده و کیفیت را افزایش دهد.
ابزارهای برش چندنقطهای دارای مزایای زیادی مانند بارکم برش برای هر دندان، سرعت و تغذیه بیشتر، MRR و بهرهوری بالا، همچنین کاهش سایش ابزار، دمای برش پایین و طول عمر بیشتر ابزار هستند.
همچنین دارای معایبی مانند بریدگیهای متناوب، لبههای برش یا قرارگرفتن دندانها در معرض بارهای نوسانی است. این باعث ایجاد صدا، لرزش و خرابی دائمی کاتر میشود. طراحی و ساخت کاتر نسبتاً دشوار است. این باعث میشود چنین کاتری گرانتر شود.
رایجترین ابزارهای برش
در اینجا لیستی از ابزارهای برشی که معمولاً مورداستفاده قرار میگیرند آورده شده است:
- ابزار چرخش تکنقطهای: این ابزار برش برای انجام عملیات تراشکاری در دستگاه تراش میباشد.
- مته: مته یک ابزار برشی است که سوراخی را در قطعه کار ایجاد میکند که دارای لبه برشی در نوک و شیاری در بدنه برای تخلیه برادهها است. این رایجترین ابزار در بین ابزارهای برش است.
- آسیاب (فرز برش): ابزار فرز یک اصطلاح عمومی برای ابزارهایی با چندین لبه برش در سطح بیرونی یا سطح انتهایی دیسک یا بدنه استوانهای است. قطعه کار را در حین چرخش برش میدهد. این عمدتاً در ماشین فرز و مرکز ماشینکاری استفاده میشود. مواد تیغه شامل الماس/CBN، فولاد پرسرعت و کاربید است. آسیاب انتهایی نیز نوعی ابزار فرز است.
- ریمور: ریمور ابزاری است که برای تکمیل سوراخ باز شده توسط مته باتوجهبه دقت موردنیاز استفاده میشود. مشابه ابزار برش، مواد تیغه شامل الماس/CBN، فولاد پرسرعت و کاربید است. تعداد لبههای برش بسته به قطر سوراخ و کاربرد آن از یک تا چند متغیر است. با استپ ریمور تیغه به چند مرحله تقسیم میشود که به این معنی است که چندین عملیات با یک ریمور امکانپذیر است.
- بروچ: دستگاه بروچینگ ابزاری برای ماشینکاری سطح قطعه کار یا سطح داخلی سوراخ در دستگاه برش است که در آن لبههای برش متعددی به ترتیب ابعاد در امتداد محور محیط بیرونی بدنه اصلی میلهای قرار گرفتهاند.
- فلای کاتر: این ابزار وظیفه فلای فرز را روی دستگاه فرز انجام میدهد.
- چرخ سنگزنی: این ابزار سنگزنی یک دستگاه ساینده است که در ماشین سنگزنی برای عملیات سنگزنی استفاده میشود.