في تصنيع القوالب الحديثة، مع زيادة متطلبات الجماليات والوظائف للمنتجات الجديدة في صناعات الميكانيكا والإلكترونيات والسيارات والأجهزة المنزلية، أصبحت الأجزاء أكثر تعقيدًا مما جعل أشكال القوالب أكثر تعقيدًا أيضًا، وزادت نسبة الأسطح الحرة. هذا يتطلب تقنيات معالجة القوالب بمستويات أعلى. نظرًا لتعقيد هيكل القالب وارتفاع دقة المتطلبات، هناك اختلافات كبيرة في خصائص شكل السطح والمواد في أجزاء مختلفة، مما يتطلب استخدام أدوات قطع مختلفة. يقدم هذا المقال مقدمة موجزة عن حالات معالجة أدوات قطع القوالب.

(1) أدوات القطع الكبيرة من سلسلة XMR01 من تشو تشو الماس.

(1) مجالات التطبيق. تستخدم أدوات القطع الكبيرة على نطاق واسع في صناعة القوالب، حيث تكون كفاءة المعالجة أعلى من أدوات الشكل، حيث تُستخدم الأدوات ذات الشفرات الرباعية بشكل رئيسي في الفريزات المسطحة، بينما تُستخدم أدوات الشفرات على شكل W بشكل شائع في الفريزات ذات التجاويف.

(2) خصائص الأدوات.

1) كفاءة القطع عالية، حيث يقلل الزاوية الرئيسية الصغيرة لشفرات التركيب من القوة الشعاعية الناتجة أثناء القطع، مما يقلل من اهتزاز الأدوات إلى الحد الأدنى، ويزيد بشكل كبير من سرعة التغذية.

2) في معظم الحالات، يمكن استبدال الشفرات الدائرية التقليدية، حيث تتمتع الشفرات ذات الزاوية الرئيسية الأصغر والحافة العريضة بكفاءة عالية في إزالة بقايا المواد.

3) عند معالجة الأسطح المائلة أو الحلزونية، يجب تقليل سرعة التغذية؛ أثناء عملية الحفر، يجب أن تكون كمية التغذية المحورية أقل من 0.2 مم/دورة، مع وجود قطع طويلة، يجب الانتباه للسلامة؛ أثناء معالجة الفتحات الحلزونية، يجب ألا تتجاوز كمية القطع الخلفية الأسبوعية الحد الأقصى للقطع الخلفية ap؛ يمكن أيضًا استخدام الشفرات على شكل S في معالجة الفريزات (انظر الشكل 4-93).

الشكل 4-93 معالجة الأسطح المائلة والحلزونية.

4) الشفرات متوفرة بنوعين Z و S؛ واجهات التركيب تشمل واجهة مستقيمة وواجهة أنبوبية مع مفتاح طرف.

(3) توضيح خصائص أدوات الفريز من سلسلة XMR01. تتمثل خاصية أدوات القطع الكبيرة في تحويل القوة الرئيسية للقطع إلى الاتجاه المحوري، مما يقلل بشكل كبير من القوة الشعاعية، ويزيد من مقاومة الأدوات للصدمات، بالإضافة إلى أن هذا الهيكل يمكن أن يقلل من الاهتزاز بشكل فعال أثناء الفريزات ذات الامتداد الكبير (انظر الشكل 4-94).

الشكل 4-94 أدوات الفريز من سلسلة XMR01.

أ) رسم تركيب أداة الفريز ب) الشفرات ج) رسم توضيحي للمعالجة.

(4) حالات تطبيق نموذجية لأدوات سلسلة XMR01 (معالجة القوالب).

1) اسم العميل: مصنع قوالب محلي.

2) اسم الجزء: قالب تجويف.

3) مادة المعالجة: فولاذ 45.

4) طريقة التبريد: جافة.

5) طريقة المعالجة: معالجة خشنة على ارتفاع متساوي.

6) الأداة: XMR01-063-A22-WP08-04، الشفرة: WPGT080615ZSR، رقم الشفرة: YBM351.

7) الأداة الأصلية: TXP08-63-22 (علامة تجارية أجنبية)، الشفرة الأصلية: RB7025/XPKT08T516TR.

8) معلمات القطع: vc=800 دورة/دقيقة، ap=1.2 مم، vf=4000 مم/دقيقة.

9) نتائج التجربة: تم استخدام الأداة لمدة 180 دقيقة، بينما تم استخدام RB7025 لمدة 157 دقيقة، وكانت كفاءة القطع أفضل من أدوات العلامة التجارية المستوردة.

(5) حالات تطبيق نموذجية لأدوات سلسلة XMR01 (معالجة الفولاذ المطروق).

1) اسم العميل: شركة آلات ثقيلة محلية.

2) اسم الجزء: قالب واقي خزان الوقود للسيارة.

3) مادة المعالجة: فولاذ مطروق 55.

4) طريقة التبريد: قطع جاف.

5) طريقة المعالجة: فريز مسطح؛ معالجة إدخال حلزوني.

6) قطر الثقب المسبق: φ45 مم، قطر القطع: 115 مم، عمق المعالجة الكلي: 60 مم.

7) الأداة: XMR01-063-A22-WP08-04، الشفرة: WPGT080615ZSR، رقم الشفرة: YBG212.

8) الأداة الأصلية: FCP05 X65.080AN-1 (علامة تجارية أجنبية)، رقم الشفرة: LC280TT (علامة تجارية أجنبية).

9) معلمات القطع: n=610 دورة/دقيقة، vc=120 م/دقيقة، ap=2 مم، vf=1500~2000 مم/دقيقة.

10) تأثير المعالجة: الفريز المسطح: أداء الأداة جيد في معالجة التجربة، حيث كانت الشفرات المستخدمة ذات تآكل قليل، ولم يكن هناك ظاهرة كسر الحواف، وكانت الصلابة والمرونة جيدة؛ الفريز الحلزوني: أداء جيد في معالجة التجربة، خاصة في معالجة الفريز الحلزوني، حيث كان تآكل الشفرات متساويًا، وكانت الصلابة والمرونة جيدة.

11) أداء أدوات XMR المستخدمة في الفريز المسطح والفريز الحلزوني أفضل بشكل عام من أدوات العلامة التجارية المستوردة.

(2) أدوات الفريز الدقيقة من أوشي.

طورت أوشي أدوات فريز كروية دقيقة قابلة للتبديل PFB (انظر الشكل 4-95) لتلبية احتياجات المعالجة المتزايدة في صناعة القوالب. تتوفر PFB بثلاثة أنواع مختلفة من الأجسام، بما في ذلك جسم فولاذي، وجسم كربيد صلب قصير، وجسم كربيد صلب طويل، مع أقطار مقبض تتراوح من φ8 إلى φ32 مم.

الشكل 4-95 أداة الفريز الكروية PFB.

كما تتوفر الشفرات بأربعة أنواع مختلفة، ويمكن للعملاء اختيار الجسم والشفرات الأنسب وفقًا لظروف المعالجة ومواد المعالجة المحددة، كما هو موضح في الجدول 4-22 والجدول 4-23.

الجدول 4-22 أداء الشفرات.

الجدول 4-23 تأثير المعالجة المحدد لـ PFB.

(3) أدوات الفريز ذات التغذية السريعة من شانغو.

تتميز أدوات القطع المستخدمة في طريقة المعالجة بالتغذية السريعة بزاوية انحراف رئيسية صغيرة، مما يؤدي إلى قوى شعاعية صغيرة وقوى محورية كبيرة؛ وبالتالي، فإن خطر الاهتزاز أثناء عملية المعالجة يكون منخفضًا، مما يجعل المعالجة سلسة. خاصة عندما تكون الأداة ممدودة بشكل كبير، يمكن استخدام معلمات قطع نسبية أعلى بسبب الاهتزاز المنخفض. أدوات القطع بالتغذية السريعة، بزاوية انحراف رئيسية صغيرة، وعمق قطع ضحل، ولكن الجزء المشارك في القطع من الحافة أطول، مما يزيد من قوة الحافة. في هذه الطريقة، تكون كمية التغذية لكل سن كبيرة، وسرعة الحركة سريعة؛ مما يساعد على تقليل حدوث تصلب المعالجة، وكذلك تقليل تراكم الحرارة الناتجة عن القطع على جسم الأداة؛ لذلك فهي مناسبة لقطع المواد الصعبة مثل سبائك الحرارة العالية.

1. سلسلة أدوات القطع Jabro للتغذية السريعة الصلبة، مثالية للأجزاء الصغيرة والتجاويف الصغيرة (انظر الشكل 4-96). JHF980 مناسبة لمعالجة قطع الصلب والفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر والسبائك الفائقة. JHF180 مناسبة لمعالجة الفولاذ المعالج.

الشكل 4-96 أدوات القطع Jabro للتغذية السريعة الصلبة.

2. أدوات القطع Minimaster الصغيرة للتغذية السريعة، في نطاق φ8～φ12mm، تتمتع أدوات القطع Jabro الصلبة بصلابة أفضل، لذا يجب اختيارها للاستخدام في التطبيقات ذات العمق القطعي الصغير.

تقدم Minimaster الصغيرة (انظر الشكل 4-97) مرونة جيدة، حيث أن لكل قطر شكل مقبض مختلف، مما يسمح باختيار أفضل طول للأداة للتطبيق المحدد.

الشكل 4-97 أدوات القطع Minimaster الصغيرة للتغذية السريعة.

3. أدوات القطع R217/220.21 من سلسلة الزاوية الثلاثية للتغذية السريعة، سلسلة من قواعد الشفرات الثابتة، تشمل قضبان الأدوات وأجسام أدوات القطع العمودية. مناسبة لعمليات الفريز السطحي، الفريز التجويفي، الفريز الحلزوني والفريز المدخل.

R220.21: جسم أداة القطع العمودية.

R217.21: أشكال مختلفة من قضبان الأدوات.

شفرات 218.19: تشمل 4 مواصفات مختلفة، تغطي نطاق القطر من φ16～φ208mm. خيارات واسعة من أشكال الشقوق ودرجات المواد، مناسبة لجميع أنواع المواد (انظر الشكل 4-98).

الشكل 4-98 أدوات القطع R217/220.21 من سلسلة الزاوية الثلاثية للتغذية السريعة.

4. سلسلة SC12 المربعة للتغذية السريعة، شفرات SCET120630T: بسماكة 6.35mm. نوع الشفرات، نصف قطر حافة الشفرات 3.0 mm. تستخدم بشكل رئيسي في تطبيقات المعالجة الخشنة ذات الحمولة الثقيلة في ظروف مستقرة. مناسبة عندما تكون الأداة في وضع أفقي بالنسبة للقطعة أثناء عملية الفريز (انظر الشكل 4-99).

الشكل 4-99 سلسلة SC12 المربعة للتغذية السريعة.

5. أدوات القطع HF2 وHF4 للتغذية السريعة، الشفرات من النوع L هي سلسلة جديدة من أدوات القطع ذات القطر الصغير والتغذية العالية، تهدف إلى توفير إنتاجية عالية للغاية لآلات CNC الحديثة. مقطع الشفرات الكبير وسماكتها يزيدان من القوة، بينما يمكن أن تمنع القوس الخارجي حواف القطع من الانكسار، وتصميم "التوازن الديناميكي الجيد" يجعل عملية الفريز التجويفي سلسة، خاصة عند استخدام مقبض طويل. توفر الشفرات الثنائية LO كفاءة معالجة أعلى واقتصادية. كما تتوفر بأبعاد إنشية ودرجات مواد شفرات كاملة، تغطي مجموعة واسعة من المواد بما في ذلك الفولاذ المعالج والفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الحرارية (انظر الشكل 4-100).

الشكل 4-100 أدوات القطع HF2 وHF4 للتغذية السريعة.

6. سلسلة HF6 من الزاوية الثلاثية الثنائية، تحتوي على 6 تصميمات فعالة لحواف القطع، وتصميمات ثلاثية من أشكال الشقوق ME13 وM15 وMD17، مع مواد شفرات مختلفة، تستخدم لمواد قطع مختلفة (انظر الشكل 4-101).

الشكل 4-101 سلسلة HF6 من الزاوية الثلاثية الثنائية.

7. سلسلة ON09 من أدوات القطع الثنائية للتغذية السريعة، تحتوي على 16 حافة قطع فعالة، بفضل تصميم قاعدة الشفرات الفريدة، تتمتع بدقة محورية وشعاعية عالية؛ توفر عمر أداة أطول وقابل للتنبؤ؛ تستخدم نفس الشفرات R220.48-ON09 (تنتمي إلى نطاق سلسلة أدوات القطع الثنائية)، 16 حافة فعالة، توفر اقتصادًا ممتازًا؛ تقلل من كمية مخزون الشفرات (تستخدم نفس نوع الشفرات المستخدمة في أدوات القطع الثنائية)؛ جسم الأداة المغلف بطبقة النيكل يوفر عمر استخدام أطول للجسم (انظر الشكل 4-102).

الشكل 4-102 سلسلة ON09.

أ) رسم توضيحي لتجميع الأداة ب) رسم توضيحي لتجميع الأداة.

(رابعًا) أدوات القطع Taikolo.

1. أدوات القطع DoFeed ذات التغذية العالية.

(1) مقدمة المنتج. أدوات القطع DoFeed ذات التغذية العالية (انظر الشكل 4-103) منذ إطلاقها، تم استخدامها على نطاق واسع في مجالات القوالب والطيران وتوليد الطاقة، مناسبة للفريز السطحي، الفريز الشقوق، الفريز التجويفي، الفريز المائل، الفريز المدخل والفريز الحلزوني للمعالجة الخشنة الفعالة للمواد مثل الصلب والفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر وسبائك التيتانيوم وسبائك النيكل والفولاذ المعالج.

الشكل 4-103 أدوات القطع DoFeed ذات التغذية العالية.

(2) ميزات المنتج. تصميم الشفرات الأربعة ذات الحواف القاطعة الاقتصادية للغاية، تصميم جسم الأداة مع فتحات تبريد يضمن تدفق الشوائب بسلاسة، تصميم الهيكل الجيومتري ذو المقاومة المنخفضة يضمن قطعًا بدون اهتزاز، أدوات القطع EXN03 مناسبة للمعالجة الفعالة لآلات الطاقة المتوسطة والصغيرة، أدوات القطع EXN06 مناسبة للمعالجة الفعالة لآلات الطاقة المتوسطة إلى الكبيرة، 4 أنواع من مواد الشفرات يمكن أن تلبي احتياجات معالجة المواد المختلفة.

(3) أمثلة تطبيقية.

1) اسم القطعة: قطعة هيكل الطيران (انظر الشكل 4-104).

الشكل 4-104 قطعة هيكل الطيران.

2) مادة القطعة: سبيكة التيتانيوم.

3) التطبيق: الفريز التجويفي.

4) آلة العمل: مركز المعالجة MC، مقبض قوي BT50.

5) سائل القطع: قابل للذوبان في الماء.

6) قضيب الأداة: EXN03R025M25.0-05، الشفرات: LNMU06X5ZER-ML AH725.

7) معلمات القطع: vc=40m/min، fz=0.7mm/z، vf=1790mm/min، ap=0.5mm.

8）نتيجة القطع: كفاءة المعالجة هي 3.3 مرة من أداة القطع الأصلية.

 

2. أداة الفريزة عالية الدقة BallFinishNose من تايكولو

（1）مقدمة المنتج. أداة الفريزة عالية الدقة BallFinishNose القابلة للتدوير (انظر الشكل 4-105) تستخدم آلية قفل فريدة وتصميم نظام نقل تبريد جديد، مما يجعلها أداة موصى بها في صناعة القوالب. تصميم شكل تحديد الشفرات غير المتماثل يضمن قفلًا قويًا، وتساعد هذه الآلية في تحقيق دقة سطح جيدة وعمر أداة طويل ومستقر.

الشكل 4-105 أداة الفريزة عالية الدقة BallFinishNose القابلة للتدوير

（2）خصائص المنتج

1） تصميم الشفرات غير المتماثل يحسن دقة إعادة تحديد الشفرات القابلة للتدوير، مما يضمن الحد الأدنى من الاهتزاز ودقة عالية.

2） يمكن أن تلبي شفرات الكرة وشفرات الزاوية الاحتياجات المعالجة لصناعة القوالب.

3） يمكن استخدام شفرات الكرة عالية الدقة في المعالجة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة.

4） تحتوي الشفرات على قنوات في 3 اتجاهات لتوفير سائل القطع الكافي لحافة القطع.

(3) أمثلة تطبيقية.

1）اسم العمل: قالب قطع غيار السيارات (انظر الشكل 4-106).

الشكل 4-106 قالب قطع غيار السيارات

2）مادة العمل: SKD11 (60HRC).

3）التطبيق: معالجة الشكل.

4）آلة العمل: مركز معالجة أفقي، حامل أداة BT50.

5）سائل القطع: تبريد داخلي.

6）عمود الأداة: EBFM20S20C220، الشفرات: ZFBM200R00-MJ AH710.

7）معلمات القطع: vc=283m/min، fz=0.39mm/z، ap=0.15mm.

8）نتيجة المعالجة: زيادة عمر الأداة بمقدار 1.3 مرة.

 

（خمسة）أداة الفريزة من الحجر السهمي

تسمى أداة الفريزة السريعة أيضًا أداة الفريزة عالية التغذية، ومبدأها هو تقليل القوة القطعية الشعاعية للأداة من خلال تصميم شكل الأسنان الطرفية، وزيادة القوة القطعية المحورية للأداة، وبالتالي الاستفادة من خصائص مقاومة الضغط العالية للمواد الصلبة، لتحقيق هدف إزالة الفائض بسرعة، لذلك بالمقارنة مع أدوات الفريزة العادية، تتمتع بامتداد أكبر، وكمية قطع أكبر لكل سن.

1. أداة الفريزة السريعة القابلة للتبديل.

（1）مقدمة المنتج. أداة الفريزة العمودية القابلة للتبديل (انظر الشكل 4-107) هي واحدة من اتجاهات تطوير أدوات الفريزة المصنوعة من الكربيد الصلب، حيث أطلقت العديد من شركات الأدوات الرائدة في العالم منتجات مماثلة، وبفضل خصائص أداة الفريزة السريعة، فإنها ليست حساسة لعمق المعالجة مثل أدوات الفريزة العادية، وبالتالي يمكنها معالجة الأخاديد أو الأسطح ذات الامتداد الكبير. المواصفات: φ8mm، φ10mm، φ12mm، φ16mm، φ20mm وφ25mm.

الشكل 4-107 أداة الفريزة السريعة القابلة للتبديل

أ）أداة الفريزة ورأس الأداة ب）سلسلة أدوات الفريزة

（2）خصائص المنتج

1）كفاءة إنتاج عالية، يمكن أن تصل التغذية إلى 1～1.6mm/r.

2）تستخدم تصميم مخروط قصير مع خيوط على شكل T، اتصال موثوق، دقة تحديد عالية، توازي ≤0.015mm.

3）يمكن استخدام عمود الأداة مع أنواع متعددة من رؤوس الأدوات.

4）تكلفة منخفضة، يمكن استبدال الرأس فقط بعد التآكل.

5）يمكن أن تصل أقصى عمق معالجة إلى أكثر من 6 أضعاف القطر.

(3) أمثلة تطبيقية.

1）الجزء: دوار متكامل غير حر الشكل (انظر الشكل 4-108).

الشكل 4-108 دوار متكامل غير حر الشكل

أ）قطعة العمل الدوارة ب）صورة لموقع المعالجة

2）مادة الجزء: FV520B.

3）أبعاد الجزء: φ16mm أداة فريزة سريعة لتفريز قنوات الدوار.

4）معلمات المعالجة: vc=100m/min، ap=1mm، ae=16mm، f=1.6mm/r.

5）عمر المعالجة: معالجة مستمرة لمدة 90 دقيقة.

2. أداة الفريزة السريعة المصنوعة من الكربيد الصلب YESTOOLS

（1）مقدمة المنتج. تستخدم قضبان كربيد صلبة مستوردة من أوروبا مع حبيبات فائقة الدقة، مع طلاء PVD من المستوى النانوي المناسب، ورقابة صارمة على عملية الإنتاج، وإجراءات معالجة حواف دقيقة، مما يقلل بشكل كبير من احتمال تلف الحواف، مما يجعل المعالجة بسرعات عالية وتغذية عالية ممكنة (انظر الشكل 4-109).

الشكل 4-109 أداة الفريزة السريعة المصنوعة من الكربيد الصلب

أ）أداة الفريزة ب）عرض من أسفل الأداة

（2）خصائص المنتج

1）كفاءة إنتاج عالية.

2）صلابة عالية، تصميم قطر أساسي كبير.

3）تصميم تباعد الأسنان غير المتساوي لتقليل الاهتزاز، معالجة مستقرة تحت امتداد كبير وتغذية عالية.

4）طلاء TiAlN من الدرجة الأولى، يجمع بين مقاومة التآكل العالية، معامل احتكاك منخفض، وقوة التصاق عالية.

(3) أمثلة تطبيقية.

1）الجزء المعالج: منتج عسكري معين.

2）مادة الجزء: 42CrMo، معالجة حرارية 280～300HBW.

3）مواصفات الأداة: φ10mm، عمق معالجة 50mm.

4）معلمات المعالجة: vc=180m/min، ap=0.8mm، ae=10mm، f=1mm/r.

5）عمر المعالجة: 325m.