يرتبط اختيار هيكل أداة CNC المناسب بناءً على المادة المراد معالجتها ارتباطًا مباشرًا بكفاءة القطع وجودة المعالجة. المبدأ الأساسي هو: تصميم حافة القطع وشكل الأخدود وجسم الأداة خصيصًا حول خصائص المادة مثل الصلابة والمتانة واللزوجة لتحقيق قطع مستقر.
Ⅰ. الفولاذ العادي/الحديد الزهر (صلابة HRC أقل من أو تساوي 35، صعوبة قطع متوسطة)
عند قطع هذا النوع من المواد، من السهل تشكيل رقائق الحديد ولكن لديها قوة تأثير معينة، لذلك يحتاج هيكل الأداة إلى تحقيق التوازن بين الحدة ومقاومة الضرر.
1. تصميم الحافة:يتم تطبيق معالجة شطب بسيطة تبلغ 0.1-0.3 مم لضمان دقة القطع مع تعزيز مقاومة الصدمات ومنع تقطيع الحواف أثناء القطع عالي السرعة.
2. تصميم الأخدود:تم تحديد أخدود حلزوني متوسط العرض- بزاوية حلزونية تبلغ 30 درجة -45 درجة، والذي لا يمكنه فقط توجيه رقائق الحديد ليتم تفريغها بسلاسة ولكن أيضًا يقلل من مشكلة تشابك رقائق الحديد أثناء القطع.
3. هيكل جسم السكين:يتم إعطاء الأولوية للكربيد الأسمنتي المتكامل أو أجسام السكاكين الفولاذية عالية السرعة-التي تتمتع بصلابة كافية ومناسبة للسيناريوهات التقليدية للقطع المستمر للفولاذ والحديد الزهر.
ثانيا. الفولاذ المروي/سبائك-عالية الصلابة (صلابة HRC أكبر من أو تساوي 55، مقاومة عالية للقطع)
ستؤدي المواد ذات الصلابة العالية إلى قذف قوي على أدوات القطع، وينصب تركيز التصميم الهيكلي على تعزيز قوة الحافة وتقليل حمل القطع.
تصميم الحافة:يتم اعتماد حافة مستديرة بـ R يبلغ 0.05-0.1 مم، جنبًا إلى جنب مع معالجة التخميل الخاصة، مما يتيح للحافة تحمل ضغط القطع العالي وتقليل خطر تقطيع الحافة.
تصميم الأخدود:يتم اعتماد هيكل أخدود ضيق وعميق لتقليل مساحة تلامس القطع بين الأداة والمادة، مما يقلل بشكل فعال من قوة القطع وتراكم الحرارة، ويمنع الأداة من الفشل بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
هيكل الشفرة:يتم استخدام هيكل الشفرة المعياري مع إدخالات PCD أو CBN الخاصة. يوفر جسم الشفرة صلابة كافية لمقاومة الصدمات، بينما تكمل الإدخالات عملية القطع بفضل صلابتها العالية.
ثالثا. معادن غير حديدية-(مثل الألومنيوم/النحاس، ذات صلابة منخفضة ولزوجة قوية)
عند قطع هذا النوع من المواد، فإنه يكون عرضة للالتصاق بالأداة وإنشاء حواف مبنية-. جوهر التصميم الهيكلي هو تقليل الالتصاق وتحسين كفاءة إزالة الرقائق.
1. تصميم الحافة:تم اعتماد حافة حادة تمامًا بدون حواف مشطوف، مما يقلل من مقاومة القطع، ويقلل من التصاق المواد على الحافة، ويمنع-الحواف المبنية من التأثير على دقة المعالجة.
2. تصميم الأخدود:يتم اختيار أخدود حلزوني واسع وضحل بزاوية حلزونية تبلغ 45 درجة -60 درجة لزيادة مساحة إزالة الرقائق، مما يسمح بتفريغ الرقائق الدقيقة بسرعة وتقليل الاحتكاك الثانوي.
3. هيكل جسم السكين:يتم اعتماد جسم سكين خفيف الوزن ويتم إجراء معالجة تلميع السطح لتقليل مقاومة الاحتكاك بين جسم السكين والمادة وتحسين تشطيب السطح المُشكل آليًا.
هذا النوع من المواد له نسيج خاص؛ إما أنها تتشقق بسهولة أو تتساقط أليافها بسهولة. التركيز الرئيسي للتصميم الهيكلي هو تشتيت الضغط وتحقيق الاستقرار في القطع.
Ⅳ. المواد المركبة/المواد الهشة (مثل ألياف الكربون/السيراميك، المعرضة للتقطيع)
1. تصميم الحافة:يتم اعتماد حافة مستديرة كبيرة مع R0.1-0.2mm، والتي يمكن أن تشتت الضغط بالتساوي أثناء القطع وتمنع المواد من التقطيع أو الخبث بسبب الضغط المحلي المفرط.
2. تصميم الأخدود:اعتماد الأخاديد المستقيمة أو الأخاديد ذات الزاوية الحلزونية الصغيرة مع أقل من أو تساوي 20 درجة، وتقليل الاهتزاز أثناء عملية القطع، وتحسين الاستقرار عندما تكون الأداة على اتصال بالمادة.
3. هيكل جسم الأداة:تم استخدام هيكل أداة متكامل -عالي الصلابة، وفي بعض السيناريوهات، يمكن تجهيزه بهيكل مدمج- لامتصاص الصدمات لتقليل تأثير صدمات المعالجة على الأداة وقطعة العمل.
