براده در برش فلزات
در حین ماشینکاری، هنگامی‌که ابزار در قطعه کار فرو می‌رود، فلز جلوی آن فشرده می‌شود. هنگامی‌که فشار از حد استحکام قطعه کار فراتر می‌رود، فلز از آن به صورت براده جدا می‌شود. مجموعه متنوعی از ابزارها و تکنیک‌های برش برای شکل دادن و تراشیدن استفاده می‌شود. براده‌ها از موادی به دست می آیند که در طی فرآیند برش فلز حذف می‌شوند. از براده‌های پیوسته که نشان‌دهنده ماشینکاری صاف و پایدار هستند تا براده‌های ناپیوسته که شرایط برش چالش‌برانگیز را منعکس می‌کنند، انواع مختلف براده‌هایی که در عملیات برش فلز با آن مواجه می‌شوند، جنبه‌های ضروری در قلمرو تولید و ماشینکاری هستند.
براده به اندازه زاویه برش، نوع ماده و شرایط برش (شیب ابزار، سرعت چرخش و غیره) بستگی دارد. هرچه زاویه کوچکتر باشد، مسیر برش طولانی‌تر است و در نتیجه براده ضخیم‌تر و نیروی برش بیشتر می‌شود و برعکس. برش ثانویه به دلیل اصطکاک هنگام حرکت براده در امتداد سطح رخ می‌دهد. مقاومت، دمای فرآیند برش را افزایش می‌دهد و باعث گرم شدن بیش از حد مواد در فرآیند ماشینکاری می‌شود. در این مقاله، سعی خواهیم کرد دانش عمومی مفیدی را برای در اختیار شما قرار دهیم، اما شایان ذکر است که این تنها قطره‌ای از اقیانوس است و حوزه CNC خود بسیار گسترده و بدون شک بسیار جالب است.
براده فلزی چیست؟
براده فلزی قطعه‌ای است که در طی فرآیندهای ماشینکاری تولید می‌شود که معمولاً به دلیل حذف مواد از قطعه کار است. ماشینکاری فلزات به طور پیچیده‌ای با انواع براده‌هایی که تولید می‌کند مرتبط است. این براده‌های فلزی که در طی فرآیندهای ماشینکاری تولید می‌شوند، نمایش ملموسی از موادی هستند که از قطعه کار حذف می‌شوند و به عنوان یک شاخص مهم برای کارایی و اثربخشی فرآیند برش عمل می‌کنند.
انواع براده‌های فلزی در ماشینکاری فلزات
براده پیوسته
براده پیوسته که به آن براده نواری نیز گفته می‌شود، همگن است و هیچ ترک یا تکه‌ای ندارد که این امر آن را به هیچ وجه منحصر به فرد نمی‌کند. علاوه بر این، آن‌ها یک سیم‌پیچ بلند را تشکیل می‌دهند و هنگام برش مواد پلاستیکی مانند آلومینیوم، مس، فولاد نرم و غیره به دست می‌آیند. آن‌ها با داشتن شیارهای کوچک در قسمت بالا مشخص می‌شوند، در حالی که قسمت زیرین آن‌ها صاف و براق است.
سرعت برش بالا، زاویه براده بالا، عمق برش کم، سهم کم مواد و اصطکاک کم از دیگر عواملی هستند که در تشکیل براده‌های پیوسته نقش دارند. به طور کلی، این نوع مواد زائد با استفاده از روان‌کننده‌ها یا خنک‌کننده‌ها و استفاده از لبه برش تیز نیز ایجاد می‌شوند. براده‌های نواری مورد بحث در این پاراگراف، سطح صاف و تمیز، عمر طولانی‌تر ابزار و مصرف برق کمتری را فراهم می‌کنند. از سوی دیگر، حذف این نوع براده‌ها چالشی را برای اپراتور ایجاد می‌کند. برای بهبود شرایط دفع، استفاده از براده‌شکن ضروری است.
براده ناپیوسته
براده ناپیوسته شکل غیریکنواختی دارد و معمولاً توسط ترک‌های متعدد تغییر شکل می‌دهد. قطعات ساخته شده از فلزات سخت و شکننده مانند چدن، برنج و برنز به تولید براده‌های کوچک و مجزا معروف هستند. همچنین، می‌توانند از قطعات بسیار سخت که اصطکاک بین قطعه کار و ابزار زیاد است، تولید شوند. تولید براده‌های ناپیوسته به دلیل نرخ پیشروی کم، سرعت برش بالا، زاویه براده کم، برش عمیق ماده و غیره است. تشکیل آن‌ها روی مواد شکننده، سطح نهایی را بهبود می‌بخشد و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. با این حال، در عین حال، هنگام ماشینکاری قطعات شکل‌پذیر، باعث ماشینکاری ضعیف می‌شود و مدت زمان کل فرآیند را افزایش می‌دهد.
براده پیوسته با لبه‌های انباشته
براده پیوسته با لبه‌های انباشته زمانی تشکیل می‌شود که براده‌ها در حین ماشینکاری روی لبه ابزار جمع شوند و در نتیجه یک براده نامنظم و ناهموار ایجاد می‌شود. این براده‌ها به دلیل تجمع مواد روی لبه ابزار به طور نامنظم تشکیل می‌شوند که می‌تواند بر دقت ماشینکاری و پرداخت سطح تأثیر بگذارد.
آن‌ها بسیار شبیه به براده‌های پیوسته مورد بحث در بالا هستند اما به اندازه آن‌ها صاف نیستند. آن‌ها عمدتاً هنگام برش مواد سختی که در دماها و سرعت‌های بالا پردازش می‌شوند، تشکیل می‌شوند. در این حالت، اصطکاک ایجاد شده بین ابزار و قطعه کار بسیار زیاد است. بنابراین، براده‌ها به لبه‌های ابزار ماشین می‌چسبند و هنگامی‌که این براده‌ها در لایه‌های متوالی روی هم قرار می‌گیرند، روی لبه دستگاه مورد استفاده، براده انباشته می‌شود. در طول فرآیند برش، ابعاد این لبه‌های انباشته دائماً در حال تغییر است. دما و فشار بالا بین ابزار و قطعه کار، استفاده از خنک‌کننده نامناسب، اصطکاک زیاد روی سطح دستگاه و ماشینکاری پلاستیک‌های سخت از رایج‌ترین دلایل تشکیل این نوع براده هستند.
براده ناهمگن
براده ناهمگن که به عنوان براده دندانه‌دار نیز شناخته می‌شود، نیمه پیوسته است. آن‌ها به دلیل تغییر شکل برشی کم و نواحی تغییر شکل بالا، شبیه اره به نظر می‌رسند. آن‌ها معمولاً از موادی با رسانایی حرارتی کم یا مقاومت مکانیکی نرم حرارتی ایجاد می‌شوند. آلیاژهای تیتانیوم، نیکل و فولادهای زنگ نزن آستنیتی نمونه‌هایی از مواد اولیه قطعه کار هستند که می‌توانند در حین ماشینکاری براده‌های ناهمگن تشکیل دهند. یکی از دلایل این نوع براده‌برداری، تغییر شکل زیاد سطح براده ابزار هنگام برش مواد سخت با سرعت برش متوسط است.
عواملی که باعث ایجاد براده‌های مختلف می‌شوند
- خواص مواد
- سرعت برش و نرخ تغذیه
- هندسه و وضعیت ابزار
- روش‌های روانکاری و خنک‌کاری
- درجه حرارت و سختی قطعه کار
- مواد ابزار و پوشش
- فرآیند ماشینکاری (تراشکاری، فرز، حفاری و غیره)
- سایش و تیزی ابزار برش.
کنترل براده‌ها در ماشینکاری
فرآیند ماشینکاری ترکیبی هوشمندانه از فیزیک، علم مواد و مکاترونیک است. در طول ماشینکاری، حذف مواد نتیجه نیروی بین قطعه کار و ابزار است. ماهیت این تعاملات، رنگ و اندازه براده‌ها را تعیین می‌کند. براده‌ها داده‌های ارزشمند آزمایش و تشخیصی برای مهندسان هستند. با این حال، اگر به درستی مدیریت نشوند، یک براده حتی می‌تواند عملکرد دستگاه را کاهش دهد.
تشکیل ضایعات مواد به انتخاب ماده و پارامترهای فرآیند برش بستگی دارد. حذف براده عامل مهمی است که هنگام بهبود بهره‌وری کلی و برنامه‌ریزی عملیات ماشین‌های خودکار باید در نظر گرفته شود. اگرچه براده‌های قطعه قطعه و پیوسته تحت شرایط برش خاص خود مخرب هستند، استفاده از براده‌شکن‌ها در سیستم‌ها یک اصل عملی است. ضایعات ناخواسته توسط چنین ابزاری به طول مناسب شکسته می‌شوند و از گیر کردن براده‌ها در دستگاه جلوگیری می‌کنند، لرزش را کاهش می‌دهند و از آسیب جلوگیری می‌کنند. براده‌شکن‌ها همچنین با جلوگیری از لب‌پریدگی و شکستن لبه برش، مقاومت برشی را کاهش می‌دهند.
کنترل براده هنگام برش فلزات، یک جزء بسیار مهم است. تشکیل براده و لبه‌های اضافی می‌تواند برای دستگاه CNC مشکل‌ساز باشد. به همین دلیل، ایده خوبی است که دائماً این پدیده را تجزیه و تحلیل کنید. هنگام استفاده از براده‌شکن، براده‌ای را انتخاب کنید که برای کار مناسب باشد. برای عملیات تراشکاری مانند پرداخت‌کاری، متوسط‌کاری و خشن‌کاری، باید لوازم جانبی متناسب با هر کدام را انتخاب کنیم، زیرا استفاده از براده‌شکن صحیح بسته به عمق برش مورد نظر، نرخ پیشروی، سرعت اسپیندل و سطح نهایی نامطلوب مورد نظر، بسیار مهم است.
