1# یودریل چیست؟

یودریل [به انگلیسی: U-drill] ابزاری است که اینسرت‌های قابل تعویض بر روی آن نصب می‌شود. بر روی هر یودریل دو الماس WCMX یا SPMT بسته می‌شو‌د و لبه برش یک اینسرت تا زمانی که سوخته یا شکسته نشود استفاده می‌شود، سپس آن را تعویض می‌کنند یا می‌چرخانند تا از لبه برش دیگر آن استفاده کنند. در مقابل، مته مارپیچ یک ابزار برش چرخان با یک یا چند لبه برش و یک یا چند شیار مستقیم یا مارپیچ برای عبور براده‌ها و ورود مایع خنک‌کننده است.

 2# معایب و مزایا یودریل نسبت به مته مارپیچ

قطر سوراخ

مته‌های مارپیچ و یودریل‌ها هر کدام مزایا و معایبی دارند و انتخاب آن‌ها برای کار بستگی به کاربردشان دارد. قطر سوراخ یک مورد قابل توجه در انتخاب نوع مته می‌باشد. سازندگان ابزار می‌توانند یودریل با قطرهای بسیار بزرگتر از مته‌های مارپیچ تولید کنند، در حالی که مته‌های مارپیچ را می‌توان با قطرهای بسیار کوچکتر ساخت..

قطر مته کاربید معمولاً از 3 میلی‌متر (0.118 اینچ) تا 20 میلی‌متر (0.787 اینچ) متغیر است. قطر مته HSS می‌تواند بزرگتر از 20 میلی‌متر باشد، اما به اندازه یک مته کاربید دقیق نخواهد بود. هنگامی که یک عملیات سوراخکاری نیازمند ایجاد سوراخ با قطر بزرگتر از 20 میلی‌متر است، یودریل گزینه مناسبی هستند.

نکته ای که باید به خاطر داشت این است که با افزایش قطر مته، قدرت مورد نیاز برای سوراخکاری افزایش می‌یابد. اگر یک قطعه‌ساز در حال خرید دستگاهی است که می‌داند برای ایجاد سوراخ‌های با قطرهای بزرگ استفاده خواهد شد، شرکت باید بررسی کند که دستگاه قدرت مورد نیاز را داشته باشد.

نگرانی‌ها در مورد قدرت دستگاه هنگام تغییر نوع مته به یودریل از یک مته مارپیچ، چه از جنس HSS یا کاربید، مطرح می‌شود. کاربران باید به نمودارهای گشتاور و قدرت که همراه هر دستگاه ارائه می‌شود، توجه کنند. به عنوان مثال، نمودارهای دستگاه‌های دورمر پرامت به وضوح بیان می‌کنند که یک ماشین می‌تواند به مدت 15 دقیقه با قدرت 40 تا 45 اسب بخار کار کند. فراتر رفتن از این مقدار می‌تواند باعث توقف دستگاه و ایجاد زنگ هشدار شود.

تلورانس

تلورانس‌ها یکی دیگر از تفاوت‌های بین مته‌های مارپیچ و یو-دریل‌ها هستند. با استفاده از استاندارد ISO 286، که در آن هرچه عدد کوچکتر باشد، قطر سوراخ دقیق‌تر است، یک مته کاربید می‌تواند تلورانس H9 را ارائه دهد در حالی که یک یو-دریل فقط می‌تواند به H10 تا H12 برسد. بنابراین، به عنوان مثال، قطر 18 میلی‌متر که H9 در مقیاس ISO است، تلورانس 43 میکرومتر (0.0017 اینچ) خواهد داشت، در حالی که تلورانس سوراخ H11 برای سوراخ با همان اندازه، 130 میکرومتر (0.005 اینچ) خواهد بود.

هزینه و نگهداری

از منظر هزینه، اینسرت ها و نگهدارنده آن‌ها (بدنه برشی که اینسرت‌ها را در خود جای می‌دهد) نیازمند سرمایه‌گذاری قابل توجهی هستند. با این حال، زمانی که یک لبه برش فرسوده شده و نیاز به تعویض دارد، سهولت جایگزینی یک درج کارآمدتر از تعویض یک ابزار جامد است زیرا فقط اینسرت باید تعویض شود. از طرف دیگر، یک مته مارپیچ معمولاً نیاز به تعویض کامل و تنظیم مجدد عمق مته پس از تعویض ابزار دارد.

برای سرمایه‌گذاری بلندمدت یودریل‌ها بدلیل قابل تعویض و همه کاره بودن اینسرت‌ها مناسب هستند. ماشین‌کاران می‌توانند از نوک دیگر اینسرت مجدداً استفاده کنند و به راحتی آن‌ها را برای کار دیگری که نیاز به ماشینکاری با مواد متفاوتی دارد، تعویض کنند. مته‌های مارپیچ نیز مزیت سرمایه‌گذاری بلندمدت خود را دارند چرا که می‌توان آن‌ها را 7 تا 10 بار مجدداً تیز کرد اما اینسرت‌ها قابلیت تیزکاری ندارند.

 3# استانداردهای عملکرد یودریل

هندسه، جنس و پوشش یک مته مارپیچ عملکرد آن را تعیین می‌کند. مته‌هایی که برای سوراخ کردن یک ماده خاص طراحی شده‌اند، عملکرد دقیق‌تری نسبت به ابزارهای همه‌کاره دارند.

هندسه

با نگاهی به هندسه، زاویه نوک مخروطی 118 درجه در رایج‌ترین مته‌ها برا سوراخ کردن مواد مختلف دیده می‌شود. علاوه بر این، اسپلیت پوینت در ابتدا در مته‌هایی که سوراخ‌های عمیق در میل لنگ خودرو ایجاد می‌کردند، طراحی شده بود. امروزه از اسپلیت پوینت در بسیاری از طرح‌های مته برای برش انواع مواد سخت و نرم استفاده می‌شود. اسپلیت پوینت را می‌توان برای انواع زوایای نقطه مته اعمال کرد که رایج‌ترین آن‌ها زاویه 135 درجه است. مزایای اصلی اسپلیت پوینت این است که خود محوری مته را امکان پذیر می‌کند و از “لغزیدن” ابزار قبل از نفوذ به سطح قطعه جلوگیری می‌کند. اسپلیت پوینت لغزش را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و یک لبه برش مثبت ایجاد می‌کند که تا مرکز مته گسترش می‌یابد. اسپلیت پوینت همچنین به عنوان یک براده‌شکن برای تولید براده‌های کوچک عمل می‌کند تا بتوانند به راحتی از طریق شیار مته تخلیه شوند.

در مقابل، یو-دریل‌ها تطبیق‌پذیری را ارائه می‌دهند که فراتر از توانایی مته‌های مارپیچ است. اینسرت‌ها می‌توانند نتایج پایداری را حتی در شرایط نامطلوب ارائه دهند و قادر به انجام چندین عملیات فراتر از محدوده مته‌های مارپیچ هستند. این عملیات شامل فرورفتن، پروفیل کردن و بزرگ کردن یک سوراخ است.

هم مته‌های مارپیچ و هم یو-دریل‌ها بر اساس مواد قطعه کار، کاربرد و الزامات عملیاتی دارای مزایا و معایب متمایز هستند. آنها پیشنهاد استاندارد یک ابزارساز را با ارائه قطرهای همپوشانی به کاربران تکمیل می‌کنند تا مهندسان ابزارساز بتوانند کاربردها را ارزیابی کنند و به سازندگان قطعات توصیه کنند که کجا و چه زمانی مناسب است هر کدام را اعمال کنند.

جنس و پوشش

فولاد تندبر (HSS) یک ماده بسیار سخت، اما نه چندان مقاوم در برابر سایش است. ابزارهای HSS در بسیاری از عملیات‌های ماشینکاری کاربردی رایج و سخت استفاده می‌شوند. کاربید پرمصرف‌ترین ماده ابزار برش مقاوم در برابر سایش است و برای ساخت ابزارهای جامد و ابزارهای با قابلیت تعویض مناسب است. تقریباً 85 درصد از تمام اینسرت‌ها از کاربید ساخته شده‌اند. اینسرت‌ها همچنین از سرمت، سرامیک، نیترید بور مکعبی پلی کریستالی (PCBN) یا الماس پلی کریستالی (PCD) ساخته می‌شوند.

سرمت مقاومت موثر در برابر سایش در پهلوها و دهانه‌ها را ایجاد می‌کند و لبه برش تیز خود را برای مدت طولانی حفظ می‌کند. سرامیک کاربرد وسیعی در برش مواد سخت شده تا 45 تا 55 HRC دارد و در برابر شرایط سایشی و حرارتی مقاومت بالایی دارد. نیترید بور (PCBN) مقاومت حرارتی بسیار بالایی را ارائه می‌دهد. ابزارهای PCBN برای برش مواد سخت مانند فولادهای سخت شده و چدن استفاده می‌شوند. دو نوع PCD وجود دارد: الماس طبیعی و صنعتی. ابزارهای PCD به دلیل مقاومت بالای PCD در برابر سایش برای ماشینکاری مواد غیر آهنی مانند آلومینیوم مناسب هستند. از آنجایی که PCD بسیار سخت و شکننده است، انتخاب خوبی برای کاربردهای با سختی بالا یا ضربه زیاد نیست.

توسعه برای هندسه‌های جدید، پوشش‌های جدید، بسترهای جدید و فرآیندهای ساخت پیشرفته، از جمله آماده‌سازی لبه‌ها، تکمیل سطح و سایر عملیات‌ها ادامه دارد.

برای مطالعه بیشتر در مورد جنس ابزار برش اینجا کلیک کنید.

یودریل ابزاری است که عملیات سوراخکاری را با ترکیب یک تیغه مرکزی (لبه داخلی) و یک تیغه محیطی بیرونی (لبه خارجی) انجام می‌دهد. این ساختار مشخص می کند که یودریل نسبت به سایر ابزارهای سوراخکاری برتری قابل توجهی دارد.

 4# مواردی که هنگام استفاده از یودریل باید به آن‌ها توجه کرد

• یودریل ها برای استفاده در دستگاه CNC با قدرت، سختی بالا و سرعت بالا مناسب هستند.
• هنگام استفاده از یودریل، انتخاب اینسرت با هندسه و گرید مناسب ضروری است.
• هنگام ماشینکاری مواد مختلف، توجه به نرخ پیشروی و تلورانس ابعادی مهم است.
• سرعت و فشار سیال برش بر کنترل حذف براده‌ها و در نتیجه زبری سطح و دقت ابعاد سوراخ تأثیرگذار است.
• هنگام بستن یودریل مطمئن شوید که مرکز آن با مرکز سوراخی که قرار است ایجاد شود منطبق است.
• هنگام استفاده از یودریل برای ایجاد سوراخ‌های پلکانی، حتما با سوراخ‌های بزرگ و سپس سوراخ‌های کوچک شروع کنید.

 5# نکات مهمی که هنگام استفاده از یودریل باید به خاطر بسپارید

هنگام نصب یودریل باید به جهات مثبت و منفی و همچنین اینکه کدام تیغه به سمت بالا، کدام تیغه رو به پایین، کدام رو به داخل و کدام به سمت بیرون است، دقت شود. یودریل‌ها دارای مشخصات بسیار خاصی برای سیال برش هستند که باید به آن توجه شود. ضروری است که مطمئن شوید مایع خنک کننده از وسط یودریل شکل خارج شده است. پارامترهای برش یودریل مطابق با دستورالعمل سازنده با روشی دقیق تنظیم می‌شود. پارامترهایی چون ویژگی برش اینسرت‌های مختلف و همچنین قدرت ماشین ابزار را در نظر می‌گیرند. در حین ماشینکاری، شما این امکان را دارید تا بار ماشین ابزار خود را تغییر دهید. در بیشتر موارد، سرعت بالا همراه با نرخ تغذیه پایین استفاده می‌شود.

• اینسرت‌ها باید به طور منظم بررسی شوند و در صورت لزوم تعویض شوند. امکان معکوس کردن ترتیب قرارگیری اینسرت‌های مختلف وجود ندارد.
• مقدار نرخ پیشروی که باید استفاده شود باید بر اساس سختی قطعه کار و همچنین طول ابزار تنظیم شود.
• از اینسرت‌هایی که بیش از حد فرسوده شده‌اند استفاده نکنید، ارتباط بین میزان سایش اینسرت و تعداد قطعات تولید شده را یادداشت کنید و در فواصل زمانی مناسب اینسرت‌های قدیمی را با اینسرت‌های جدید جایگزین کنید.
• اطمینان حاصل کنید که به مقدار مناسبی از سیال برش استفاده می‌کنید. حذف براده‌ها و تنظیم دمای پایدار ماشینکاری از وظایف اصلی سیال برش است.

 6# نتیجه‌گیری

در ماشینکاری CNC، یودریل ها دارای مزایای زیر هستند:

• راندمان ماشینکاری به طور کلی 2 تا 3 برابر مته‌های مارپیچ است.
• یودریل را می‌توان مستقیماً روی قطعه کار بدون نیاز به مته راهنما استفاده کرد. قسمت جلویی یودریل مجهز به اینسرت‌های قابل تعویض است که هزینه استفاده را کاهش می‌دهد.
• در مقایسه با مته‌های مارپیچ معمولی، یودریل نیازی به تیز کردن مجدد ندارد و اندازه سوراخ مته به راحتی قابل کنترل و یکپارچه است.
• از آنجایی که نیازی به سنگ زنی مجدد نیست، هنگام انتخاب ساقه یودریل، می‌توانید ساقه‌ای را با بهترین سفتی انتخاب کنید تا به عملکرد بهتر یودریل کمک کند.
• تفاوت اصلی یودریل با مته معمولی در این است که یودریل از تیغه محیطی و تیغه مرکزی استفاده می‌کند. پس از فرسودگی اینسرت، می‌توان آن را مستقیماً بدون تعویض کل مته مجدد تعویض کرد. با این کار زمان تعویض و تنظیم ابزار کاهش می یابد.
• یودریل استحکام خوبی دارد و می‌تواند از نرخ تغذیه بالا استفاده کند و قطر ماشینکاری یودریل بسیار بزرگتر از مته‌های معمولی است و حداکثر می‌تواند به D50 ~ 60 میلی‌متر برسد.
• تنها اینسرت‌های هم نوع را می‌توان در یودریل‌ها با یکدیگر جایگزین کرد.
• دقت سوراخ ایجاد شده توسط یودریل بیشتر است و صافی سطح بهتری ارایه می‌دهد. به ویژه زمانی که از سیال برش مناسب هنگام ماشینکاری استفاده شود.