ابزار برش ابزاری است که مستقیماً ماشینکاری را تکمیل می کند.برای بهبود کیفیت و کارایی ماشینکاری، از پیشرفت مداوم فناوری ابزار برش جدایی ناپذیر است.سه جهت توسعه برای پیشرفت فناوری ابزار وجود دارد: بهبود قابلیت اطمینان، پردازش مواد مهندسی جدید و برآورده کردن الزامات برش سبز.
فناوری ابزار اختصاص داده شده به بهبود قابلیت اطمینان
تحت پس زمینه صنعت تولیدی که به دنبال پردازش با سرعت بالا و کارآمد است، الزامات برای سرعت حذف بالای مواد برش نیز دائما در حال بهبود است.این مستلزم آن است که ابزار دارای قابلیت اطمینان بالایی باشد که با استحکام و سختی بالا آشکار می شود و می تواند در برابر دما و سایش بالا مقاومت کند.
قابلیت اطمینان ابزارهای برش با عواملی مانند جنس ابزار، ساختار، پارامترهای برش و اجسام ماشینکاری ارتباط معینی دارد.بنابراین، فناوری ابزار با قابلیت اطمینان بالا یک فناوری جامع است که شامل فناوری‌های اساسی مختلف مانند مواد ابزار، پوشش سطح، ساختار ابزار، نظارت بر ابزار، دسته ابزار، فناوری ایمنی ابزار و غیره است.چگونگی حفظ قابلیت اطمینان ابزارهای برش در فرآیند ماشینکاری با سرعت بالا و کارآمد یک چالش خاردار در صنعت تولید است.گاهی لازم است ابزارهای برش خاصی طراحی شود تا استفاده از انواع ابزارهای برش برای مواد فرآوری مختلف و مناسبت های فرآوری محقق شود.
فناوری ابزار برش به کار رفته در مواد مهندسی جدید
ظهور مداوم مواد مهندسی جدید، آزمایش‌های جدیدی را برای فناوری ابزار، به‌ویژه مواد کامپوزیت، مطرح کرده است.
مواد کامپوزیت دارای ویژگی های استحکام ویژه بالا، سفتی ویژه بالا و قابلیت طراحی هستند و در بسیاری از زمینه ها کاربرد دارند.به عنوان مثال در صنعت هواپیماسازی بزرگ به یکی از مهم ترین مصالح سازه ای تبدیل شده است.
فرآوری مواد کامپوزیتی با مواد فلزی کاملاً متفاوت است.به عنوان مثال، فرآیند پردازش کامپوزیت های CFRP به جای حذف اکستروژن مانند مواد فلزی، حذف برشی است، که نیازمند توسعه فناوری ابزار جدید برای پاسخگویی به نیازهای پردازش نوظهور مواد کامپوزیتی جدید است.
در فرآیند حفاری CFRP، علاوه بر عیوب سنتی حفاری مواد فلزی مانند اندازه سوراخ، گردی، موقعیت، خطای عمود و غیره، برخی از عیوب منحصر به فرد در حفاری مواد کامپوزیت به دلایل ساختاری نیز وجود دارد، مانند لایه برداری ورودی و لایه برداری، لایه برداری خروجی، لایه برداری بین لایه، پارگی و سوراخ شدن، استخراج الیاف در سطح اطراف سوراخ و ... در این میان لایه لایه شدن مهمترین و رایج ترین عیب پانچ است.در آینده، ماشینکاری سوراخ و آسیاب مواد کامپوزیتی به موضوعات مهم تحقیقات فنی تبدیل خواهد شد.
فناوری ابزار مطابق با الزامات برش سبز
به اصطلاح برش سبز یک فناوری ابزار جامع با هدف حفاظت از محیط زیست، کاهش مصرف و صرفه جویی در منابع در پردازش مدرن برش است.به عنوان مثال، برش خشک و برش MQL در دسته برش سبز قرار دارند.
برای برآوردن الزامات برش سبز، بهینه سازی فناوری ابزار از جنبه های آماده سازی مواد ابزار، طراحی و شکل دهی ساختار ابزار، پوشش سطح ابزار، کاربرد ابزار، بازیافت ابزار زباله و سایر پیوندها ضروری است.فن آوری های کلیدی طراحی ابزار برش سبز عمدتاً شامل فناوری انتخاب مواد سبز، فناوری طراحی قابل جابجایی و فناوری طراحی قابل بازیافت است.
به عنوان مثال، برش سوراخ خنک کننده داخلی می تواند از گازهای پرفشار مانند یخ خشک و نیتروژن مایع برای خنک کردن استفاده کند و جایگزین خنک کننده سنتی شود که کاربردی تر و سازگارتر با محیط زیست است.به عنوان مثال، فرآیند آماده سازی ابزار الماس پیچیده و پرهزینه است و گاز گلخانه ای دی اکسید کربن در فرآیند برش تولید می شود.اگر از نیترید کربن برای جایگزینی الماس برای ساخت ابزارهای برش استفاده شود، نه تنها دارای اینرسی شیمیایی پایدار است، بلکه سختی آن بسیار نزدیک به الماس است که می تواند اثر جایگزینی خوبی داشته باشد.
