أداة الحياة: المعنى والقياس والمتوقع

بعد قراءة هذا المقال سوف تتعرف على: - 1. معنى الحياة أداة 2. طرق لقياس الحياة أداة 3. المتوقع 4. المؤامرات 5. المعايير 6. العوامل التي تؤثر.

معنى أداة الحياة:

كل جهاز أو أداة لها حياتها العملية. عند انقضائها قد تعمل ، ولكن ليس بكفاءة. لذلك صحيح أيضا مع أداة القطع. أثناء الاستخدام ، تفقد الأداة مادتها ، أي أنها تصبح متهالكة. مع زيادة البلى ، تفقد الأداة كفاءتها. لذلك يجب تحديد حياتها وعند انتهاء عمرها ، يجب أن يتم إعادة استخدامها للاستخدام الطازج.

يمكن تعريف حياة الأداة بطرق مختلفة:

(ط) الوقت المنقضي بين طحنين متتاليين.

(2) الفترة التي يتم خلالها قطع الأداة بصورة مرضية.

(3) إجمالي الوقت المتراكم قبل حدوث فشل الأداة.

يتم التعبير عن أداة الحياة في دقائق.

تعطى العلاقة بين سرعة القطع وأداة الحياة بواسطة معادلة حياة أداة Taylor:

VT ⁿ = C

طرق لقياسات الحياة أداة:

الطرق الأكثر شيوعا لقياسات الحياة أداة هي التالية:

(ط) وقت التصنيع:

الوقت المنقضي لتشغيل أداة الآلة.

(2) وقت القطع الفعلي:

الوقت الذي تختصر فيه الأداة فعليًا.

(iii) حجم ثابت من أرض Wear على سطح Flank:

على أدوات الكربيد والسيراميك حيث غالبًا ما يكون غبار الحفرة غائباً. يتم استخدام أداة الحياة كمقابلة لـ 0.038 أو 0.076 مم من أرض البلى على سطح الجناح للتشطيب على التوالي.

(4) حجم المعادن إزالتها.

(الخامس) عدد القطع تشكيله.

يمكن تعريف حياة الأداة بين إعادة التكييف والاستبدال بعدد من الطرق ، مثل:

(أ) الوقت الفعلي للقطع اللازم للفشل.

(ب) حجم المعادن المزالة للفشل.

(ج) عدد الأجزاء المنتجة للفشل.

(د) سرعة القطع لوقت معين للفشل.

(هـ) طول مدة العمل إلى الفشل.

أداة Life Expectancy (أداة حياة أداة تايلور):

في عام 1907 ، طورت FW Taylor العلاقة بين حياة الأداة وسرعة القطع ، ودرجة الحرارة ، من خلال الحفاظ على تغذية ثابتة. توفر معادلة تايلور لأمد الحياة أداة تقدير تقريبي جيد.

V _C T ⁿ = C

شكل أكثر عمومية للمعادلة مع الأخذ بعين الاعتبار عمق القطع ومعدل التغذية

V _c T ⁿ D ^x F ^y = C

حيث ، K _C = سرعة القطع (م / دقيقة)

T = أداة الحياة (دقيقة)

D = عمق القطع (mm)

F = معدل التغذية (mm / rev)

x، y = الأساطير ، التي يتم تحديدها تجريبياً لكل ظروف قطع.

ن = الأس ، وهذا يعتمد على المواد الأداة.

قيمة n = 0.1 إلى 0.2 ؛ لأدوات HSS

0.2 إلى 0.4 ؛ لأدوات كربيد

0.4 إلى 0.6 لأدوات السيراميك

C = ثابت بالقطع ، تم العثور عليه عن طريق التجريب أو كتاب البيانات المنشورة. ذلك يعتمد على خصائص مواد الأداة ، الشغل ومعدل التغذية.

ملاحظات من أداة Life Equation:

أنا. انخفاض العمر أداة مع زيادة في سرعة القطع.

ثانيا. وتعتمد أداة الحياة أيضًا إلى حد كبير على عمق القطع (D) ومعدل التغذية (F).

ثالثا. انخفاض العمر الافتراضي للأداة بسرعة أكبر ضعف (أضعافا مضاعفة) مع انخفاض العمر مع زيادة التغذية.

د. أكبر تباين لأدوات الحياة هو مع سرعة القطع ودرجة حرارة الأداة التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بقص السرعة.

الحياة أداة المؤامرات (كيرفز):

يتم رسم منحنيات حياة الأداة بين حياة الأداة ومعلمات العملية المختلفة (مثل سرعة القطع والأعلاف وعمق القطع وأداة الأدوات والهندسة أداة وصلابة الشغل وقطع السوائل ، إلخ). لرسم هذه المنحنيات ، تم الحصول على البيانات التجريبية عن طريق إجراء اختبارات القطع على مواد مختلفة تحت ظروف مختلفة ومع معايير عملية مختلفة.

يتم رسم منحنيات أداة الحياة عمومًا على ورق الرسم البياني لسجل السجل. تستخدم هذه المنحنيات لتحديد قيمة الأس 'n'. يمكن أن تصبح الأس 'n' سالبة بالفعل عند سرعات قطع منخفضة. الشكل 9.22 (أ) يبين الحياة أداة المؤامرة بين الحياة أداة وسرعة القطع لمختلف المواد الشغل وجود صلابة مختلفة. وهو يبين أنه ، مع زيادة سرعة القطع ، تقل عمر الأداة بسرعة. في حالة سرعات القطع مقابل حياة الأداة ، يتم رسم المنحنيات على ورق رسم بياني لسجل السجل ، ويتم الحصول على خطوط مستقيمة كما هو موضح في الشكل 9.22. (ب).

الشوائب والمكونات الصلبة في مادة قطعة الشغل (مثل الصدأ ، الخبث ، المقياس ، وما إلى ذلك) هي أيضًا سبب عمل الكشط الذي يقلل من عمر الأداة.

معايير الحياة أداة (معايير فشل أداة التحكيم):

نظرًا لارتداء الأداة ، تزداد قوة القطع وتتدهور النهاية السطحية. لذلك ، متى يجب أن نقول أن أداة قد فشلت ويجب أن يتم إعادة إنشائها. بمعنى آخر ، هناك معيار معين مطلوب للحكم على فشل الأداة.

تفشل الأداة عندما لا تعد تؤدي وظيفتها بشكل صحيح. هذا قد يكون له معنى مختلف في ظل ظروف مختلفة. في عملية التخشين ، حيث تكون النهاية السطحية ودقة الأبعاد قليلة الأهمية ، يمكن أن يعني فشل الأداة زيادة مفرطة في قوى القطع ومتطلبات الطاقة.

في عملية التشطيب ، حيث تكون النهاية السطحية ودقة الأبعاد مهمة للغاية ، فإن فشل الأداة سيعني أنه لم يعد بالإمكان تحقيق الشروط المحددة لإنهاء السطح ودقة الأبعاد. ترتبط جميع حالات الفشل هذه أساسًا بالارتداء على وجه إزالة الألغام للأداة.

فيما يلي بعض المعايير للحياة / فشل الأداة:

(ط) الفشل الكامل.

(2) فشل الحفرة أو الحفرة.

(3) إنهاء الفشل.

(4) فشل الحجم.

(ت) قطع قوة الفشل.

(1) الفشل الكامل:

وفقا لهذا المعيار ، فإن القطع مع الأداة يستمر حتى يتمكن من القطع. لذلك عندما تفشل الأداة في القطع ، عندها فقط يجب أن يتم إعادة إنشائها. لا يستخدم هذا المعيار في الواقع بسبب عيوبه الواضحة.

(ب) فشل الحفرة أو الحفرة:

وفقًا لهذا المعيار ، عندما يصل التآكل على الجهة إلى ارتفاع معين ، يتم قطع القطع باستخدام الأداة ويتم إجراء الطحن. ﻗﻞ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﻜﻮن ارﺗﺪاء اﻟﺠﺎﻧﺐ ﺣﺎﻓﻈﺎً ﻳﺴﺎوي 0.3 ﻣﻠﻢ ، ﻋﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ اﻟﻤﺜﺎل ، ﻳﻘﺎل إن اﻷداة ﻗﺪ ﻓﺸﻠﺖ. بعض القيم المشتركة الموصى بها لأرض التآكل ترد في الجدول 9.11. (أ ، ب).

بسبب البلى على الجناح ، يقل عمق القطع الفعلي من AC إلى BC كما هو موضح في الشكل 9.23. تصبح قطعة الشغل تفتق إذا استمر القطع. هذا هو المعيار الأكثر شيوعا يتبع في الممارسة. يتم قياس ارتداء الجناح بواسطة مجهر صانع الأدوات.

أيضا ، من المهم أن نلاحظ أن تآكل الجناح غير منتظم على طول حافة القطع النشطة ، لذلك ، من الضروري تحديد المواقع ودرجة التآكل ، عند تحديد معيار حياة الأداة ، قبل إعادة الطحن.

(3) إنهاء الفشل:

وفقًا لهذا المعيار ، عندما تصل خشونة السطح إلى قيمة عالية محددة ، يتم إيقاف القطع باستخدام الأداة ويتم إجراء الطحن. قل في حالة قطع معينة ، خشونة السطح ، تكون 0.7 ميكرون. كما هو الحال في عملية تقطيع ارتداء الملابس الداخلية ، تصبح حافة القطع خشنة وغير منتظمة حتى يزداد خشونة السطح تدريجيا ، كما هو موضح في الشكل 9.24. قل 1.3 ميكرون ، على سبيل المثال ، يتم الاحتفاظ بها كمعيار.

يتم قياس خشونة السطح باستمرار على طوله. عندما تصل الخشن إلى القيمة المحددة ، يتم قطع القطع. على سبيل المثال ، قد تحدث هذه القيمة القصوى المحددة لخشونة السطح على قطعة العمل ^{العاشرة} ، لذلك لن يتم تشكيل قطع العمل الحادية ^عشر والتالية مع نفس الأداة ، دون إعادة الطحن.

يصبح هذا المعيار مهمًا بشكل خاص عند تشكيل أدوات التركيب القريبة. بسبب الأسطح الخشنة وغير المستوية ، قد لا يتم إجراء التركيب الصحيح.

(4) فشل حجم:

وفقًا لهذا المعيار ، سيتم اعتبار الأداة قد فشلت إذا كان هناك انحراف في حجم المكون النهائي المنتج من قيمته المحددة.

(الخامس) فشل قطع القوة:

وفقًا لهذا المعيار ، سيتم اعتبار الأداة قد فشلت ، إذا زاد مقدار قوة القطع بمقدار معين معين. هذا يرجع إلى ارتداء الجناح. يزيد ارتداء السطح من منطقة التماس بين قطعة الشغل والأداة ، مما يؤدي إلى زيادة قوة القطع. الشكل 9.25. يظهر أن زيادة في قوة القطع مع تطوير لارتداء الجنب.

العوامل التي تؤثر على حياة الأداة:

تلعب العوامل التالية دورًا مهمًا في حياة الأداة:

(ط) سرعة القطع.

(2) معدل التغذية وعمق القطع.

(ثالثا) صلابة الشغل.

(الرابع) البنية المجهرية من الشغل.

(ت) مادة الأداة.

(السادس) هندسة الأدوات.

(7) نوع من سائل القطع وطريقته في التطبيق.

(ثامنا) طبيعة القطع.

(التاسع) حجم الحبوب من الشغل.

(x) صلابة نظام أداة آلة الشغل.

(1) سرعة القطع:

قامت FW Taylor بإجراء العديد من التجارب في مجال القطع المعدني. في عام 1907 ، أعطى العلاقة التالية بين أداة الحياة وسرعة القطع ، والتي تعرف باسم تايلور أداة أداة الحياة.

V _C T ⁿ = C

حيث ، V = سرعة القطع (م / دقيقة)

T = أداة الحياة (دقيقة) C = ثابت أو ثابت بالقطع

n = مؤشر حياة الأداة. يعتمد ذلك على تركيبة الأدوات ومجموعات العمل وظروف القطع.

إذا كان T = 1 دقيقة

ثم C = V _ج

لذلك ، يمكن تفسير الثابت C جسديا كسرعة القطع التي تساوي حياة الأداة فيها دقيقة واحدة. يمكن تمثيل معادلة أداة الحياة على ورق سجل السجل ؛ يصبح خط مستقيم كما هو موضح في الشكل 9.26.

من الواضح أن سرعة القطع لها أعلى تأثير على حياة الأداة يليها تغذية وعمق قطع ، على التوالي. كلما زادت سرعة القطع ، تزداد درجة حرارة القطع ، وتقل العمر الافتراضي للأداة.

(2) معدل التغذية وعمق القطع:

وفقا لمعادلة الحياة أداة أداة تايلور ، أداة الحياة تنخفض عندما يزيد معدل التغذية. أيضا ، نفس الحالة لعمق قطع.

العلاقة التالية تبرر العبارة أعلاه:

(3) صلابة الشغل:

كلما زادت الصلابة ، تقل السرعة المسموح بها للحياة أداة معينة. على سبيل المثال ، عمر الأداة 50 دقيقة لتقطيع المواد الصلبة أقل ، الآن إذا كان يجب قطع المادة الصعبة ثم للحفاظ على عمر الأداة 50 دقيقة ، يجب تقليل سرعة القطع بالتناسب.

البيان المذكور أعلاه له ما يبرره بالمعادلة التالية التي قدمها Yanitsky:

أين،

H _b = عدد صلابة Brinel لمواد العمل

Ψ = النسبة المئوية للخفض

V = سرعة القطع المسموح بها لحياة أداة معينة

(4) البنية الدقيقة للشغل:

ومع ازدياد هيكل البيرلايت أكثر فأكثر ، تقل عمر الأداة عند أي زيادة في سرعة القطع ، كما هو موضح في الشكل 9.27.

(ت) أداة الأدوات:

المتطلبات الرئيسية للمواد أدوات القطع هي: صلابة الساخنة ، وصلابة تأثير ، ومقاومة التآكل. من أجل حياة أداة أفضل ، يجب أن تحتوي المادة على الخصائص المذكورة أعلاه. يوضح الشكل 9.26 تغيّر حياة الأداة مقابل سرعات القطع لمواد الأدوات المختلفة. من الواضح جدا من هذا الرقم. في أي سرعة قطع ، تكون أداة الحياة القصوى لأداة السيراميك وأدنى أداة فولاذية عالية السرعة. لذلك ، يمكن إزالة الحجم الأقصى لأداة من مادة السيراميك عند أي سرعة قطع لأداة معينة.

ستكون مادة أداة مثالية n = 1 (مؤشر حياة أداة تايلور). إنه يعني أداة مثالية للمواد في جميع سرعات القطع ، ويزيل أقصى حجم من مواد العمل.

بعض المواد أداة مع خصائصها هي التالية:

أنا. الكربون الصقيع:

حساسة جدا لدرجة الحرارة.

تفقد بسرعة صلابتها في درجات الحرارة المنخفضة.

مناسبة فقط للقطع عند السرعة البطيئة ومع معالجة المعادن اللينة غير الحديدية.

ثانيا. HSS:

تتأثر فقط فوق 600 درجة مئوية ، ويبدأ فقدان صلابة.

تتمتع HSS بأداء جيد أقل من 600 درجة مئوية.

فوق 600 درجة مئوية الميل لتشكيل BUE

ثالثا. كربيد عززت:

أداء جيد حتى 1200 درجة مئوية.

يمكن استخدامها بسرعة قطع أعلى بكثير من HSS

د. أكاسيد أو سيراميك ملبد:

يمكن استخدامه عند سرعات القطع 2 و 3 مرات أكثر من الكربيد.

(6) أداة الهندسة:

تؤثر أداة الهندسة بشكل كبير على حياة الأداة. سنناقش تأثير جميع معلمات الأداة على حياة الأداة في الصفحات التالية:

(أ) رجوع Rake Angle.

(ب) حافة القطع الرئيسية.

(ج) زاوية التخليص.

(د) الأنف الشعاع.

(أ) رجوع Rake Angle:

أكبر زاوية أشعل النار أصغر ستكون زاوية القطع وأكبر زاوية القص ، وهذا يقلل من قوة القطع والطاقة ، وبالتالي أقل من الحرارة المتولدة أثناء القطع ، يعني انخفاض درجة حرارة القطع ، يؤدي إلى عمر أطول للحياة.

لكن من ناحية أخرى ، فإن زيادة زاوية أشعل النار تؤدي إلى ضعف طليعة ميكانيكيًا ، حيث تواجه أداة أشعل النار الموجية إجهاد القص ، ومن المرجح أن يتم قص الطرف.

يزيد الخليط السلبي من قوة القطع والقوة ، وبالتالي ينتج المزيد من الحرارة ودرجة الحرارة في حياة أداة أصغر.

لذلك ، هناك قيمة مثلى لمسخنة الظهر التي تعتمد على مادة الأداة ومواد العمل. يتراوح من -5 درجة إلى +15 درجة. القيمة المثلى لزاوية أشعل النار هي حوالي 14 درجة والتي تعطي أقصى عمر للأداة.

يوضح الشكل 9.28 عملية القطع باستخدام أدوات أشعل النار الإيجابية والسلبية. تتعرض أداة أشعل النار الإيجابية لتجربة القص ، ومن المرجح أن يتم قصها. بينما الأداة مع أشعل النار السالبة تجربة الإجهاد الانضغاط. وتعطى أدوات كربيد والسيراميك بشكل عام أشعة سلبية لأنها ضعيفة في القص وجيدة في الانضغاط.

(ب) حافة القطع الرئيسية:

يوضح الشكل 9.29 توصيتين مختلفتين لزاوية حافة القطع الرئيسية. الشكل 9.29 (a) ، يبدأ الاتصال تدريجيًا من نقطة بعيدة تمامًا عن الطرف. لذلك ، فإن الأداة تواجه قوة القطع تدريجيا وعلى مساحة أكبر. ومن ثم ، تصبح الأداة أكثر أمانًا وتكون حياة الأداة أكثر مقارنةً بالشكل 9.29 (ب) الذي تكون زاوية حافة القطع الرئيسية فيه 90 درجة.

(ج) زاوية التخليص:

تؤدي الزيادة في زاوية الخلوص إلى انخفاض كبير في أداء الجناح ، وبالتالي زيادة عمر الأداة. لكن حافة القطع ستصبح أضعف مع زيادة زاوية الخلوص. لذلك مطلوب القيمة المثلى. أفضل حل وسط هو 5 درجات (مع أدوات كربيد) إلى 8 درجات (مع أدوات HSS) لمواد العمل المشتركة.

(د) الأنف الشعاع:

يعمل نصف قطر الأنف على تحسين حياة الأداة والتشطيب السطحي.

هناك علاقة بين سرعة القطع وأداة الحياة وقطر الأنف أدناه:

VT ^0.09 = 300R ^0.25

حيث ، R = Nose radius (لـ HSS tool cutting SAE-2346 steel)

T = أداة الحياة (دقيقة)

V = سرعة القطع (م / دقيقة)

أنا. هناك قيمة مثالية لنصف قطر الأنف التي تكون فيها أداة الحياة القصوى.

ثانيا. إذا كان نصف القطر يتجاوز القيمة المثلى ، فإن عمر الأداة يقل.

ثالثا. نصف قطر أكبر يعني مساحة أكبر من الاتصال بين الأداة والشغل. نتيجة لتوليد المزيد من الحرارة الاحتكاكية ، يؤدي إلى زيادة قوة القطع. ونتيجة لذلك قد يبدأ العمل ، يهتز ، وبالتالي إذا كانت الصلابة ليست عالية جداً ، فإن الأدوات الهشة (الكربيد والسيراميك) ستفشل بسبب تقطيع حافة القطع.

(7) نوع من سائل القطع وطريقته في التطبيق:

من الواضح أن تطبيق سائل القطع المناسب يزيد من عمر الأداة أو بعبارة أخرى ، لنفس عمر الأداة ، ويزيد من سرعة القطع المسموح بها. يوضح الشكل 9.30 تأثير قطع السوائل على حياة الأداة لمواد الأدوات المختلفة. تزداد حياة الأداة بنسبة 150٪ في بعض السرعات. ليس لكل أنواع سوائل القطع تأثير متساوٍ ، وبعضها أكثر ، وبعضها أقل.

(8) طبيعة القطع:

إذا كان القطع متقطعًا ، فإن الأداة تحمل تأثير التحميل ، مما ينتج عنه فرصة لفشلها السريع. في القطع المستمر والثابت ، تكون أداة الحياة أكثر.

(التاسع) حجم الحبوب من الشغل:

تزداد أداة الحياة إذا زاد حجم الحبوب. كما لو كان حجم الحبيبات يزداد ، فإن متوسط ​​عدد الحبيبات لكل مساحة مربعة ينخفض ​​، وبالتالي تقل الصلادة ، هذه النتائج تؤدي إلى زيادة العمر الافتراضي للأداة.

(س) صلابة نظام أداة آلة الشغل:

أعلى هو صلابة نظام أعلى سيكون حياة الأداة. خفض صلابة النظام ، وأعلى هي فرصة لفشل الأداة ، من خلال اهتزاز الأداة أو الشغل. الصلابة هي المطلب الأساسي في حالة القطع المتقطع خاصة عندما تستخدم الأدوات الهشة.