في التصنيع، تعد أدوات الطحن والخراطة من الأدوات الأساسية التي تؤثر بشكل مباشر على الكفاءة والتكلفة والجودة. وفي مواجهة خيارات عديدة، فإن كيفية الاختيار الدقيق للنوع تمثل مهارة أساسية.

1. حدد هدف المعالجة - اعرف نفسك واعرف عدوك، فمائة معركة ليست خطيرة.

قبل اختيار الأداة، السؤال الأول دائمًا هو: "ما المادة التي أرغب في معالجتها؟" فخصائص المواد المختلفة تحدد اتجاه جميع الخيارات اللاحقة.

أجزاء فولاذية (الفئة P) المواد الأكثر شيوعًا التي يتم تصنيعها آليًا، بدءًا من الفولاذ الطري وصولًا إلى فولاذ القوالب عالي الصلابة. تُطلب متانة جيدة للمعدة ومقاومة جيدة للصدمات.

الفولاذ المقاوم للصدأ (م): تُطلَب متانة عالية، وموصلية حرارية ضعيفة، وقابلية سهلة للتكثيف أثناء العمل. كما يلزم توفر حواف تقطيع حادة، وخصائص جيدة لتفتيت الرقائق، بالإضافة إلى مقاومة أعلى للتآكل.

الحديد الزهر (الفئة K): عادةً ما ينتج رقائق كاشطة وتآكلًا عاليًا على حافة الأداة. تحتاج الأدوات إلى أن تكون مقاومة للتآكل وقادرة على تحمل بعض الصدمات.

المعادن غير الحديدية (N): على سبيل المثال، الألمنيوم والنحاس وسبائك الألمنيوم. مادة لينة، يسهل التصاقها بالسكين. تحتاج إلى حافة تقطيع حادة، وجهاز كبير لتشكيل الرقائق، وتصميم يمنع تشكل الرقائق.

سبائك درجات الحرارة العالية/سبائك التيتانيوم (S) قوة عالية، وموصلية حرارية ضعيفة جدًا، وتصلب شديد عند التشغيل. تُعتبر صعبة بالقطع وتتطلب أدواتًا متخصصة عالية الأداء واستراتيجيات تشغيل متطورة.

المواد غير المعدنية: مثل المواد المركبة والبلاستيك. تتطلب تصاميم ومواد خاصة للحواف لمنع التفتت أو ارتفاع درجة الحرارة.

تذكّر رموز تصنيف المواد (P/M/K/N/S)، والتي تعد حيوية عند اختيار الطلاءات والمواد.

II. اختيار مادة الأداة - ال “ العمليات الداخلية ” من الأداة

مادة الأداة تُحدد أساس أداء القطع الخاص بها، وتنقسم بشكل رئيسي إلى الفئات التالية:

فولاذ عالي السرعة (HSS)

الخصائص: صلابة جيدة، رخيصة ، يمكن تصنيع الشكل المعقد للأداة (مثل المثاقب والصنابير).

مناسب للاستخدام في: القطع بسرعة منخفضة، والأدوات ذات الأشكال المعقدة، والتشغيل المتقطع أو المواد غير المستوية. وهو الخيار الأول للأدوات التمهيدية والخاصة.

2. كربيد (فولاذ التنجستن)

الخصائص: الخيار السائد للتصنيع الحديث. صلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل , لكن أقل متانة من HSS. يتم تحقيق التوازن بين مقاومة التآكل والمتانة من خلال تغيير حجم الحبوب ومحتوى الكوبالت.

مناسبة للاستخدام في: التشطيب الجزئي حتى التشطيب للغالبية العظمى من المواد، خاصةً القطع بسرعة عالية. إنها الأداة الأساسية في إدراجات الطحن والخراطة.

3. سيراميك معدني (سيرميت)

الخصائص: بين السيراميك والكربيد، مقاومة التآكل أفضل من الكربيد، لكن المتانة أضعف قليلاً.

مناسب للاستخدام في: تشطيب الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والتشطيب الفائق، مما يوفر إنهاءًا جيدًا للسطح.

4. سيراميك (سيراميك)

الميزات: صلابة عالية، مقاومة عالية للحرارة (يمكن قطعها في درجات حرارة مرتفعة جدًا)، لكنها هشة وتخشى التأثير.

التطبيق: التشغيل عالي السرعة للحديد الزهر والسبائك ذات درجات الحرارة العالية، بشكل رئيسي للتشطيب وشبه التشطيب.

نتريد البورون المكعب (CBN)

الخصائص: صلابة تأتي في المرتبة الثانية بعد الماس، الاستقرار الحراري العالي ومقاومة التآكل.

التطبيق: تشغيل الحديد الزهر عالي الصلابة (مثل أقراص الفرامل) والصلب المتصلب (بدرجة صلابة HRC45 فما فوق).

6. الماس (PCD)

الخصائص: يعد الماس (PCD) حاليًا المادة الأكثر صلابة، مقاومة ممتازة للتآكل، لكن يخشى من درجات الحرارة العالية والعناصر الحديدية.

التطبيق: تشغيل عالي الكفاءة للمعادن غير الحديدية (مثل الألمنيوم والنحاس) والمواد غير المعدنية (مثل ألياف الكربون وألياف الزجاج)، مع عمر طويل جدًا.

ملخص: بالنسبة لمعظم سيناريوهات التشغيل الآلي، فإن الكربيد هو الخيار الافتراضي والأكثر تنوعًا.

ثالثًا: تقنية الطلاء - الـ “ درع نهائي ” لأدوات القطع

يمكن للطلاءات أن تعزز بشكل كبير أداء أدوات الكربيد من خلال تغطية سطح الأداة بطبقة فائقة الصلابة ومقاومة للحرارة يبلغ سمكها بضعة ميكرونات، مما يؤدي إلى ما يلي:

زيادة الصلابة ومقاومة التآكل

يقلل من معامل الاحتكاك ويقلل من أورام الرقائق

خفض معاملات الاحتكاك والحد من اهتزاز الرقاقة، وتحسين مقاومة الحرارة مما يسمح بسرعات أعلى

أنواع الطلاء الشائعة:

TiN (نتريد التيتانيوم): أصفر ذهبي، طلاء للاستخدامات العامة، فعال من حيث التكلفة.

TiCN (كربيد التيتانيوم والنيتريد): رمادي مزرق، أصلب وأكثر مقاومة للتآكل من TiN، ذو متانة جيدة، مناسب لعمليات التشغيل العامة للأجزاء المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والصلب.

TiAlN (نتريد الألومنيوم والتيتانيوم) / AlTiN (نتريد الألومنيوم والتيتانيوم): أرجواني-أسود / أسود. من أهم الطلاءات متعددة الاستخدامات للتشغيل الآلي الحديث. يُنتج طبقة واقية من أكسيد الألومنيوم أثناء القطع، ويتميز بمقاومة عالية للحرارة، مما يجعله مثاليًا للتشغيل الآلي عالي السرعة، والقطع الجاف، أو تشغيل المواد الصلبة (الصلب، والحديد الزهر، والفولاذ المقاوم للصدأ).

CrN (نتريد الكروم): رمادي فضي، يتميز بخصائص جيدة مضادة للالتصاق، وهو مثالي لتشغيل الألمنيوم والنحاس وسبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ، التي تميل إلى الالتصاق بالأداة.

الماس: أداء مماثل لـ PCD، يستخدم بشكل رئيسي في تشغيل المواد غير الحديدية وغير المعدنية، ويدوم طويلاً.

ترشيح تذكاري:

معالجة الفولاذ، والفولاذ المقاوم للصدأ، والحديد الزهر → تفضل الطلاءات القائمة على TiAlN (مثل AlTiN).

المعادن اللينة مثل الألمنيوم والنحاس → تفضل الطلاءات غير المطلية أو CrN أو طلاءات الماس.

التشغيل العام لأغراض الفعالية من حيث التكلفة → TiCN أو TiN.

رابعًا: حوامل الأدوات والواجهات - الـ “ جسر ” بين الدقة والاستقرار.

يربط حامل الأداة أداة الماكينة بالحافة الحادة، وتُحدد دقتها وصلابتها بشكل مباشر نتائج التشغيل.

1. أنواع أعمدة قواطع الطحن:

جي تي (مستقيم) / ويلدون (مثبت جانبيًا): اقتصادي ومتعدد الاستخدامات، لكنه يتميز بدقة متوسطة وتوازن ديناميكي، ومناسب للتشغيل بسرعات منخفضة ومتطلبات منخفضة.

الانكماش الحراري: دقة تثبيت عالية، وصلابة كبيرة وتوازن ديناميكي ممتاز، وهو الخيار الأول للطحن الحديث عالي السرعة.

أعمدة هيدروليكية: دقة تثبيت عالية وامتصاص الاهتزازات، مثالية للتشطيب وتشغيل الثقوب العميقة.

أعمدة الطحن الوجهية: تُستخدم لتركيب الإدراجات القابلة للتحديد، وتتميز بأعلى درجة من الصلابة، وتُستخدم لطحن الأسطح المسطحة الكبيرة.

2. نظام أداة الخراطة:

أداة خراطة من نوع اللحام: اقتصادية، لكن الإدراجات غير قابلة للاستبدال، ويتم التخلص منها تدريجيًا.

أداة الخراطة القابلة للتحديد: هي الاتجاه السائد المطلق. يتم تثبيت الإدراجات على حامل الأداة بواسطة مسامير، ويمكن استبدال الإدراجات أو تحويلها بعد اهترائها، مما يجعل العملية اقتصادية وفعّالة. يجب أن يتناسب الاختيار مع طريقة التثبيت الخاصة بحامل الأداة (مثل النوع الرافعي، أو النوع البرغي)، وكذلك مع نوع الأخدود الخاص بالإدراجات.

3. المعايير الرئيسية: HSK مقابل BT

مقابض BT: المعيار لمراكز التشغيل التقليدية، بمخروط 7:24، فعّالة من حيث التكلفة.

أعمدة HSK: تصميم مخروطي مجوف وقصير، أداء عالي السرعة، صلابة ودقة تثبيت أعلى، مثالية للماكينات الحديثة عالية السرعة.

نصيحة الاختيار: حيثما تسمح الميزانيات، فإن الاستثمار في حامل أداة جيد (مثل تقنية الانكماش الحراري أو HSK) ضروري لتحسين جودة التصنيع وزيادة عمر الأدوات باهظة الثمن المستخدمة.

قائمة مراجعة مختصرة وملخص لاختيار الأدوات

المواد المراد تشغيلها المواد الأدوات الموصى بها الطلاءات الموصى بها ملاحظات

فولاذ (P) كربيد التنغستن TiAlN، إدراج فتحات حسب عمليات التخشين/التشطيب

فولاذ مقاوم للصدأ (M) كربيد متين TiAlN، TiCN يحافظ على الحواف الحادة، ويضمن كسر الرقاقة

حديد زهر (K) كاربايد، CBN TiAlN، TiCN انتباه إلى مقاومة التآكل، القطع الجاف أو رذاذ الزيت الخفيف

كربيد متكلس من الألومنيوم/النحاس (N)، كربيد PCD غير مطلي، CrN، ماسي، شكل رقاقة كبير لمنع التصاق الأدوات

سبائك درجات الحرارة العالية (S) كربيدات متخصصة، سيراميك TiAlN بسرعة منخفضة للدوران، وتغذية كبيرة، تضمن التبريد

الصفحة السابقة

دليل شامل لتشغيل القوالب باستخدام التصنيع بالكمبيوتر

الصفحة التالية

لا شيء

الصفحة السابقة