تُحدد أدوات القطع في آلات التفريز CNC ما إذا كان مسار الأداة المُبرمج يُؤدي إلى قطع مستقر، وسطح نظيف، وتفاوتات يُمكن التنبؤ بها. يُمكن للآلة تحديد الموضع بدقة، ولكن هندسة أداة القطع، والمادة المصنوعة منها، وإعداداتها هي التي تُحدد قوى القطع، والتحكم في الرايش، وجودة التشطيب النهائي.
يُعد اختيار الأدوات قرارًا نظاميًا، وليس مجرد اختيار من الكتالوج. يجب أن تتناسب مجموعة أدوات القطع مع العملية، وقطعة العمل، وصلابة الإعداد. عندما تكون هذه العوامل واضحة، يصبح عمر الأداة وأوقات دورة التشغيل أكثر قابلية للتنبؤ.
عائلات قواطع الطحن
تُصبح عملية اختيار عائلات قواطع التفريز CNC أسهل عند ربط كل أداة باتجاه قطع محدد، ونوع ميزة، ومسار رقائق. يمكننا تصنيف الأدوات الأكثر شيوعًا بناءً على ما تقطعه بكفاءة، وما لا يمكنها فعله بأمان، وأسباب فشلها عند استخدامها بشكل خاطئ.
مطاحن نهاية
تُعدّ قواطع الطحن الطرفية الخيار الأمثل لتشكيل الجيوب والفتحات وتشطيب الجدران الجانبية، لأنها تقطع من طرفها وجانبها. وتُستخدم قواطع الطحن الطرفية المربعة لإنشاء أسطح مستوية وزوايا داخلية حادة حيثما يسمح الشكل الهندسي بذلك. أما قواطع الطحن الطرفية ذات نصف القطر الدائري (ذات الأنف المدبب) فتقلل من تكسر الحواف وتُحسّن من عمر الأداة عند استخدامها مع المواد الأكثر صلابة.
تُعدّ قواطع الكرات الطرفية معيارًا أساسيًا للأسطح ثلاثية الأبعاد، إذ يتحكم طرفها المستدير في التموجات على مسارات القطع المنحنية. وتزيل قواطع التخشين الخام المادة بسرعة عن طريق تكسير الرقائق، ولكنها عادةً ما تحتاج إلى عملية تشطيب منفصلة لتلبية متطلبات السطح.
ماكينات طحن الوجه وماكينات القطع الطائرة
تُستخدم أدوات التفريز السطحي لتسوية سطح واسع بسرعة مع توزيع ثابت للحمل على عدة حواف قاطعة. غالبًا ما تكون أدوات التفريز السطحي قابلة للفهرسة، وتتميز بقدرتها الفائقة على تسوية المواد إلى مستوى موحد. مع ذلك، فهي غير مصممة للغوص عميقًا في المادة.
تُنتج قواطع الطيران أسطحًا مستوية، وغالبًا ما تُستخدم عندما يكون استخدام أداة بسيطة ذات حافة واحدة مقبولًا. نعتبر قواطع التفريز السطحي وقواطع الطيران "أدوات تسوية الأسطح"، ونختار بينهما بناءً على السطح المستهدف، وثبات الماكينة، واتساق العملية.
أدوات صنع الثقوب
تبدأ عملية حفر الثقوب الموثوقة بتحديد الموقع، ثم حفر الثقب، وأخيراً تشطيبه بالحجم المناسب وحوافه المثالية. تعمل المثاقب الموضعية أو المثاقب المركزية على تحسين دقة تحديد الموقع وتقليل انحراف المثقاب. بعد ذلك، تقوم المثاقب الحلزونية بحفر الثقب الرئيسي بكفاءة.
تُستخدم الموسعات بعد الحفر عندما يتطلب الأمر تحكمًا أدق في قطر الثقب وجودة السطح مما يوفره الحفر. أما أدوات التوسيع المخروطي وأدوات شطف الحواف فتُستخدم لتشطيب حافة الدخول للمثبتات أو لإزالة النتوءات. نوصي باختيار الزوايا القياسية كلما أمكن لتجنب وجود عدد كبير من أنواع الأدوات.
أدوات تشكيل الخيوط
يمكنك إنشاء ثقوب ملولبة باستخدام تقنية التثقيب أو تشكيل الخيوط. يعتمد الخيار الأفضل على نوع المادة ونوع الثقب ومدى تقبلك للمخاطر. تعمل مثاقب القطع على إزالة المادة وتكوين رقائق معدنية. أما مثاقب التشكيل فتقوم بتشكيل المادة دون تكوين رقائق، ولكنها تتطلب حجم ثقب مناسب ومادة مطيلة.
تُنتج قواطع الخيوط الخيوطَ عن طريق الاستيفاء. تُعدّ هذه الطريقة مفيدةً عندما تكون جودة الخيوط ومخاطر انكسار الأداة من أهمّ الاعتبارات. نؤكّد اختيارنا لعملية الخيوط من خلال فحص مواصفات الخيط، وعمق الثقب، ومخاطر خروج الرايش، وما إذا كانت أداة واحدة قادرة على التعامل مع أحجام خيوط متعددة.
أدوات تشكيل الفتحات والقطع السفلي
تتطلب التجاويف السفلية والفتحات على شكل حرف T في كثير من الأحيان قاطعًا خاصًا مصممًا للوصول إلى ما وراء الجدار الذي لا يمكن لقاطع الطحن النهائي الوصول إليه. يمكن لقواطع مجرى المفتاح إنشاء هذه الميزات دون إعادة تثبيت القطعة، مما يوفر تكاليف الإعداد ويقلل من مخاطر المحاذاة.
تُستخدم مناشير القطع لعمل شقوق عميقة وضيقة، كما يمكنها القيام بعمليات الفصل في بعض عمليات التصنيع. أما قواطع وصلات التعشيق فتُستخدم لعمل تجاويف وصلات التعشيق. وتُستخدم قواطع مجرى المفتاح أو قواطع وودروف لعمل ميزات محددة في مجرى المفتاح حيث لا تستطيع قواطع الطحن القياسية تشكيل الشكل المطلوب.
قواطع متخصصة
تُستخدم قواطع متخصصة عند الحاجة إليها في عمليات التصنيع التقليدية أو عند تصميم هندسة معينة، حتى في ورش CNC الحديثة. تُستخدم قواطع التروس وقواطع الأشكال الحلزونية لخصائص تروس محددة عند الحاجة إليها في خطة التصنيع. نتعامل مع هذه القواطع كأدوات متخصصة في خصائص معينة، وليست قواطع عامة الأغراض.
تُعدّ قواطع الألواح، وقواطع الجوانب والأسطح، وقواطع التجويف أقل شيوعًا في أعمال CNC اليومية، لكنها تظلّ ذات أهمية في بعض الإعدادات. معرفة أسمائها يُساعدك على تمييزها في قوائم الأدوات وتجنّب استخدام أداة حديثة خاطئة كبديل.
قراءة إضافية:أنواع حوامل أدوات CNC
مواد الأدوات والطلاءات
يُحدد اختيار مادة أداة القطع وطلاءها الحد العملي لمقاومة الحرارة، ومتانة الحواف، ومعدل التآكل في عمليات التفريز باستخدام الحاسوب (CNC). نقارن المواد بناءً على المفاضلة بين المتانة، والصلابة عند درجات الحرارة العالية، والتكلفة، لأن اختيار المادة الأنسب يعتمد على نوع القطع.
تُعدّ أدوات الفولاذ الكربوني خيارًا منخفض التكلفة للأعمال التي تتطلب سرعة منخفضة. وهي لا تُستخدم عادةً في عمليات الطحن الحديثة عالية السرعة باستخدام آلات CNC في المعادن الصلبة، ولكنها لا تزال تُستخدم في العمليات البسيطة التي لا تُشكّل فيها الحرارة عاملاً رئيسيًا.
يتميز الفولاذ عالي السرعة (HSS) بمتانة أفضل من الكربيد، كما أنه يتحمل الصدمات والاهتزازات بشكل جيد. يُفضل استخدام الفولاذ عالي السرعة عندما تكون الصلابة منخفضة، أو الكميات صغيرة، أو عندما تكون قطعة العمل لينة ولا تبرر تكلفة الكربيد.
يُعد الكربيد الخيار الأمثل لعمليات التفريز باستخدام الحاسوب (CNC) نظرًا لصلابته العالية في درجات الحرارة المرتفعة، مما يسمح بسرعات قطع أعلى. مع ذلك، يُعد الكربيد أقل تحملاً للاهتزازات والتشوهات. لذا، نحرص دائمًا على فحص الصلابة، وحالة الحامل، وبروز القطعة قبل افتراض تفوق أداء الكربيد على الفولاذ عالي السرعة (HSS).
تُستخدم أدوات السيراميك، وCBN، وأدوات عائلة الماس في حالات محددة حيث تُمثل الحرارة والصلابة التحديين الرئيسيين. تتطلب هذه الأدوات تحكمًا دقيقًا في الإعداد والعملية. ينبغي اختيارها بالتشاور مع المورد نظرًا لأن أعطالها غالبًا ما تكون مفاجئة.
تُعالج الطلاءات مشاكل التآكل والحرارة والتصاق المواد، لكنها ليست حلولاً شاملة. تشمل الطلاءات الشائعة TiN للتآكل العام، وTiCN لتحسين مقاومة التآكل، وAlTiN/TiAlN لمقاومة أعلى للحرارة في ظروف القطع الصعبة.
نتحقق من اختيار الطلاء بناءً على مادة قطعة العمل، ونظام التبريد، والعمر الافتراضي المستهدف للأداة، بدلاً من الاعتماد على الادعاءات التسويقية. تتضمن كتالوجات الموردين خيارات الطلاء، وعدد شفرات القطع، ونطاقات الصلابة، ويجب التحقق من هذه المعلومات بمقارنتها بإعدادات التشغيل الفعلية.
العوامل الهندسية وعوامل الإعداد
تُحدد هندسة الأداة وصلابة الإعداد ما إذا كانت قوى القطع ستبقى مستقرة أم ستؤدي إلى اهتزاز وانحراف وتكسر الحواف. نستعرض الخيارات الهندسية الرئيسية التي تتحكم في النجاح، خاصةً بالنسبة للأدوات الصغيرة والقطع العميقة.
عدّ الفلوتات وإزالة الرقائق
يُوازن عدد الأخاديد بين مساحة الرقائق وقوة اللب. يوفر عدد أقل من الأخاديد قنوات أوسع للمواد اللينة التي تُنتج كمية كبيرة من الرقائق. بينما يُضيف عدد أكبر من الأخاديد صلابةً ويُوزّع الحمل في المواد الصلبة حيث يجب التحكم في سُمك الرقائق.
يُعدّ إخراج الرايش متطلباً أساسياً في عملية القطع، وليس مجرد خيار إضافي. فإذا لم يتمكن الرايش من الخروج من مكان القطع، تتراكم الحرارة، ويقل عمر الأداة بشكل كبير، بغض النظر عن مادة الأداة.
قطر الأداة ونصف القطر الداخلي
يُحدَّد قطر الأداة بأصغر نصف قطر داخلي وأضيق فتحة في تصميم القطعة. تزيل الأداة الكبيرة المادة بسرعة أكبر، لكنها لا تستطيع الوصول إلى الزوايا الضيقة. غالبًا ما يكون الأسلوب ذو المرحلتين هو الأمثل: البدء بالتشكيل الأولي باستخدام أداة أكبر، ثم تشطيب الزوايا باستخدام أداة أصغر.
تُعدّ الحواف والزوايا الداخلية بالغة الأهمية لأنها تُحدّد بشكل مباشر أقطار قواطع التفريز العملية. نوضّح هذا الأمر في وقت مبكر من عملية التسعير، لأن تغيير نصف قطر الحافة في برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) غالبًا ما يكون أقل تكلفة من استخدام أداة دقيقة هشة وقبول وقت دورة أطول.
بروز الأطراف، وحواملها، ونهاية المسار
يُعدّ بروز الأداة، أو طولها الزائد عن الحامل، سببًا رئيسيًا للاهتزاز والانحراف. لذا، فإنّ تقصير الأداة قدر الإمكان يُحسّن جودة التشطيب ويحمي حواف القطع، خاصةً مع الكربيد.
يؤدي عدم استقامة الشفرات إلى تحويل أداة القطع متعددة الشفرات إلى أداة ذات شفرة واحدة مُحمّلة فوق طاقتها، لأن إحدى الشفرات تقوم بمعظم عملية القطع. لذا، نتحقق من نظافة حامل الأداة، وحالة ظرف التثبيت، ونظافة مخروط المغزل قبل إلقاء اللوم على الأداة في التآكل المبكر.
سائل التبريد والحرارة والصدمة الحرارية
يجب أن تتناسب استراتيجية التبريد مع مادة الأداة ودورة الحرارة للقطع. يؤدي القطع المتقطع إلى تسخين وتبريد الحافة بشكل متكرر، مما قد يتسبب في تشققها حراريًا. اعتمادًا على الأداة والمادة، قد يكون استخدام نفث الهواء أو التحكم في تدفق سائل التبريد خيارًا أفضل.
تُعدّ إدارة الحرارة أيضاً مشكلةً تتعلق بالرقائق. فإذا كانت الرقائق تُبدد الحرارة ويبقى القطع نظيفاً، فإن عمر الأداة يكون مستقراً. أما إذا أُعيد قطع الرقائق، فإن الحافة تتآكل بسرعة حتى مع الإعدادات المُعتدلة.
آلية عمل لمنع الأخطاء
يقلل اتباع منهجية عمل موحدة لاختيار الأدوات من الهدر عن طريق تحويل عملية اختيار الأدوات إلى سلسلة من الخطوات القابلة للتحقق. نختار الأدوات بنفس الترتيب الذي تتبعه معظم ورش العمل في إنجاز المهام: أولاً، تحديد السطح والأساس، ثم إزالة الأجزاء الكبيرة، ثم تشطيب التفاصيل، وأخيراً تهيئة الحواف.
ابدأ بتصنيف كل ميزة على أنها تسوية سطحية، أو حفر تجويف/جدار، أو صنع ثقوب، أو شكل خاص/تجويف سفلي. ثم حدد فئة القاطع التي تؤدي هذا الإجراء. بعد ذلك فقط، اختر القطر وعدد الشفرات والطلاء.
نقاط التحقق التي يجب استخدامها:
- يسمح أصغر نصف قطر داخلي وعرض للفتحة بأقطار الأدوات المخطط لها.
- تدعم صلابة الإعداد بروز النوتات وعددها المخطط له.
- يمكن إخراج الرقائق باستخدام استراتيجية التبريد/الهواء المختارة وهندسة الأداة.
- تقلل قائمة الأدوات من التغييرات دون إجبار المستخدم على استخدام أدوات دقيقة محفوفة بالمخاطر.
نوصي أيضًا بإضافة "سطر مواصفات الأدوات" إلى ورقة العملية لضمان توافق عمليات الشراء والبرمجة. يجب أن يتضمن هذا السطر نوع الأداة، وقطرها، وعدد شفراتها، وطولها، وطولها الإجمالي، ونوع الطلاء، ونمط الحامل.
أنماط التآكل وأنماط الفشل
تكون مكافحة تآكل الأدوات أكثر فعالية عند التعامل مع التآكل كإشارة إنذار مبكر، وليس كعطل مفاجئ. نمنع توقف العمل بربط أنماط التآكل الشائعة بالإجراء التصحيحي الأول الذي يُصلحها عادةً.
يُعدّ تآكل الجوانب نمطًا طبيعيًا للتآكل يُشير إلى أن الأداة قد وصلت إلى عمرها الافتراضي. ومع ازدياد تآكل الجوانب، تزداد قوى القطع وتتدهور جودة السطح النهائي. غالبًا ما يكون تغيير الأدوات بشكل دوري أفضل من انتظار تعطلها.
يشير التكسر عادةً إلى الاهتزاز، أو انقطاع القطع، أو نقص الصلابة. أولاً، تحقق من طرق تقليل بروز الأداة، وتحكم في مشاكل حامل الأداة/انحرافها، وعدّل استراتيجية القطع قبل التبديل إلى أداة أخرى.
تُعدّ الحواف المتراكمة شائعة في المواد المطاطية، وتؤدي إلى تشطيب رديء وقطع غير متوقع. ويمكن تحسين استقرار القطع من خلال تحسين إخراج الرقائق، واستخدام أدوات حادة، واختيار الطلاء المناسب.
يظهر التصدع الحراري عندما تتناوب حافة الأداة بين السخونة والبرودة. نتحقق من استراتيجية التبريد وظروف الدخول والخروج لأن "سائل التبريد المناسب" يعتمد على مادة الأداة المحددة وقطعة العمل ونمط القطع.
يُعد التخزين والتعامل السليمان أمرين بالغَي الأهمية. تتشقق حواف الكربيد بسهولة عند اصطدام الأدوات ببعضها. تحمي المنظمات المخصصة والأغطية وحوامل الأدوات النظيفة حافة القطع وتساعد في تقليل الانحراف.
خاتمة
في شركة Yonglihao Machinery، ندرك أن أداء أدوات التفريز CNC يعتمد على التوافق التام بين نوع الأداة والمادة وصلابة الإعداد مع خصائص القطعة وسلوك الرايش. وتتحقق أفضل النتائج باختيار نوع القاطع المناسب أولاً، ثم ضبط هندسته وطلاءه بدقة بما يتناسب مع مخاطر القطع المحددة.
يمكننا تلخيص عملية اختيار الأدوات بأنها عملية احترافية قابلة للتكرار: تحديد العملية، واختيار نوع القاطع، وتقييد القطر وفقًا للهندسة، والتحكم بدقة في بروز القاطع وانحرافه، والتحقق من إزالة الرايش. هذه الطريقة الدقيقة تقلل من التخمين، وتضمن الحصول على تشطيبات سطحية متناسقة، وتجعل عمر الأداة قابلاً للتنبؤ.
كمحترف صانع النماذج الأولية, تلتزم شركة Yonglihao Machinery بتزويدكم بأعلى معايير الجودة. تصنيع باستخدام الحاسب الآلي وخدمات الطحن. سواءً تطلّب مشروعك أشكالًا هندسية معقدة أو دقة متناهية في التحكم، لدينا الخبرة والتكنولوجيا اللازمة لتحقيق ذلك. إذا كنت تبحث عن شريك موثوق في مجال التصنيع، تواصل معنا اليوم، ودع حرفيتنا المتميزة تضمن نجاح مشروعك القادم!
تابع القراءة: كيفية اختيار أدوات القطع لآلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟
التعليمات
ما هي أكثر أدوات الطحن باستخدام الحاسوب شيوعًا؟
تُعدّ قواطع التفريز الطرفية، وقواطع التفريز السطحية، والمثاقب من أكثر الأدوات شيوعًا، نظرًا لأن معظم القطع تحتاج إلى تسوية الأسطح، وتشكيل التجاويف، وحفر الثقوب. كما تتضمن قائمة الأدوات النموذجية أداة شطف الحواف، وأداة لولبة أو لولبة لولبية. ويزداد تنوع الأدوات عند وجود تجاويف سفلية، أو مجاري مفاتيح، أو أشكال خاصة في القطع.
ما الفرق بين عملية الطحن النهائي وعملية الطحن السطحي؟
تستخدم عملية التفريز الطرفي طرف وجانب قاطع التفريز الطرفي لقطع التجاويف والجدران والملامح. أما عملية التفريز السطحي فتزيل المواد عبر مساحة مسطحة كبيرة باستخدام قاطع التفريز السطحي. ويعتمد الاختيار على ما إذا كان العنصر الرئيسي سطحًا مستويًا عريضًا أم تجويفًا أو جدارًا محصورًا.
كيف أختار عدد الشفرات للألمنيوم مقابل الفولاذ؟
يحتاج الألومنيوم عادةً إلى عدد أقل من الأخاديد لزيادة مساحة إزالة الرايش وتقليل التصاقه. أما الفولاذ والسبائك الأكثر صلابة، فتحتاج عادةً إلى عدد أكبر من الأخاديد لزيادة صلابة الأداة وتوزيع حمل القطع. يبقى الحل الأمثل معتمدًا على كفاءة إزالة الرايش وصلابة الأداة، لذا تأكد دائمًا من عدد الأخاديد.
متى يجب عليّ استخدام الموسع بدلاً من المثقاب؟
استخدم الموسع عندما يتطلب الأمر دقةً أكبر في حجم الثقب وتشطيب السطح مقارنةً بما يوفره المثقاب. يُنشئ المثقاب الثقب، بينما يُوسّعه الموسع إلى الحجم النهائي مع تشطيب أفضل. يُنصح بتخطيط عملية التوسيع كخطوة ثانية بعد حفر الثقب.
الصنبور أم قاطع اللولبة: أيهما أكثر أماناً؟
تُعدّ قواطع اللولبة أكثر أمانًا عند الحاجة إلى التحكم في الرايش، أو جودة اللولبة، أو منع انكسار الأداة. مسار الأداة قابل للتحكم، واحتمالية انحشارها أقل من قواطع اللولبة التقليدية. تتميز قواطع اللولبة بالسرعة، لكنها حساسة لحجم الثقب، ونوع المادة، وطريقة إخراج الرايش. يعتمد الخيار الأمثل على طبيعة العمل.
كيف يمكنني تقليل تغييرات الأدوات دون مخاطرة؟
لتقليل تغيير الأدوات، صمم الأجزاء بأحجام أدوات قياسية ونصف قطر داخلي مناسب. يمكن للأدوات الكبيرة تشكيل المواد بسرعة، بينما تُستخدم الأدوات الصغيرة فقط لإنهاء الزوايا الضيقة التي تتطلبها. خطط للأدوات بحيث تقلل من استخدام الأدوات الدقيقة إلا إذا كانت هناك ميزة تتطلبها فعلاً.
