أنواع عمليات التصنيع: التصنيفات والاختلافات

يُعدّ التشغيل الآلي أساسيًا في التصنيع، إذ يشمل العديد من تقنيات قطع وتشكيل المواد، مما يُنتج قطعًا وتجميعات دقيقة. تنقسم هذه العمليات إلى فئتين: تقليدية وغير تقليدية. تشمل الطرق التقليدية الخراطة والحفر والطحن، بينما تشمل الطرق غير التقليدية التفريغ الكهربائي (EDM) والقطع بالليزر والتشغيل الكيميائي.

لا شك أن عمليات التشغيل الآلي في التصنيع الحديث تُعدّ من أهمّ العمليات، فهي تدعم العديد من الصناعات، من صناعة الطيران إلى السلع الاستهلاكية. كما أنها أساسية لإنتاج منتجات دقيقة وعالية الجودة. في المقالة التالية، سيشرح لك Yonglihao Machinery تصنيف عمليات التشغيل الآلي واختلافاتها بالتفصيل، لمساعدتك في اختيار طريقة التشغيل المناسبة.

ما هي الآلات؟

التشغيل الآلي هو عملية تصنيع تعتمد على تقليل المواد. تستخدم هذه العملية عادةً أدوات قطع، وأقراصًا، وعجلات تجليخ، وغيرها لإزالة المواد الزائدة من قطعة العمل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه العملية لإزالة المواد غير المرغوب فيها للحصول على الشكل المطلوب للمنتج. تشمل المنتجات المُشَغَّلة عادةً الصفائح، والقضبان، واللحامات، والمسبوكات.

من أمثلة المنتجات المُشَغَّلة قطع غيار السيارات، والمثاقب، واللوحات، والصواميل والمسامير، والفلنجات، وغيرها من القطع والأدوات المستخدمة في مختلف الصناعات. لنلقِ نظرة على عمليات التشغيل المختلفة.

أنواع الآلات

عمليات التشغيل التقليدية وغير التقليدية هما نوعان من أنواع التشغيل. بالإضافة إلى هذين النوعين الرئيسيين، هناك أنواع فرعية أخرى تساعد في تحقيق المنتج النهائي المطلوب. دعونا نلقي نظرة فاحصة على عمليات التشغيل هذه.

عمليات التصنيع التقليدية

التشغيل الآلي التقليدي هو طريقة تصنيع تستخدم أداة قطع للتلامس المباشر مع قطعة العمل لإزالة المواد الزائدة. تتم عملية التشغيل هذه عندما تكون أداة القطع على اتصال وثيق بقطعة العمل. تشمل عمليات التشغيل الآلي التقليدية الأنواع التالية:

الدوران

أثناء الخراطة، لا تتحرك أداة القطع، بل تدور قطعة العمل. هذه عملية مخرطة تستخدم أداة القطع لإزالة المواد الزائدة من قطعة العمل. بالإضافة إلى ذلك، تتحرك أداة القطع في كلا المحورين لقطع بعرض وعمق دقيقين.

من ناحية أخرى، تُعدّ عملية الخراطة مثاليةً لتشغيل الأجزاء الداخلية أو الخارجية من المواد. تُعرف الخراطة التي تُجرى على الجزء الخارجي من المادة بالخراطة السطحية، بينما تُعرف الخراطة التي تُجرى على الجزء الداخلي بالخراطة المجوفة.

الطحن

الطحن عملية تستخدم أداة دوارة لإزالة المواد من قطعة العمل المراد تشكيلها. هناك نوعان رئيسيان من الطحن: الطحن السطحي والطحن السطحي.

طحن الأسطح هو عملية تصنيع تُستخدم لتنعيم أو تسوية سطح قطعة العمل. من ناحية أخرى، يُعد طحن الألواح الأنسب لقطع الأسطح العريضة والمسطحة.

علاوة على ذلك، يتضمن هذا النوع من التشغيل الآلي عملية معقدة. لذلك، عادةً ما يتطلب إنجاز العمل أدوات خاصة مختلفة. ومع ذلك، يمكن لشركات التشغيل الآلي مثل Yonglihao Machinery تقديم ماكينات ثلاثية المحاور و خدمات الطحن CNC بخمسة محاور، طحن الأجزاء وفقًا لتفاوتات تصل إلى 0.02 مليمتر.

حفر

يتضمن الحفر استخدام المثاقب (أدوات قطع متعددة النقاط) لحفر ثقوب أسطوانية في المواد الصلبة. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي المثقاب المستخدم في هذه العملية على ممرين حلزونيين. يساعد هذان الممران على إزالة الحطام أو النشارة من الثقب أثناء استمرار لقمة الحفر في الحفر في المادة.

بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما تُساعد الثقوب المحفورة بواسطة هذا النوع من آلات الحفر في تجميع القطع. يُجرى الحفر أولًا قبل النقر أو التوسيع أو التثقيب لعمل ثقوب ملولبة أو لضمان أن تكون الثقوب بالحجم المناسب. لذلك، يُعد الحفر من أهم عمليات التصنيع المختلفة.

طحن

يُعدّ الطحن من أنسب عمليات التشغيل الآلي لتحسين تشطيب أسطح القطع وتحسين التفاوتات. كما يُوفّر هذا الإجراء تناسقًا في شكل القطعة وتشطيبها وأبعادها. وهو الخطوة الأولى قبل عمليات التشطيب الأخرى، مثل الطحن والتشطيب الفائق.

النوعان الرئيسيان لآلات الطحن هما: المطاحن السطحية والمطاحن الأسطوانية. تطحن المطاحن السطحية كميات صغيرة من المواد من سطح مستوٍ، بينما تزيل المطاحن الأسطوانية المواد من شكل أسطواني.

نشر

النشر هو استخدام أدوات القطع لقطع المواد الطويلة (مثل الأشكال أو القضبان المبثوقة) إلى أطوال أقصر. يستخدم المهندسون مجموعة متنوعة من أدوات القطع للنشر، ومن الأمثلة عليها المناشير اليدوية الآلية، والمناشير الدائرية، والمناشير ذات العجلات الكاشطة.

بالإضافة إلى ذلك، تعتمد سرعة القطع بالنشر على المادة المراد قطعها. على سبيل المثال، تتطلب المواد اللينة، مثل سبائك الألومنيوم، سرعة قطع تبلغ 1000 قدم/دقيقة أو أكثر. من ناحية أخرى، تتطلب بعض المعادن الساخنة سرعات قطع أبطأ تبلغ 30 قدم/دقيقة.

التثقيب

الثقب هو عملية تشكيل ثقوب مربعة، وثقوب مسننة، وفتحات مفاتيح، وأشكال أخرى باستخدام أداة تُسمى المثقب. المثقب أداة ذات أسنان متعددة مرتبة بترتيب مثل الملف. من المهم ملاحظة أن أسنان المثقب غير متساوية، بينما أسنان الملف متساوية الحجم.

بالإضافة إلى ذلك، يُجري المِثقاب قطعًا متعددةً بعمقٍ متزايدٍ أثناء سحبه أو دفعه عبر السطح أو عبر ثقبٍ تجريبي. تعتمد سرعة قطع المِثقاب على قوة المادة. على سبيل المثال، بالنسبة للمعادن اللينة، يُمكن تحقيق سرعات قطع تصل إلى 50 قدمًا في الدقيقة، بينما تنخفض سرعة القطع إلى 5 أقدام في الدقيقة بالنسبة للمعادن الأكثر صلابة.

عمليات التصنيع غير التقليدية

هذه العملية الدقيقة للتصنيع تُزيل المادة من قطعة العمل دون لمسها. بمعنى آخر، لا تحتاج الأدوات في عمليات التصنيع غير التقليدية إلى ملامسة مباشرة للمادة المقطوعة. فيما يلي بعض عمليات التصنيع غير التقليدية الشائعة:

معالجة التفريغ الكهربائي (EDM)

لذا، ما هو Wire EDM؟ تُعرف عملية التشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM) أيضًا باسم التشغيل بالشرارة، أو النقش بالقالب، أو القطع السلكي، أو الاستئصال السلكي. تُزيل هذه العملية المواد عن طريق تآكلها. كما أن هذه الطريقة في التشغيل لا تتطلب استخدام أدوات لملامسة المادة المراد تشغيلها، مما يجعلها مثالية لمعالجة المواد الهشة سهلة التلف.

بالإضافة إلى ذلك، يُعدّ التفريغ الكهربائي مناسبًا جدًا لقطع المواد الخاصة شديدة الصلابة وذات التفاوتات الدقيقة. على الرغم من أن التفريغ الكهربائي يزيل المواد ببطء، إلا أن الأجزاء المُشَكَّلة به عادةً ما تتطلب القليل من التشطيب أو لا تتطلبه على الإطلاق.

المعالجة الكيميائية

المعالجة الكيميائية هي عملية وضع قطعة معدنية في حوض يحتوي على محلول حفر. عادةً ما يكون محلول الحفر المستخدم في هذه العملية مزيجًا من أحماض قوية تتفاعل مع المعدن. عند غمر المعدن في محلول الحفر، يذوب بشكل متساوٍ. بالإضافة إلى ذلك، لضمان سير العملية الكيميائية بسلاسة، ستحتاج إلى خزانات، وملفات ساخنة، ومحركات، وقطع عمل.

علاوة على ذلك، تُعد هذه العملية مثالية للعمل مع المواد الصلبة والهشة وغيرها من المواد الصعبة. تتميز هذه العملية بانخفاض تكاليف التصنيع، وتُنتج قطعًا ناعمة وخالية من النتوءات. كما أن التشغيل بهذه الطريقة يوفر الوقت بفضل معدل إزالة المواد العالي.

التصنيع الكهروكيميائي (ECM)

تُعرف المعالجة الكهروكيميائية (ECM) أيضًا بالطلاء العكسي. على عكس الطلاء التقليدي، تُزيل هذه العملية المواد من قطعة العمل بدلًا من إضافتها. كما أنها تُشبه عملية التفريغ الكهربائي (EDM) لأنها تمرر تيارًا كهربائيًا قويًا بين قطب كهربائي وسائل موصل. الفرق هو أنها لا تُنتج شرارات ولا تُسبب تآكلًا للأدوات، كما أنها لا تُسبب انتشارًا حراريًا أو إجهادًا ميكانيكيًا. من ناحية أخرى، تُنتج المعالجة الكهروكيميائية سطحًا أملسًا كالمرآة، وتُزيل كميات كبيرة من المواد بسرعة.

من ناحية أخرى، تتميز عملية التشكيل الإلكتروني (ECM) بتكلفة إعداد أولية عالية. ومع ذلك، تُعدّ هذه العملية الأنسب للإنتاج الضخم. علاوة على ذلك، فهي عملية تشغيل متعددة الاستخدامات. فهي مثالية لقطع المعادن والسبائك شديدة الصلابة، كما أنها مناسبة لتصنيع الأشكال الخاصة والأجزاء الصغيرة والثقوب العميقة.

تشغيل الآلات باستخدام النفاثة الكاشطة

تستخدم هذه العملية غير التقليدية للتصنيع مواد كاشطة دقيقة تتحرك بسرعات عالية لتصطدم بقطعة العمل. عندما تصطدم هذه الجسيمات الخشنة بقطعة العمل بشكل متكرر، مدفوعةً بالغاز أو الهواء، فإنها تُفكك قطعًا صغيرة من المادة. ثم تزيل آلة النفث الشوائب الحرة من قطعة العمل، كاشفةً عن سطح جديد يمكن أن تصطدم به الجسيمات الكاشطة.

من أهم مزايا هذه الطريقة في المعالجة، مقارنةً بالطرق الأخرى، مرونتها. فالخرطوم المستخدم فيها قادر على نقل المادة الكاشطة إلى أي جزء من قطعة العمل المراد تشكيلها، بما في ذلك المناطق التي يصعب عادةً الوصول إليها بطرق القطع الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك، تُولّد معالجة نفث المواد الكاشطة حرارةً قليلةً جدًا، مما يُساعد على منع تشوه المنتجات والأجزاء أثناء عملية التصنيع. من ناحية أخرى، تُعدّ أداةً ممتازةً لإزالة اللحامات من الأجزاء المصبوبة بالحقن، ولعمل نقوشٍ متينةٍ على المواد. كما أنها فعّالةٌ جدًا في قطع الرقائق المعدنية، وتشغيل المعادن القوية، وتنعيم نتوءات البلاستيك.

المعالجة بالموجات فوق الصوتية

تستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية اهتزازات منخفضة السعة وعالية التردد لقطع المواد من الأسطح. بالإضافة إلى ذلك، تُجرى العملية باستخدام جزيئات كاشطة دقيقة ممزوجة بالماء لتكوين عجينة. يتراوح حجم الجسيمات عادةً بين 100 و1000.

بالإضافة إلى ذلك، تستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية حبيبات أصغر حجمًا وحرارة أقل لإنشاء سطح أملس. هذه العملية مثالية للمواد الصلبة أو الهشة. كما أن حركتها الاهتزازية تُسهّل قطع أنماط الثقوب.

معالجة شعاع الليزر (LBM)

المعالجة بشعاع الليزر (LBM) هي طريقة لإزالة المواد من قطعة العمل باستخدام الليزر والطاقة الحرارية. تُعد هذه التقنية مثالية لمهام الحفر والقطع، حيث يمكنها إحداث ثقوب صغيرة جدًا أو قطع أشكال معقدة في المواد الصلبة.

بالإضافة إلى ذلك، تتميز آلة القطع بالليزر (LBM) بفعالية عالية في القطع الجزئي أو النقش، وتشذيب الفولاذ، وضبط المقاومات، والتقطيع. من ناحية أخرى، تتميز آلة القطع بالليزر (LBM) بالسرعة والقدرة على قطع الزوايا الضحلة، مما يُسهّل أتمتة أنماط القطع المعقدة. ولأنها عملية لا تتطلب تلامسًا، فلا يحدث تآكل أو كسر للأداة أثناء العملية.

التصنيف التفصيلي لعمليات التصنيع

الخراطة: الأنواع والمواد والتطبيقات

الخراطة من أكثر طرق التشغيل شيوعًا. تُزال المواد عن طريق تدوير قطعة العمل واستخدام أدوات القطع لتشكيلها وتحديد حجمها. تنقسم عمليات الخراطة إلى أنواع مثل الخراطة الطولية، والخراطة العرضية، والحفر، وخراطة الخيوط. تُعد هذه الطريقة مناسبة للعديد من المواد، مثل الفولاذ والألمنيوم والنحاس والسيراميك وسبائك المغنيسيوم. تُستخدم الخراطة على نطاق واسع في تصنيع أجزاء الأعمدة، والخيوط، والأجزاء المخروطية، وغيرها. إذا كنت بحاجة إلى... خدمة تحويل CNC موثوقة، ثم فإن CNC Yonglihao Machinery هو الخيار الأفضل.

الحفر: الأهمية، الأنواع، والمقارنة بين الحفر والنقر

الحفر هو طريقة تشغيل تُستخدم لإنشاء ثقوب دائرية في قطعة العمل. يتم ذلك بقطع المادة باستخدام مثقاب دوار. تشمل أنواع عمليات الحفر حفر الثقوب المستقيمة، وحفر الثقوب العميقة، والتوسيع. يختلف الحفر عن الثقب. يُحدث الحفر ثقوبًا، بينما يُضيف الثقب خيوطًا إلى الثقوب. يُعد الحفر خطوةً تمهيديةً في العديد من عمليات التصنيع، وهو أساسي لتجميع القطع.

الطحن: التشغيل والأدوات والمقارنة مع العمليات الأخرى

الطحن هو عملية إزالة المواد باستخدام قاطع دوار. وهو مناسب لتصنيع العديد من الأسطح والأشكال. تشمل عمليات الطحن الطحن المسطح، والطحن الرأسي، والطحن المنحني، وطحن الفتحات الرئيسية. يتميز الطحن بمزايا فريدة مقارنةً بعمليات التصنيع الأخرى، فهو يُستخدم لتصنيع الأشكال المعقدة وتحقيق دقة عالية. يمكنك الاختيار من بين مجموعة واسعة من أدوات الطحن، بما في ذلك المطاحن الطرفية، والمطاحن الكروية، والمطاحن السطحية. يجب اختيارها بناءً على احتياجات عملية التصنيع.

التخطيط والقص والنشر: التقنيات والتطبيقات

التخطيط هو طريقة تشغيل لقطع الأسطح المسطحة الكبيرة. وهو مناسب للأسطح التي تتطلب كشطًا إضافيًا. وكما هو الحال في التخطيط، فإن الثقب هو طريقة لعمل ثقوب ومقاطع معقدة. ولكن، يتم ذلك بسحب ثقب باستخدام أداة قطع متعددة الأسنان. أما النشر فهو مختلف، فهو يُستخدم لعمل مقاطع قصيرة من القضبان والمقاطع. ويستخدم أدوات النشر لقطع المواد بالطول المطلوب. هذه الطرق فعالة في بعض الأعمال، بما في ذلك صنع فتحات المفاتيح، والثقوب المربعة، والأسطح المسطحة الكبيرة، وقطع المواد.

مزايا وعيوب عمليات التصنيع

يُعدّ التشغيل الآلي جوهر التصنيع. لكل طريقة مزاياها وعيوبها. يتطلب اختيار عملية التشغيل الآلي المناسبة مراعاة العديد من العوامل، منها: خصائص المواد، الدقة، والإنتاجية، والتكلفة.

عوامل اتخاذ القرار لاختيار عملية التصنيع

عند اختيار عملية التصنيع، يجب مراعاة العوامل التالية:

• خصائص المواد: اختر طريقة التشغيل المناسبة. حدّدها بناءً على صلابة المادة ومتانتها وخصائص المعالجة الحرارية.
• متطلبات دقة التصنيع وجودة السطح: قد يتطلب تصنيع أجزاء عالية الدقة والجودة طرق تصنيع محددة.
• كفاءة وتكلفة التصنيع: اختر أرخص طريقة تصنيع. اختر بناءً على دفعة الإنتاج وميزانية التكلفة.
• شكل وحجم الجزء: قد تتطلب الأشكال المعقدة أو الأجزاء كبيرة الحجم معدات أو تقنيات تصنيع خاصة.

مع مراعاة جميع هذه العوامل، فإن أفضل طريقة تشغيل ستلبي الاحتياجات المحددة، ويمكن اختيارها لضمان الجودة والكفاءة.

ملخصات

في هذه المقالة، تناولنا بالتفصيل جوانب عديدة من التصنيع الآلي. وتضمن ذلك تفصيلًا لعمليات مثل الخراطة، والحفر، والطحن، والتسوية، والقص، والنشر. كما ناقشنا إيجابيات وسلبيات هذه العمليات، وكيفية اختيار طريقة التصنيع المناسبة لاحتياجات الإنتاج.

إذا كنت بحاجة التصنيع السريع خدماتنا، اختر Yonglihao Machinery. لدينا الخبرة والتكنولوجيا لتزويدك بحلول التصنيع المخصصة.

التعليمات

ما هي الآلات ذات التحكم الرقمي؟

CNC هو اختصار لـ "التحكم الرقمي بالحاسوب"، ويشير إلى استخدام الحواسيب لأتمتة أدوات الآلات. هذا يعني أن العملية تستخدم برامج حاسوبية للتحكم في أدوات الآلات، مثل المخارط وآلات الطحن والطحن. تُحسّن هذه التقنية دقة وكفاءة وثبات إنتاج القطع والمنتجات.

ما الذي يحدد الاختيار بين عمليات التصنيع التقليدية وغير التقليدية؟

يتأثر الاختيار بين عمليات التصنيع التقليدية وغير التقليدية بالعديد من العوامل:

• توافق الموادقد تواجه عمليات التشغيل التقليدية صعوبة في التعامل مع المواد الصلبة أو الهشة أو الحساسة للحرارة. أما الطرق غير التقليدية فتتفوق في التعامل مع هذه المواد.
• الهندسة المعقدة:يمكن للتقنيات غير التقليدية التعامل بسهولة أكبر مع الأنماط والأشكال المعقدة.
• التشطيب السطحي والتسامحات:يمكن للطرق غير التقليدية تحقيق تشطيبات أدق وتسامحات أكثر إحكامًا، وهي مثالية للتطبيقات الحرجة.
• المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ):تعمل العمليات غير التقليدية، مثل القطع بالليزر، على تقليل المناطق المتأثرة بالحرارة، وهو أمر مفيد للمواد الحساسة للحرارة.
• السرعة والكفاءةالطرق التقليدية أسرع. أما الطرق غير التقليدية، فتتميز بالدقة والمرونة، وهي مصممة لتطبيقات محددة.

كيف يؤثر نوع المادة على عملية التصنيع المختارة؟

يؤثر نوع المادة بشكل كبير على اختيار طريقة التشغيل. ويعود ذلك إلى عوامل مثل الصلابة والهشاشة والحساسية للحرارة. قد تُعيق هذه الخصائص التشغيل التقليدي. لذا، تُعدّ التقنيات غير التقليدية، مثل التفريغ الكهربائي (EDM)، والقطع بالليزر، والقطع بنفث الماء، أفضل للمواد التي يصعب تشغيلها.

هل يمكن لعمليات التصنيع غير التقليدية التعامل مع الأشكال المعقدة بشكل أفضل من الطرق التقليدية؟

نعم، عادةً ما تكون عمليات التشغيل غير التقليدية أفضل في التعامل مع الأشكال المعقدة. فهي أفضل في التعامل مع الأشكال الهندسية المعقدة من الطرق التقليدية. يمكن للقطع بالليزر والقطع بنفث الماء إنتاج أنماط مفصلة بدقة عالية، دون لمس قطعة العمل مباشرةً. وهي مثالية لتشكيل الأشكال المعقدة.