ما هو التفريز الطرفي؟ أنواعه، استخداماته، واختيار الأدوات المناسبة له

الطحن النهائي هو عملية رئيسية في تصنيع باستخدام الحاسب الآلي وجزء أساسي من أي مهنة خدمة الطحن باستخدام الحاسب الآلي. يقطع الشقوق والجيوب والدرجات والأشكال ثلاثية الأبعاد إلى قطع معدنية أو بلاستيكية. عندما تحتاج قطعتك إلى أكثر من مجرد أسطح مسطحة، مثل الشقوق أو الأسطح المنحنية، فإن التفريز الطرفي غالبًا ما يكون الخيار الأمثل. تُصنع العديد من فتحات المفاتيح والجيوب والأجزاء المعقدة بهذه الطريقة.

تتناول هذه المقالة ثلاثة أسئلة كبيرة:

• ما هو الطحن النهائي وما هي الميزات التي يمكن أن يصنعها؟
• ما هي أنواع القواطع الطرفية الشائعة، وما هي استخداماتها؟
• كيف تختار القاطعة النهائية المناسبة لعملك؟

ما هو الطحن النهائي؟

يستخدم الطحن الطرفي أداة دوارة تُسمى الطحن الطرفي. تزيل هذه الأداة المواد عن طريق الغمر المباشر للأسفل والقطع الجانبي. تُنتج شقوقًا وجيوبًا وأكتافًا وأشكالًا ثلاثية الأبعاد. يختلف الطحن السطحي، إذ يُسوّي غالبًا مساحات كبيرة. يمكن تحريك الطحن الطرفي في اتجاهات مختلفة، مما يُنتج أشكالًا أكثر.

في آلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، تُثبَّت أداة التفريز الطرفية في المغزل. تُثبَّت القطعة على الطاولة. يُحرِّك برنامج التحكم الرقمي بالكمبيوتر الأداة في اتجاهات X وY وZ. باستخدام الأداة المناسبة، يُمكن لعملية التفريز الطرفية الحفاظ على تفاوتات دقيقة للغاية. تصل دقة التفاصيل إلى ±0.002 مم. كما تُعطي هذه العملية تشطيبات سطحية ممتازة. تُستخدم في مجالات مثل الفضاء والسيارات والطب والإلكترونيات.

كيف تعمل عملية الطحن النهائي

تتبع عملية التفريز الطرفي خطةً مُحددة. تجمع هذه الخطة بين مسار الأداة وإعدادات مثل سرعة المغزل، ومعدل التغذية، وعمق القطع. تزيل الآلة المادة طبقةً تلو الأخرى. يُحدد البرنامج مسار التفريز الطرفي، وسرعة الدوران، وعمق القطع. وتتولى الآلة الباقي.

فيما يلي سير العمل الطبيعي:

1. التصميم والكام: صمّم القطعة باستخدام برنامج CAD. ثم استخدم برنامج CAM لإنشاء مسارات الأدوات (الشق، والتحديد، وغيرها).
2. برمجة: تُنتج CAM شفرة G. تُحدد شفرة G سرعة المغزل ومعدل التغذية وأعماق القطع.
3. يثبت: ثبّت القاطعة الطرفية في الحامل. ثبّت القطعة بملزمة. اضبط إحداثيات العمل باستخدام مسبار أو يدويًا.
4. القطع: يُدير المغزل قاطعة القطع الطرفية. تُحرّك آلة التحكم الرقمي بالكمبيوتر القطعة أو الأداة على طول المسار. تُنتج حواف القطع شظايا تخرج من خلال الأخاديد.
5. تقتيش: تحقق من أحجام المفاتيح وتشطيب السطح. إذا لزم الأمر، قم بتمريرات تشطيب إضافية.

استخدم سائل التبريد لخفض الحرارة وتقليل الاحتكاك. هذا يُطيل عمر الأدوات، خاصةً في حالة القطع العميق أو المواد الصلبة. إزالة الشظايا من منطقة القطع بنفس الأهمية. إذا تراكمت الشظايا، فقد تُكسر الأدوات وتُلحق الضرر بعملك.

الأجزاء الرئيسية لطاحونة النهاية والمصطلحات الأساسية

قاطعة النهاية هي قاطعة دوارة مصممة للقطع الغاطس والجانبي. أجزاؤها مصممة لإزالة الرقائق والحفاظ على صلابتها. معرفة كل جزء ستساعدك على اختيار الأداة المناسبة.

الأجزاء الرئيسية:

• عرقوب: الجزء الخلفي الطويل الذي يُثبّت في الحامل. حجمه يؤثر على صلابة الأداة.
• المزامير: أخاديد حلزونية تقطع وتحمل الرقائق للخارج.
• حواف القطع (الشفاه): الأجزاء الحادة التي تقطع المادة. توجد في النهاية وعلى طول الجوانب.
• زاوية الحلزون: ميل الناي مقارنةً بطول الأداة. يُغيّر هذا سلاسة القطع ومتانة الأداة.
• جوهر: المركز الصلب. كلما كان المركز أكثر سمكًا، زادت صلابة الأداة، ولكن مساحة أقل للشظايا.

قد ترى أيضًا هذه المصطلحات:

• سرعة القطع: مدى سرعة تحرك الحافة القاطعة عبر الجزء (يتم قياسها بوحدة م/دقيقة أو sfm).
• معدل التغذية: السرعة التي تتحرك بها الأداة خلال العمل (بالملليمتر/الدقيقة أو بالبوصات/الدقيقة).
• عمق القطع المحوري (ap): مدى عمق القطع الذي تقوم به الأداة مع كل تمريرة نحو الأسفل.
• العرض الشعاعي للقطع (ae): عرض القطع عند تحريك الأداة جانبياً.

سيؤدي خلط هذه الإعدادات بالطريقة الصحيحة إلى حصولك على طحن سريع وثابت وعمر أداة أطول.

الأنواع الرئيسية لقواطع النهاية واستخداماتها النموذجية

تتوفر قواطع النهايات بأنماط متعددة. كل منها يناسب مواد أو مهام أو أشكالًا معينة. هذه هي الأنواع الأكثر استخدامًا.

مطاحن نهاية مربعة

تتميز قواطع النهايات المربعة بطرف قطع مسطح. تُجري هذه القواطع قطعًا مسطحة القاع وزوايا حادة بزاوية 90 درجة. تُستخدم في الشقوق، والطحن الجانبي، والجيوب، والواجهات. تُناسب هذه القواطع الأسطح المستوية والحواف المستقيمة المصنوعة من الفولاذ أو الألومنيوم أو البلاستيك. لكنها ليست مثالية لتنعيم الأشكال ثلاثية الأبعاد، فقد تُسبب الزوايا الحادة تشققات في المواد الصلبة.

مطاحن نهاية الكرة

تتميز مطاحن الكرات الطرفية بطرف مستدير، مما يُنتج منحنيات ناعمة، بدلاً من زوايا حادة. تُعد هذه المطاحن الخيار الأمثل للرسم ثلاثي الأبعاد والتشطيبات الدقيقة، مثل القوالب أو الشفرات. لكنها ليست فعالة للأشكال ذات القاعدة المسطحة. يدور مركز الكرة ببطء، مما يسمح لها بالاحتكاك بدلاً من القطع.

مطاحن نهاية نصف قطر الزاوية

تبدو قواطع النهايات ذات نصف قطر الزاوية مربعة الشكل، ولكن بزوايا مستديرة. يُعزز نصف القطر الصغير الحافة، مما يمنع التشقق ويطيل عمر الأداة. استخدمها إذا لم تكن بحاجة إلى زوايا حادة مثالية، خاصةً للأجزاء الهيكلية القوية أو في أعمال التشطيب شبه النهائي.

قواطع نهاية الخشونة

تتميز قواطع الطحن النهائية الخشنة بحواف مسننة. تُكسر القطع الرقائق إلى قطع صغيرة. صُممت هذه الأدوات لإزالة كميات كبيرة من المواد بسرعة، وليس للتشطيب. وهي مناسبة للألواح السميكة والكتل المعدنية الكبيرة. تترك هذه القواطع لمسة نهائية خشنة، لذا استخدم قاطعة نهائية عادية لتشطيب السطح.

مطاحن نهاية متخصصة

تتميز قواطع النهايات المتخصصة بأشكال مخصصة لخصائص خاصة. بعض الأنواع هي قواطع نهايات مدببة، أو مسننة، أو قواطع نهايات نقش. تُصنع القواطع المدببة جوانب بزاوية في التجاويف. أما قواطع مسننة فتقطع الوصلات المتشابكة. تُعد هذه الأدوات خيارًا رائعًا للأجزاء المصنوعة بواسطة شركة النماذج الأولية السريعة, مثل Yonglihao Machinery، خاصةً عندما لا تناسب قواطع النهايات القياسية مناطق معينة. استخدمها فقط عند الحاجة إلى ميزة محددة.

كيفية اختيار القاطعة النهائية المناسبة لعملك

اختيار قاطعة القطع المناسبة يعني مطابقة المادة ومرحلة التصنيع وهندسة الأداة لضمان كفاءة القطع وتحمل العمل. اتبع هذه الخطوات الأربع لاختيار موفق.

1. تعرف على مادة قطعة العمل الخاصة بك

• بالنسبة للألمنيوم: اختر 2-3 قواطع طرفية ذات زاوية حلزونية عالية.
• بالنسبة للصلب: استخدم قواطع نهاية من الكربيد مكونة من 3 إلى 4 أخاديد.
• بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ: استخدم 4 أخاديد أو أكثر وطلاءات متينة ومقاومة للتآكل.

2. تحديد مرحلة التصنيع

• للتخشين: استخدم أعماق قطع أكبر وطحن طرفي قوي.
• للتشطيب: استخدم قطعًا أصغر حجمًا، وعددًا أكبر من الأخاديد، وركز على الأسطح الملساء.

3. اختر عدد المزامير لإزالة الرقائق وقوة الأداة

• 2-3 فلوتات: أفضل طريقة لإزالة الرقائق من الألومنيوم والبلاستيك.
• 4+ أخاديد: صلابة أكثر، جيدة للصلب، الطحن الجانبي.

4. تحقق من حجم الأداة ومدى الوصول والطلاء

• حافظ على الجزء البارز من الأداة قصيرًا لتجنب ثني الأداة واهتزازها.
• بالنسبة للثقوب أو التجاويف العميقة، حاول استخدام حجم أكبر من حجم الأداة.
• استخدم طلاءات مثل TiN أو TiAlN للأعمال الشاقة أو الساخنة. تجنب استخدام بعضها مع الألومنيوم لمنع لحام الرقائق.

قائمة مرجعية صغيرة قبل القطع

• يسمح لك قطر الأداة وطول الناي بالوصول إلى الميزة المطلوبة دون أن تبرز بعيدًا جدًا.
• تتناسب مادة الأداة والطلاء مع الجزء الخاص بك.
• تستخدم خطوات التشطيب والتخشين الأدوات المناسبة.
• يدعم عدد الفلوت كل من إزالة الرقائق والقوة.
• إن الإعداد قوي بما فيه الكفاية للقطع التي خططت لها.

قراءة إضافية: كيفية اختيار أدوات القطع لآلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

المزايا والقيود ومتى تستخدم الطحن النهائي

يُعدّ الطحن النهائي الخيار الأمثل عند الحاجة إلى أشكال مُفصّلة، أو ميزات داخلية، أو أشكال ثلاثية الأبعاد. تكمن أهمّ فوائده في المرونة. باستخدام آلة CNC واحدة وعدة ماكينات طحن نهائي، يُمكنك إنشاء معظم الميزات.

المزايا:

• يصنع فتحات، وجيوب، وخطوات، وأشكال ثلاثية الأبعاد.
• يعمل على العديد من المواد، سواء كانت ناعمة أو صلبة.
• يمنح دقة عالية وتشطيبات ناعمة.
• يعمل بشكل رائع مع برامج CAM الحديثة لتخطيط مسارات الأدوات.

القيود:

• ليس سريعًا مثل طحن الوجه للمناطق المسطحة الكبيرة.
• قد ثرثر إذا وصلت إلى العمق أو كان لديك أداة طويلة.
• يمكن أن تسبب الحرارة والرقائق مشاكل إذا لم يتم التحكم فيها.

مقارنة مع الآلات الأخرى:

• إن عملية طحن الوجه هي الأفضل بالنسبة للأسطح الكبيرة والمسطحة، ولكنها لا تستطيع عمل فتحات أو ميزات عميقة.
• الحفر هو الأسرع لعمل ثقوب مستديرة، ولكن لا يمكن القيام به الطحن الجانبي أو اصنع أشكالًا. يُعدّ الطحن النهائي ضروريًا للميزات التي لا تقتصر على الثقوب البسيطة.

اختر الطحن السطحي إذا كنت ترغب في تسوية مساحة كبيرة بسرعة. استخدم الحفر للثقوب البسيطة. استخدم الطحن الطرفي لمعظم تفاصيل الأجزاء.

خاتمة

إن عملية الطحن النهائي هي العملية الأساسية وراء معظم التفاصيل الوظيفية في الأجزاء الميكانيكية، من المفاتيح والجيوب إلى تجاويف ثلاثية الأبعاد المعقدة. لاستخدامها بشكل فعال، تحتاج بشكل أساسي إلى فهم ما هو الطحن النهائي، وكيف تختلف الأنواع الشائعة، وكيفية محاذاة اختيار الأداة مع المادة ومرحلة التصنيع.

سير العمل العملي هو:

• قرر ما إذا كانت عملية الطحن النهائي أو الطحن السطحي أو الحفر هي العملية الأكثر ملاءمة للميزة.
• اختر نوع القاطع النهائي وعدد الأخاديد بناءً على المادة وما إذا كنت تقوم بالتشطيب الأولي أو النهائي.
• ضبط البروز، وثبات العمل والمعلمات لضمان الصلابة، وتدفق الرقائق والتحكم في درجة الحرارة، والتحقق من ذلك من خلال قطع اختبار قصيرة.

مع الاستخدام المتكرر، تصبح هذه القرارات بمثابة حدس للعملية وتساعدك على التخطيط لعمليات الطحن النهائي التي تكون مستقرة وقابلة للتنبؤ واقتصادية.

التعليمات

ما الذي يحدد القاطع النهائي الذي يجب أن أستخدمه؟

انتبه إلى مادة القطعة، والميزة التي تصنعها، وما إذا كنت تقوم بالتشكيل الأولي أو التشطيب. تُناسب قواطع النهايات المربعة الشقوق في الفولاذ. أما قواطع النهايات الكروية فهي الأنسب للأشكال المنحنية والقوالب. كما أن عدد الأخاديد، ومدى الامتداد، والطلاء مهم أيضًا.

كيف يؤثر عدد الناي على كيفية عمل الطحن النهائي؟

كلما زادت عدد الأخاديد، زادت جودة التشطيبات وقوة الأدوات. كلما قلّت الأخاديد، زادت كفاءة إخراج الرقائق. استخدم خازوقين أو ثلاثة للألمنيوم أو البلاستيك، وأربعة أخاديد أو أكثر للفولاذ.

عند استخدام قاطعة نهاية ذات نصف قطر زاوية، وليس مربعة؟

استخدم نصف قطر الزاوية إذا كنت بحاجة إلى زوايا أقوى دون الحاجة إلى حواف حادة. الزاوية المستديرة الصغيرة تُخفف الضغط وتُطيل عمر الأداة، خاصةً في الفولاذ الأكثر صلابة. الرسومات التي تتطلب زاوية حادة تمامًا تحتاج إلى قاطعة طرفية مربعة.

كيف يتم مقارنة قواطع النهاية المصنوعة من الكربيد و HSS؟

قواطع الكربيد الطرفية أكثر صلابةً وتتحمل الحرارة بشكل أفضل من قواطع HSS. هذا يعني سرعات قطع أعلى وعمرًا أطول للأداة. استخدمها للصلب أو الأعمال الشاقة. قواطع HSS أقوى في تحمل الصدمات وأقل تكلفة، لذا فهي مناسبة للمواد اللينة أو القطع البطيء.

ما هي أفضل أدوات الطحن ذات النهاية الكروية، ومتى يجب تجنبها؟

مطاحن الكرات الطرفية مناسبة للأسطح ثلاثية الأبعاد والمنحنيات الملساء، كما هو الحال في القوالب. لكنها لا تناسب القيعان المسطحة أو الجيوب الحادة. يدور مركزها ببطء، لذا بدون إعدادات جيدة، قد تحتك ولا تقطع.