شرح مفصل لطرق التصنيع الشائعة لأدوات الآلات ذات التحكم الرقمي (CNC) - التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
أولا: المقدمة
في مجال التشغيل الآلي باستخدام أدوات ماكينات التحكم الرقمي (CNC)، يُعدّ التثقيب والتجويف وسيلة تكنولوجية بالغة الأهمية. إذ يُمكنه توسيع القطر الداخلي للثقوب أو غيرها من الخطوط الدائرية باستخدام أدوات القطع، وله تطبيقات واسعة، من التشغيل شبه الخشن إلى التشغيل النهائي. سيُقدّم مُصنّعو أدوات ماكينات التحكم الرقمي (CNC) في هذه المقالة شرحًا مُفصّلًا لمبادئ وطرق وخصائص وتطبيقات التثقيب والتجويف.
في مجال التشغيل الآلي باستخدام أدوات ماكينات التحكم الرقمي (CNC)، يُعدّ التثقيب والتجويف وسيلة تكنولوجية بالغة الأهمية. إذ يُمكنه توسيع القطر الداخلي للثقوب أو غيرها من الخطوط الدائرية باستخدام أدوات القطع، وله تطبيقات واسعة، من التشغيل شبه الخشن إلى التشغيل النهائي. سيُقدّم مُصنّعو أدوات ماكينات التحكم الرقمي (CNC) في هذه المقالة شرحًا مُفصّلًا لمبادئ وطرق وخصائص وتطبيقات التثقيب والتجويف.
II. تعريف ومبدأ تشغيل آلات التثقيب
التثقيب عملية قطع تُستخدم فيها قاطعة تثقيب دوارة أحادية الحافة لتوسيع ثقب مُصنّع مسبقًا على قطعة العمل إلى حجم معين لتحقيق الدقة وخشونة السطح المطلوبة. عادةً ما تكون أداة القطع المستخدمة قاطعة تثقيب أحادية الحافة، تُعرف أيضًا باسم قضيب التثقيب. تُجرى عملية التثقيب عادةً على آلات التثقيب، ومراكز التشغيل، وأدوات الآلات المركبة. تُستخدم بشكل رئيسي لمعالجة الثقوب الأسطوانية، والثقوب الملولبة، والأخاديد داخل الثقوب، والأسطح الطرفية لقطع العمل مثل الصناديق، والأقواس، وقواعد الآلات. عند استخدام ملحقات خاصة، يمكن أيضًا معالجة الأسطح الكروية الداخلية والخارجية، والثقوب المدببة، والثقوب ذات الأشكال الخاصة الأخرى.
التثقيب عملية قطع تُستخدم فيها قاطعة تثقيب دوارة أحادية الحافة لتوسيع ثقب مُصنّع مسبقًا على قطعة العمل إلى حجم معين لتحقيق الدقة وخشونة السطح المطلوبة. عادةً ما تكون أداة القطع المستخدمة قاطعة تثقيب أحادية الحافة، تُعرف أيضًا باسم قضيب التثقيب. تُجرى عملية التثقيب عادةً على آلات التثقيب، ومراكز التشغيل، وأدوات الآلات المركبة. تُستخدم بشكل رئيسي لمعالجة الثقوب الأسطوانية، والثقوب الملولبة، والأخاديد داخل الثقوب، والأسطح الطرفية لقطع العمل مثل الصناديق، والأقواس، وقواعد الآلات. عند استخدام ملحقات خاصة، يمكن أيضًا معالجة الأسطح الكروية الداخلية والخارجية، والثقوب المدببة، والثقوب ذات الأشكال الخاصة الأخرى.
ثالثًا. تصنيف عمليات التثقيب
- الحفر الخشن
الحفر الخشن هو أول عملية تشغيل آلية الحفر. والغرض الرئيسي منه هو إزالة معظم البدل ووضع الأساس لعمليات الحفر شبه النهائي والنهائي اللاحقة. أثناء الحفر الخشن، تكون معاملات القطع كبيرة نسبيًا، لكن متطلبات دقة المعالجة منخفضة. تُستخدم عادةً رؤوس قاطعة فولاذية عالية السرعة، وتتراوح سرعة القطع بين 20 و50 مترًا في الدقيقة. - حفر نصف نهائي
يُجرى التثقيب شبه النهائي بعد التثقيب الخشن لتحسين دقة الثقب وجودة السطح. في هذه الحالة، تكون معلمات القطع معتدلة، ومتطلبات دقة المعالجة أعلى من متطلبات التثقيب الخشن. عند استخدام رأس قاطع فولاذي عالي السرعة، يمكن زيادة سرعة القطع بشكل مناسب. - إنهاء الملل
التثقيب النهائي هو آخر مراحل تشغيل آلات التثقيب، ويتطلب دقة عالية وخشونة سطح. أثناء التثقيب النهائي، تكون معاملات القطع صغيرة لضمان جودة المعالجة. عند استخدام رأس قاطع كربيد، يمكن أن تصل سرعة القطع إلى أكثر من 150 مترًا في الدقيقة. لإجراء تثقيب دقيق يتطلب دقة عالية وخشونة سطح، تُستخدم عادةً آلة تثقيب مُثبّتة، وتُستخدم أدوات قطع مصنوعة من مواد فائقة الصلابة مثل الكربيد والماس ونتريد البورون المكعب. يتم اختيار معدل تغذية صغير جدًا (0.02-0.08 مم/لفة) وعمق قطع (0.05-0.1 مم)، وتكون سرعة القطع أعلى من سرعة التثقيب العادي.
رابعًا: أدوات لآلات التثقيب
- قاطعة ثقب ذات حافة واحدة
قاطعة التثقيب أحادية الحافة هي الأداة الأكثر استخدامًا في عمليات التثقيب. تتميز بهيكل بسيط وتعدد استخدامات كبير. يمكن اختيار مواد وأشكال هندسية مختلفة وفقًا لمتطلبات المعالجة المختلفة. - قاطعة حفر لامركزية
قاطعة التثقيب اللامركزية مناسبة لمعالجة بعض الثقوب ذات الأشكال الخاصة، مثل الثقوب اللامركزية. تتحكم في حجم المعالجة عن طريق ضبط اللامركزية. - شفرة دوارة
الشفرة الدوارة تُحسّن عمر الخدمة وكفاءة معالجة الأداة. تدور تلقائيًا أثناء المعالجة لضمان تآكل حافة القطع بالتساوي. - قاطع حفر خلفي خاص
تُستخدم أداة القطع ذات الثقب الخلفي لمعالجة الثقوب ذات الثقب الخلفي. في آلات CNC، غالبًا ما نستخدم أدوات غير قياسية وبرامج تشغيل CNC للثقب الخلفي.
V. خصائص عملية تشغيل الآلات المثقوبة
- نطاق معالجة واسع
يمكن لآلات التثقيب معالجة ثقوب بأشكال متنوعة، بما في ذلك الثقوب الأسطوانية، والثقوب الملولبة، والأخاديد داخل الثقوب، والسطوح الطرفية. كما يمكن معالجة ثقوب بأشكال خاصة، مثل الأسطح الكروية الداخلية والخارجية، والثقوب المخروطية. - دقة معالجة عالية
من خلال الاختيار الدقيق لأدوات القطع ومعايير القطع وتقنيات المعالجة، يمكن تحقيق دقة معالجة عالية. بشكل عام، تصل دقة ثقب المواد الفولاذية إلى IT9-7، وتتراوح خشونة السطح بين Ra2.5 و0.16 ميكرون. أما بالنسبة للثقب الدقيق، فتتراوح دقة المعالجة بين IT7-6، وتتراوح خشونة السطح بين Ra0.63 و0.08 ميكرون. - قدرة قوية على التكيف
يمكن إجراء عمليات التثقيب باستخدام أنواع مختلفة من أدوات الآلات، مثل آلات التثقيب، ومراكز التصنيع، وأدوات الآلات المركبة. وفي الوقت نفسه، يمكن اختيار أدوات قطع وتقنيات معالجة مختلفة وفقًا لمتطلبات المعالجة المختلفة. - مسافة كبيرة بين الفواصل وسهولة توليد الاهتزاز
نظراً لكبر مسافة بروز قضيب التثقيب، يُصبح الاهتزاز سهلاً. لذلك، يجب اختيار معلمات القطع المناسبة أثناء عملية المعالجة لتقليل تأثير الاهتزاز على جودة المعالجة.
سادسا. مجالات تطبيق آلات التثقيب
- صناعة تصنيع الآلات
في صناعة الآلات، تُستخدم آلات التثقيب على نطاق واسع في معالجة قطع العمل، مثل الصناديق والأقواس وقواعد الآلات. عادةً ما تتطلب هذه القطع معالجة عالية الدقة باستخدام ثقوب أسطوانية، وثقوب ملولبة، وأخاديد داخل الثقوب. - صناعة تصنيع السيارات
في صناعة السيارات، تتطلب المكونات الرئيسية، مثل كتل المحرك وعلب ناقل الحركة، معالجة دقيقة للغاية عن طريق الحفر. وتؤثر جودة معالجة هذه المكونات بشكل مباشر على أداء وموثوقية السيارات. - صناعة الطيران والفضاء
تتطلب صناعة الطيران والفضاء متطلبات عالية جدًا لدقة معالجة وجودة المكونات. تُستخدم آلات التثقيب بشكل رئيسي لمعالجة المكونات الرئيسية، مثل شفرات المحركات وأقراص التوربينات، في مجال الطيران والفضاء. - صناعة تصنيع القوالب
في صناعة القوالب، عادةً ما تتطلب تجاويف ونواة القوالب معالجة دقيقة للغاية عن طريق الحفر. جودة معالجة هذه المكونات تؤثر بشكل مباشر على عمر خدمة القوالب وجودة المنتجات.
٧. احتياطات تشغيل آلات التثقيب
- اختيار الأدوات
اختر مواد الأدوات والأشكال الهندسية المناسبة وفقًا لمتطلبات المعالجة المختلفة. للمعالجة عالية الدقة، يجب اختيار أدوات مصنوعة من مواد فائقة الصلابة. - اختيار معلمات القطع
اختر معايير القطع بعناية لتجنب قوة القطع الزائدة والاهتزاز. أثناء الحفر الخشن، يمكن زيادة معايير القطع بشكل مناسب لتحسين كفاءة المعالجة؛ وأثناء الحفر النهائي، يجب تقليل معايير القطع لضمان جودة المعالجة. - تركيب قطعة العمل
تأكد من تثبيت قطعة العمل بإحكام لتجنب أي إزاحة أثناء المعالجة. للمعالجة عالية الدقة، يجب استخدام تركيبات وأجهزة تحديد مواقع خاصة. - دقة أدوات الآلة
اختر آلة ذات دقة عالية وثبات جيد لآلات التثقيب. احرص على صيانتها وصيانتها بانتظام لضمان دقتها وأدائها. - مراقبة عملية المعالجة
أثناء عملية المعالجة، راقب حالة المعالجة عن كثب، واضبط معلمات القطع وتآكل الأدوات في الوقت المناسب. لتحقيق معالجة عالية الدقة، يجب استخدام تقنية الكشف عبر الإنترنت لمراقبة حجم المعالجة وجودة السطح في الوقت الفعلي.
ثامناً. الخاتمة
باعتبارها إحدى طرق التشغيل الشائعة لآلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، تتميز عملية التثقيب بنطاق معالجة واسع، ودقة عالية، وقابلية عالية للتكيف. وتُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل تصنيع الآلات، وصناعة السيارات، وصناعة الطيران، وصناعة القوالب. عند إجراء عملية التثقيب، من الضروري اختيار أدوات القطع، ومعايير القطع، وتقنيات المعالجة بعناية، والاهتمام بتركيب قطعة العمل ودقة أدوات الآلة، وتعزيز مراقبة عملية المعالجة لضمان جودة وكفاءة المعالجة. مع التطور المستمر لتكنولوجيا التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، ستستمر دقة وكفاءة عملية التثقيب في التحسن، مما يُسهم بشكل أكبر في تطوير الصناعة التحويلية.
باعتبارها إحدى طرق التشغيل الشائعة لآلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، تتميز عملية التثقيب بنطاق معالجة واسع، ودقة عالية، وقابلية عالية للتكيف. وتُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل تصنيع الآلات، وصناعة السيارات، وصناعة الطيران، وصناعة القوالب. عند إجراء عملية التثقيب، من الضروري اختيار أدوات القطع، ومعايير القطع، وتقنيات المعالجة بعناية، والاهتمام بتركيب قطعة العمل ودقة أدوات الآلة، وتعزيز مراقبة عملية المعالجة لضمان جودة وكفاءة المعالجة. مع التطور المستمر لتكنولوجيا التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، ستستمر دقة وكفاءة عملية التثقيب في التحسن، مما يُسهم بشكل أكبر في تطوير الصناعة التحويلية.