"مبادئ اختيار العناصر الثلاثة في قطع أدوات الآلة CNC".
في معالجة قطع المعادن، يُعدّ الاختيار الصحيح لعناصر القطع الثلاثة لآلات CNC - سرعة القطع، ومعدل التغذية، وعمق القطع - أمرًا بالغ الأهمية. يُعدّ هذا أحد أهمّ محتويات دورة مبادئ قطع المعادن. وفيما يلي شرحٌ مُفصّل لمبادئ اختيار هذه العناصر الثلاثة.
أولا: سرعة القطع
سرعة القطع، أي السرعة الخطية أو السرعة المحيطية (فولت، متر/دقيقة)، هي أحد المعايير المهمة في قطع أدوات ماكينات CNC. لاختيار سرعة القطع المناسبة، يجب مراعاة عدة عوامل أولًا.
سرعة القطع، أي السرعة الخطية أو السرعة المحيطية (فولت، متر/دقيقة)، هي أحد المعايير المهمة في قطع أدوات ماكينات CNC. لاختيار سرعة القطع المناسبة، يجب مراعاة عدة عوامل أولًا.
مواد الأدوات
الكربيد: بفضل صلابته العالية ومقاومته الجيدة للحرارة، يُمكن تحقيق سرعة قطع عالية نسبيًا. عادةً ما تتجاوز 100 متر/دقيقة. عند شراء القطع، عادةً ما تُقدم المعلمات التقنية لتوضيح نطاق السرعات الخطية التي يُمكن اختيارها عند معالجة مواد مختلفة.
الفولاذ عالي السرعة: مقارنةً بالكربيد، يكون أداء الفولاذ عالي السرعة أقل قليلاً، وسرعة القطع منخفضة نسبيًا. في معظم الحالات، لا تتجاوز سرعة قطع الفولاذ عالي السرعة 70 مترًا في الدقيقة، وعادةً ما تكون أقل من 20-30 مترًا في الدقيقة.
الكربيد: بفضل صلابته العالية ومقاومته الجيدة للحرارة، يُمكن تحقيق سرعة قطع عالية نسبيًا. عادةً ما تتجاوز 100 متر/دقيقة. عند شراء القطع، عادةً ما تُقدم المعلمات التقنية لتوضيح نطاق السرعات الخطية التي يُمكن اختيارها عند معالجة مواد مختلفة.
الفولاذ عالي السرعة: مقارنةً بالكربيد، يكون أداء الفولاذ عالي السرعة أقل قليلاً، وسرعة القطع منخفضة نسبيًا. في معظم الحالات، لا تتجاوز سرعة قطع الفولاذ عالي السرعة 70 مترًا في الدقيقة، وعادةً ما تكون أقل من 20-30 مترًا في الدقيقة.
مواد قطعة العمل
بالنسبة لمواد قطع العمل ذات الصلابة العالية، يجب أن تكون سرعة القطع منخفضة. على سبيل المثال، بالنسبة للفولاذ المُخمَّد والفولاذ المقاوم للصدأ، وما إلى ذلك، لضمان عمر الأداة وجودة المعالجة، يجب ضبط قيمة V على مستوى منخفض.
بالنسبة لمواد الحديد الزهر، عند استخدام أدوات الكربيد، يمكن أن تصل سرعة القطع إلى 70 – 80 مترًا/الدقيقة.
يتميز الفولاذ منخفض الكربون بسهولة التشغيل، ويمكن أن تصل سرعة القطع إلى أكثر من 100 متر/دقيقة.
تعتبر عملية قطع المعادن غير الحديدية سهلة نسبيًا، ويمكن اختيار سرعة قطع أعلى، وعادةً ما تكون بين 100 – 200 متر/دقيقة.
بالنسبة لمواد قطع العمل ذات الصلابة العالية، يجب أن تكون سرعة القطع منخفضة. على سبيل المثال، بالنسبة للفولاذ المُخمَّد والفولاذ المقاوم للصدأ، وما إلى ذلك، لضمان عمر الأداة وجودة المعالجة، يجب ضبط قيمة V على مستوى منخفض.
بالنسبة لمواد الحديد الزهر، عند استخدام أدوات الكربيد، يمكن أن تصل سرعة القطع إلى 70 – 80 مترًا/الدقيقة.
يتميز الفولاذ منخفض الكربون بسهولة التشغيل، ويمكن أن تصل سرعة القطع إلى أكثر من 100 متر/دقيقة.
تعتبر عملية قطع المعادن غير الحديدية سهلة نسبيًا، ويمكن اختيار سرعة قطع أعلى، وعادةً ما تكون بين 100 – 200 متر/دقيقة.
شروط المعالجة
أثناء التشغيل الخشن، يكون الهدف الرئيسي هو إزالة المواد بسرعة، وتكون متطلبات جودة السطح منخفضة نسبيًا. لذلك، تُضبط سرعة القطع على سرعة منخفضة. أما أثناء التشغيل النهائي، وللحصول على جودة سطح جيدة، فيجب ضبط سرعة القطع على سرعة أعلى.
عندما يكون نظام الصلابة لأداة الماكينة وقطعة العمل والأداة ضعيفًا، فيجب أيضًا ضبط سرعة القطع على سرعة أقل لتقليل الاهتزاز والتشوه.
إذا كانت سرعة المغزل في برنامج CNC هي S في الدقيقة، فيجب حساب S بناءً على قطر قطعة العمل وسرعة القطع الخطية V: S (سرعة المغزل في الدقيقة) = V (سرعة القطع الخطية) × 1000 / (3.1416 × قطر قطعة العمل). إذا استخدم برنامج CNC سرعة خطية ثابتة، فيمكن لـ S استخدام سرعة القطع الخطية V (متر/دقيقة) مباشرةً.
أثناء التشغيل الخشن، يكون الهدف الرئيسي هو إزالة المواد بسرعة، وتكون متطلبات جودة السطح منخفضة نسبيًا. لذلك، تُضبط سرعة القطع على سرعة منخفضة. أما أثناء التشغيل النهائي، وللحصول على جودة سطح جيدة، فيجب ضبط سرعة القطع على سرعة أعلى.
عندما يكون نظام الصلابة لأداة الماكينة وقطعة العمل والأداة ضعيفًا، فيجب أيضًا ضبط سرعة القطع على سرعة أقل لتقليل الاهتزاز والتشوه.
إذا كانت سرعة المغزل في برنامج CNC هي S في الدقيقة، فيجب حساب S بناءً على قطر قطعة العمل وسرعة القطع الخطية V: S (سرعة المغزل في الدقيقة) = V (سرعة القطع الخطية) × 1000 / (3.1416 × قطر قطعة العمل). إذا استخدم برنامج CNC سرعة خطية ثابتة، فيمكن لـ S استخدام سرعة القطع الخطية V (متر/دقيقة) مباشرةً.
II. معدل التغذية
معدل التغذية، المعروف أيضًا بمعدل تغذية الأداة (F)، يعتمد بشكل أساسي على متطلبات خشونة السطح لمعالجة قطعة العمل.
معدل التغذية، المعروف أيضًا بمعدل تغذية الأداة (F)، يعتمد بشكل أساسي على متطلبات خشونة السطح لمعالجة قطعة العمل.
الانتهاء من التصنيع
أثناء التشغيل النهائي، ونظرًا للمتطلبات العالية لجودة السطح، يجب أن يكون معدل التغذية منخفضًا، يتراوح عادةً بين 0.06 و0.12 مم/دورة للمغزل. هذا يضمن سطحًا أملسًا ويقلل من خشونة السطح.
أثناء التشغيل النهائي، ونظرًا للمتطلبات العالية لجودة السطح، يجب أن يكون معدل التغذية منخفضًا، يتراوح عادةً بين 0.06 و0.12 مم/دورة للمغزل. هذا يضمن سطحًا أملسًا ويقلل من خشونة السطح.
التشغيل الخشن
أثناء التشغيل الخشن، تتمثل المهمة الرئيسية في إزالة كميات كبيرة من المواد بسرعة، ويمكن ضبط معدل التغذية على مستوى أعلى. يعتمد حجم معدل التغذية بشكل أساسي على قوة الأداة، وعادةً ما يكون أعلى من 0.3.
عندما تكون زاوية الإغاثة الرئيسية للأداة كبيرة، فإن قوة الأداة سوف تتدهور، وفي هذا الوقت، لا يمكن أن يكون معدل التغذية كبيرًا جدًا.
بالإضافة إلى ذلك، ينبغي مراعاة قوة أداة الماكينة وصلابة قطعة العمل والأداة. إذا كانت قوة أداة الماكينة غير كافية أو كانت صلابتها ضعيفة، فيجب أيضًا تقليل معدل التغذية بشكل مناسب.
يستخدم برنامج CNC وحدتين لمعدل التغذية: مم/دقيقة ومم/دورة للمغزل. عند استخدام وحدة مم/دقيقة، يُمكن تحويلها بالصيغة التالية: التغذية في الدقيقة = التغذية في الدورة × سرعة المغزل في الدقيقة.
أثناء التشغيل الخشن، تتمثل المهمة الرئيسية في إزالة كميات كبيرة من المواد بسرعة، ويمكن ضبط معدل التغذية على مستوى أعلى. يعتمد حجم معدل التغذية بشكل أساسي على قوة الأداة، وعادةً ما يكون أعلى من 0.3.
عندما تكون زاوية الإغاثة الرئيسية للأداة كبيرة، فإن قوة الأداة سوف تتدهور، وفي هذا الوقت، لا يمكن أن يكون معدل التغذية كبيرًا جدًا.
بالإضافة إلى ذلك، ينبغي مراعاة قوة أداة الماكينة وصلابة قطعة العمل والأداة. إذا كانت قوة أداة الماكينة غير كافية أو كانت صلابتها ضعيفة، فيجب أيضًا تقليل معدل التغذية بشكل مناسب.
يستخدم برنامج CNC وحدتين لمعدل التغذية: مم/دقيقة ومم/دورة للمغزل. عند استخدام وحدة مم/دقيقة، يُمكن تحويلها بالصيغة التالية: التغذية في الدقيقة = التغذية في الدورة × سرعة المغزل في الدقيقة.
ثالثًا: عمق القطع
عمق القطع، أي عمق القطع، لديه خيارات مختلفة أثناء التشغيل النهائي والتشغيل الخشن.
عمق القطع، أي عمق القطع، لديه خيارات مختلفة أثناء التشغيل النهائي والتشغيل الخشن.
الانتهاء من التصنيع
أثناء التشغيل النهائي، عادةً ما يكون عمق القطع أقل من ٠٫٥ (قيمة نصف القطر). يضمن عمق القطع الأصغر جودة السطح المُشَغَّل، ويُقلل من خشونة السطح والإجهاد المتبقي.
أثناء التشغيل النهائي، عادةً ما يكون عمق القطع أقل من ٠٫٥ (قيمة نصف القطر). يضمن عمق القطع الأصغر جودة السطح المُشَغَّل، ويُقلل من خشونة السطح والإجهاد المتبقي.
التشغيل الخشن
أثناء التشغيل الخشن، يُحدَّد عمق القطع وفقًا لظروف قطعة العمل والأداة وآلة القطع. بالنسبة لمخرطة صغيرة (بقطر معالجة أقصى أقل من 400 مم) تُستخدم لخراطة الفولاذ رقم 45 في حالة التطبيع، لا يتجاوز عمق القطع في الاتجاه الشعاعي عادةً 5 مم.
تجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام نظام تحويل التردد العادي لتغيير سرعة المغزل في المخرطة، فعندما تكون سرعة المغزل في الدقيقة منخفضة جدًا (أقل من 100-200 دورة/دقيقة)، ستنخفض طاقة خرج المحرك بشكل ملحوظ. في هذه الحالة، لا يمكن الحصول إلا على عمق قطع ومعدل تغذية منخفضين جدًا.
أثناء التشغيل الخشن، يُحدَّد عمق القطع وفقًا لظروف قطعة العمل والأداة وآلة القطع. بالنسبة لمخرطة صغيرة (بقطر معالجة أقصى أقل من 400 مم) تُستخدم لخراطة الفولاذ رقم 45 في حالة التطبيع، لا يتجاوز عمق القطع في الاتجاه الشعاعي عادةً 5 مم.
تجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام نظام تحويل التردد العادي لتغيير سرعة المغزل في المخرطة، فعندما تكون سرعة المغزل في الدقيقة منخفضة جدًا (أقل من 100-200 دورة/دقيقة)، ستنخفض طاقة خرج المحرك بشكل ملحوظ. في هذه الحالة، لا يمكن الحصول إلا على عمق قطع ومعدل تغذية منخفضين جدًا.
في الختام، يتطلب الاختيار الصحيح للعناصر الثلاثة لقطع ماكينات CNC دراسةً شاملةً لعوامل متعددة، مثل مواد الأدوات، ومواد قطع العمل، وظروف المعالجة. في المعالجة الفعلية، ينبغي إجراء تعديلات معقولة وفقًا للظروف المحددة، لتحقيق أهداف تحسين كفاءة المعالجة، وضمان جودتها، وإطالة عمر الأدوات. وفي الوقت نفسه، ينبغي على المشغلين أيضًا اكتساب الخبرة باستمرار، والإلمام بخصائص المواد المختلفة وتقنيات المعالجة، بما يُمكّنهم من اختيار معلمات القطع بشكل أفضل، وتحسين أداء معالجة ماكينات CNC.