الأسئلة الشائعة - المعدن الدقيق

تعتبر Machision Machining عملية لإزالة المواد من قطعة العمل أثناء الاحتفاظ بالتشطيبات الوثيقة. تحتوي الجهاز الدقيق على العديد من الأنواع ، بما في ذلك الطحن والتشغيل والتصريف الكهربائي. يتم التحكم بشكل عام في آلة الدقة اليوم باستخدام عناصر تحكم عددية الكمبيوتر (CNC).

تستخدم جميع المنتجات المعدنية تقريبًا الآلات الدقيقة ، وكذلك العديد من المواد الأخرى مثل البلاستيك والخشب. يتم تشغيل هذه الآلات من قبل الميكانيكيين المتخصصين والمدربين. من أجل أن تقوم أداة القطع بعملها ، يجب نقلها في اتجاهات محددة لإنشاء القطع الصحيح. وتسمى هذه الحركة الأساسية "سرعة القطع". يمكن أيضًا نقل قطعة العمل ، والمعروفة باسم الحركة الثانوية لـ "التغذية". معا ، تتيح هذه الحركات وحدة أداة القطع تشغيل الجهاز الدقيق.

تتطلب الجودة الدقيقة الآلات القدرة على اتباع مخططات محددة للغاية التي صنعها برامج CAD (تصميم الكمبيوتر) أو برامج CAM (بمساعدة الكمبيوتر) مثل AutoCAD و Turbocad. يمكن أن يساعد البرنامج في إنتاج المخططات المعقدة ثلاثية الأبعاد أو الخطوط العريضة اللازمة من أجل تصنيع أداة أو آلة أو كائن. يجب الالتزام بهذه المخططات بتفاصيل كبيرة لضمان أن يحتفظ المنتج بسلايته. في حين أن معظم شركات التصنيع الدقيقة تعمل مع بعض أشكال برامج CAD/CAM ، إلا أنها لا تزال تعمل في كثير من الأحيان مع رسومات مرسومة باليد في المراحل الأولية من التصميم.

يتم استخدام الآلات الدقيقة على عدد من المواد بما في ذلك الصلب والبرونز والجرافيت والزجاج والبلاستيك على سبيل المثال لا الحصر. اعتمادًا على حجم المشروع والمواد المراد استخدامها ، سيتم استخدام أدوات تصنيع مختلفة. يمكن استخدام أي مزيج من المخارط وآلات الطحن وضغط الحفر والمناشير والطاحن وحتى الروبوتات عالية السرعة. قد تستخدم صناعة الفضاء الجوي آلات عالية السرعة ، في حين قد تستخدم صناعة صنع أدوات الأعمال الخشبية عمليات الحفر والطحن الكيميائي للصور. يمكن أن يكون التغلب على المدى ، أو كمية محددة من أي عنصر معين ، بالآلاف ، أو أن يكون قليلًا. غالبًا ما يتطلب Machining Precision برمجة أجهزة CNC مما يعني أنها تسيطر عليها الكمبيوتر عدديًا. يسمح جهاز CNC باتباع أبعاد دقيقة خلال تشغيل المنتج.

الطحن هو عملية الآلات لاستخدام قواطع دوار لإزالة المواد من قطعة العمل عن طريق التقدم (أو التغذية) القاطع في قطعة العمل في اتجاه معين. يمكن أيضًا الاحتفاظ بالقطعة بزاوية نسبة إلى محور الأداة. يغطي الطحن مجموعة واسعة من العمليات والآلات المختلفة ، على موازين من الأجزاء الفردية الصغيرة إلى عمليات طحن العصابات الكبيرة ذات الأخدم الشاقة. إنها واحدة من العمليات الأكثر استخدامًا لتصنيع الأجزاء المخصصة للتسامح الدقيق.

يمكن أن يتم الطحن مع مجموعة واسعة من أدوات الآلات. كانت الفئة الأصلية من أدوات الآلات للطحن هي آلة الطحن (غالبًا ما تسمى مطحنة). بعد ظهور التحكم العددي للكمبيوتر (CNC) ، تطورت آلات الطحن إلى مراكز للآلات: آلات الطحن المعززة بواسطة مغيرات الأدوات التلقائية ، ومجلات الأدوات أو carousels ، وقدرة CNC ، وأنظمة سائل التبريد ، والمرفقات. يتم تصنيف مراكز الطحن عمومًا على أنها مراكز للآلات الرأسية (VMCs) أو مراكز الآلات الأفقية (HMCs).

بدأ دمج الطحن في بيئات الدوران ، والعكس بالعكس ، بأدوات حية للمخارف والاستخدام العرضي للمطاحن لعمليات الدوران. أدى ذلك إلى فئة جديدة من أدوات الآلات ، وآلات تعدد المهام (MTMs) ، والتي يتم تصميمها لهذا الغرض لتسهيل الطحن والانتقال داخل نفس مظروف العمل.

بالنسبة لمهندسي التصميم ، وفرق البحث والتطوير ، والمصنعين الذين يعتمدون على مصادر جزئية ، يسمح Machining بدقة CNC بإنشاء أجزاء معقدة دون معالجة إضافية. في الواقع ، غالباً ما تتيح تصنيع CNC الدقيق للأجزاء النهائية صنع على جهاز واحد.
تقوم عملية الآلات بإزالة المواد وتستخدم مجموعة واسعة من أدوات القطع لإنشاء تصميم الجزء النهائي ، وغالبًا ما يكون معقدًا للغاية. يتم تعزيز مستوى الدقة من خلال استخدام التحكم العددي للكمبيوتر (CNC) ، والذي يتم استخدامه لأتمتة التحكم في أدوات الآلات.

دور "CNC" في الآلات الدقيقة
باستخدام تعليمات البرمجة المشفرة ، يسمح Machining Precision CNC بقطع الشغل وتشكيله وفقًا لمواصفات دون تدخل يدوي بواسطة مشغل آلة.
أخذ نموذج تصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) الذي يوفره عميل ، يستخدم الخبراء الميكانيكي برنامج التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) لإنشاء إرشادات لتصنيع الجزء. بناءً على نموذج CAD ، يحدد البرنامج مسارات الأدوات اللازمة وينشئ رمز البرمجة الذي يخبر الجهاز:
■ ما هي RPMs الصحيحة ومعدلات التغذية
■ متى وأين نقل الأداة و/أو الشغل
■ ما مدى عمق القطع
■ متى يتم تطبيق سائل التبريد
■ أي عوامل أخرى تتعلق بالسرعة ومعدل التغذية والتنسيق
ثم تستخدم وحدة تحكم CNC رمز البرمجة للتحكم وأتمتة ومراقبة حركات الجهاز.
اليوم ، CNC هي ميزة مدمجة لمجموعة واسعة من المعدات ، من المخارط والمطاحن وأجهزة التوجيه إلى سلك EDM (آلات التصريف الكهربائي) ، والليزر ، وآلات قطع البلازما. بالإضافة إلى أتمتة عملية التصنيع وتعزيز الدقة ، تقوم CNC بإلغاء المهام اليدوية ويحضر الميكانيكيون للإشراف على آلات متعددة تعمل في نفس الوقت.
بالإضافة إلى ذلك ، بمجرد تصميم مسار الأداة وبرمجة الجهاز ، يمكنه تشغيل جزء من أي عدد من المرات. يوفر هذا مستوى عالٍ من الدقة والتكرار ، مما يجعل العملية بدورها فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير.

المواد التي يتم تصنيعها
بعض المعادن التي يتم تشكيلها بشكل شائع تشمل الألومنيوم والنحاس والنحاس والنحاس والصلب والتيتانيوم والزنك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تشكيل الخشب والرغوة والألياف الزجاجية والبلاستيك مثل البولي بروبيلين.
في الواقع ، يمكن استخدام أي مادة فقط مع تصنيع CNC الدقيق - بالطبع ، اعتمادًا على التطبيق ومتطلباته.

بعض مزايا الدقة CNC Machining
بالنسبة للعديد من الأجزاء الصغيرة والمكونات التي يتم استخدامها في مجموعة واسعة من المنتجات المصنعة ، غالبًا ما تكون آلات CNC الدقيقة هي طريقة التصنيع المفضلة.
كما ينطبق على جميع طرق القطع والآلات تقريبًا ، تتصرف مواد مختلفة بشكل مختلف ، كما أن حجم وشكل المكون له أيضًا تأثير كبير على العملية. ومع ذلك ، فإن عملية الدقة للآلات CNC تقدم مزايا على طرق الآلات الأخرى.
ذلك لأن تصنيع CNC قادر على تسليمه:
■ درجة عالية من تعقيد الجزء
■ التحمل الضيق ، يتراوح عادة من ± 0.0002 "(± 0.00508 مم) إلى ± 0.0005" (± 0.0127 مم)
■ تشطيبات السطح الأملس بشكل استثنائي ، بما في ذلك التشطيبات المخصصة
■ التكرار ، حتى في مجلدات عالية
في حين أن الميكانيكي الماهر يمكنه استخدام مخرطة يدوية لجعل جزءًا كبيرًا في كميات 10 أو 100 ، ماذا يحدث عندما تحتاج إلى 1000 جزء؟ 10000 جزء؟ 100،000 أو مليون جزء؟
مع تصنيع الدقة CNC ، يمكنك الحصول على قابلية التوسع والسرعة اللازمة لهذا النوع من الإنتاج عالي الحجم. بالإضافة إلى ذلك ، يمنحك التكرار العالي لآلات CNC الدقيقة أجزاء متشابهة من البداية إلى النهاية ، بغض النظر عن عدد الأجزاء التي تنتجها.

هناك بعض الأساليب المتخصصة للغاية لآلات CNC ، بما في ذلك EDM الأسلاك (تصنيع التفريغ الكهربائي) ، والآلات المضافة ، وطباعة الليزر ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال ، يستخدم الأسلاك EDM مواد موصلة -عادةً معادن -وتصريفات كهربائية لتآكل قطعة العمل في أشكال معقدة.
ومع ذلك ، سنركز هنا على عمليات الطحن والتشغيل - طريقتان للطرح المتاحة على نطاق واسع ويستخدمون بشكل متكرر لآلات CNC الدقيقة.

الطحن مقابل الدوران
الطحن هو عملية تصنيع تستخدم أداة قطع أسطواني دوارة لإزالة المواد وإنشاء أشكال. تقوم معدات الطحن ، المعروفة باسم مطحنة أو مركز للآلات ، بإنجاز عالم من الأشكال الهندسية المعقدة على بعض أكبر الكائنات المعدنية المعدنية.
من الخصائص المهمة للطحن أن تظل قطعة العمل ثابتة بينما تدور أداة القطع. بمعنى آخر ، على مصنع ، تتحرك أداة القطع الدوارة حول قطعة العمل ، والتي تظل ثابتة في مكانها على السرير.
الدوران هو عملية قطع أو تشكيل قطعة عمل على معدات تسمى المخرطة. عادةً ما تدور المخرطة على قطعة العمل على محور عمودي أو أفقي بينما تتحرك أداة القطع الثابتة (التي قد تكون أو لا تكون غزل) على طول المحور المبرمج.
لا يمكن للأداة أن تدور جسديًا حول الجزء. تدور المواد ، مما يسمح للأداة بأداء العمليات المبرمجة. (هناك مجموعة فرعية من المخارط التي تدور فيها الأدوات حول سلك التخزين المؤقت ، ومع ذلك ، لم يتم تغطيته هنا.)
في الدوران ، على عكس الطحن ، تدور الشغل. يقوم الجزء العلوي بتشغيل مغزل المخرطة ويتم الاتصال بأداة القطع مع قطعة العمل.

دليل مقابل الآلات CNC
في حين أن كل من الطواحين والمخارق متوفرة في النماذج اليدوية ، فإن آلات CNC أكثر ملاءمة لأغراض تصنيع الأجزاء الصغيرة - مما يوفر قابلية التوسع والتكرار للتطبيقات التي تتطلب إنتاجًا كبيرًا من أجزاء التسامح الضيقة.
بالإضافة إلى تقديم آلات بسيطة من المحاور التي تتحرك فيها الأداة في محاور X و Z ، تشمل معدات CNC الدقيقة نماذج متعددة المحاور يمكن أن تتحرك فيها قطعة العمل أيضًا. هذا على عكس المخرطة حيث تقتصر الشغل على الغزل وستتحرك الأدوات لإنشاء الهندسة المطلوبة.
تسمح هذه التكوينات متعددة المحاور بإنتاج هندسة أكثر تعقيدًا في عملية واحدة ، دون الحاجة إلى عمل إضافي من قبل مشغل الماكينة. هذا لا يسهل إنتاج أجزاء معقدة فحسب ، بل يقلل أيضًا من فرصة خطأ المشغل أو يلغيه.
بالإضافة إلى ذلك ، يضمن استخدام سائل التبريد عالي الضغط مع تصنيع CNC الدقيق أن الرقائق لا تدخل في الأعمال ، حتى عند استخدام جهاز مع مغزل موجه رأسياً.

مصانع CNC
تختلف آلات الطحن المختلفة في أحجامها ، وتكوينات المحور ، ومعدلات التغذية ، وسرعة القطع ، واتجاه تغذية الطحن ، وغيرها من الخصائص.
ومع ذلك ، بشكل عام ، تستخدم مصانع CNC جميعها مغزلًا دوراً لقطع المواد غير المرغوب فيها. يتم استخدامها لقطع المعادن الصلبة مثل الصلب والتيتانيوم ولكن يمكن استخدامها أيضًا مع مواد مثل البلاستيك والألومنيوم.
تم تصميم مصانع CNC للتكرار ويمكن استخدامها في كل شيء من النماذج الأولية إلى إنتاج الحجم الكبير. غالبًا ما يتم استخدام مصانع CNC الدقيقة في العمل في أعمال التسامح الضيقة مثل طحن وفواك ومواد غرامة.
في حين أن طحن CNC يمكن أن يوفر تحول سريع ، فإن التشطيب المملح يخلق قطع غيار مع علامات أدوات مرئية. قد ينتج أيضًا أجزاء ذات بعض الحواف الحادة والبورز ، لذلك قد تكون هناك حاجة إلى عمليات إضافية إذا كانت الحواف والبورس غير مقبولة لتلك الميزات.
بطبيعة الحال ، فإن أدوات Deburring المبرمجة في التسلسل سوف Deburr ، على الرغم من أنها تحقق عادة 90 ٪ من المتطلبات النهائية على الأكثر ، تاركًا بعض الميزات للتشطيب النهائي.
أما بالنسبة للتشطيب السطحي ، فهناك أدوات لا تنتج ليس فقط الانتهاء من السطح المقبول ، ولكن أيضًا تشطيبًا يشبه المرآة على أجزاء من منتج العمل.

أنواع مصانع CNC
يُعرف النوعان الأساسيان من آلات الطحن باسم مراكز الآلات الرأسية ومراكز الآلات الأفقية ، حيث يكون الفرق الأساسي في اتجاه مغزل الماكينة.
مركز الآلات الرأسي هو مطحنة يتم فيها محور محور المغزل في اتجاه المحور z. يمكن تقسيم هذه الآلات الرأسية إلى نوعين:
■ مطاحن السرير ، حيث يتحرك المغزل بالتوازي مع محوره الخاص بينما يتحرك الجدول بشكل عمودي إلى محور المغزل
■ مطاحن البرج ، حيث يكون المغزل ثابتًا ويتم نقل الجدول بحيث يكون دائمًا عموديًا وموازيًا لمحور المغزل أثناء عملية القطع
في مركز الآلات الأفقي ، يتم محاذاة محور مغزل الطاحونة في اتجاه المحور ص. الهيكل الأفقي يعني أن هذه المطاحن تميل إلى تناول مساحة أكبر على أرضية متجر الآلات ؛ كما أنها أثقل بشكل عام في الوزن وأقوى من الآلات الرأسية.
غالبًا ما يتم استخدام مطحنة أفقية عندما يلزم الانتهاء من السطح بشكل أفضل ؛ ذلك لأن اتجاه المغزل يعني أن رقائق القطع تسقط بشكل طبيعي ويمكن إزالتها بسهولة. (كفائدة إضافية ، تساعد إزالة الشريحة الفعالة على زيادة عمر الأداة.)
بشكل عام ، تكون مراكز الآلات الرأسية أكثر انتشارًا لأنها يمكن أن تكون قوية مثل مراكز الآلات الأفقية ويمكنها التعامل مع أجزاء صغيرة جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المراكز العمودية لها بصمة أصغر من مراكز الآلات الأفقية.

مصانع CNC متعددة المحاور
تتوفر مراكز مطحنة CNC الدقيقة مع محاور متعددة. يستخدم مطحنة 3 محاور محاور X و Y و Z لمجموعة واسعة من العمل. باستخدام مطحنة ذات 4 محاور ، يمكن أن تدور الجهاز على محور عمودي وأفقي وتحريك قطعة العمل للسماح بمزيد من الآلات المستمرة.
يحتوي مطحنة 5 محاور على ثلاثة محاور تقليدية ومحاور دوارة إضافية ، مما يتيح تدوير قطعة العمل مع تحرك رأس المغزل حوله. يمكّن ذلك خمسة جوانب من قطعة العمل دون إزالة قطعة العمل وإعادة ضبط الجهاز.

مخارط CNC
تحتوي المخرطة - التي تسمى أيضًا مركز الدوران - على مغزل أو أكثر ، ومحاور X و Z. يتم استخدام الماكينة لتدوير قطعة عمل على محورها لإجراء مختلف عمليات القطع والتشكيل ، وتطبيق مجموعة واسعة من الأدوات على قطعة العمل.
تعتبر مخارط CNC ، والتي تسمى أيضًا مخارط الأدوات الحية ، مثالية لإنشاء أجزاء أسطوانية أو كروية متماثلة. مثل مصانع CNC ، يمكن لمخارط CNC التعامل مع عمليات أصغر مثل هذا النماذج الأولية ولكن يمكن أيضًا إعدادها للتكرار العالي ، مما يدعم إنتاج الحجم الكبير.
يمكن أيضًا إنشاء مخارط CNC للإنتاج الخالي من اليدين نسبيًا ، مما يجعلها تستخدم على نطاق واسع في صناعات السيارات والإلكترونيات والفضاء والروبوتات والأجهزة الطبية.

كيف تعمل مخرطة CNC
مع مخرطة CNC ، يتم تحميل شريط فارغ من مادة المخزون في تشاك من مغزل المخرطة. هذا تشاك يحمل قطعة العمل في مكانها بينما تدور المغزل. عندما تصل المغزل إلى السرعة المطلوبة ، يتم الاتصال بأداة القطع الثابتة مع قطعة العمل لإزالة المواد وتحقيق الهندسة الصحيحة.
يمكن لمخرطة CNC أداء عدد من العمليات ، مثل الحفر ، والخيوط ، والمملة ، والتشديد ، والمواجهة ، والانفجار. تتطلب العمليات المختلفة تغييرات الأدوات ويمكن أن تزيد من التكلفة ووقت الإعداد.
عند اكتمال جميع عمليات التصنيع المطلوبة ، يتم قطع الجزء من السهم لمزيد من المعالجة ، إذا لزم الأمر. تكون مخرطة CNC جاهزة لتكرار العملية ، مع وجود وقت إعداد إضافي ضئيل أو معدوم مطلوب عادةً بينهما.
يمكن أن تستوعب مخارط CNC أيضًا مجموعة متنوعة من مغذيات الشريط التلقائي ، مما يقلل من كمية معالجة المواد الخام اليدوية وتوفر مزايا مثل ما يلي:
■ تقليل الوقت والجهد المطلوب من مشغل الماكينة
■ دعم الحاجز لتقليل الاهتزازات التي يمكن أن تؤثر سلبًا على الدقة
■ السماح للأداة الآلية بالعمل بسرعات مغزل مثالية
■ قلل من أوقات التغيير
■ تقليل نفايات المواد

أنواع مخارط CNC
هناك عدد من الأنواع المختلفة من المخارط ، ولكن الأكثر شيوعًا هي مخارط CNC ذات المحوسين والمخارق التلقائية على غرار الصين.
تستخدم معظم مخارط الصين CNC واحدة أو اثنتين من المغزل الرئيسي بالإضافة إلى مغزل واحد أو اثنين (أو ثانوي) ، مع نقل الدوران المسؤول عن الأول. يقوم المغزل الرئيسي بإجراء عملية الآلات الأولية ، بمساعدة دليل جلبة.
بالإضافة إلى ذلك ، تأتي بعض المخارط على طراز الصين مجهزة برأس أداة ثانٍ يعمل كمصنع CNC.
مع مخرطة تلقائية على طراز CNC الصين ، يتم تغذية مادة الأسهم من خلال مغزل رأس انزلاق في جلبة دليل. يسمح ذلك للأداة بقطع المادة أقرب إلى النقطة التي يتم فيها دعم المادة ، مما يجعل آلة الصين مفيدة بشكل خاص لأجزاء طويلة وحيوية للتصنيع الدقيق.
يمكن لمراكز تحول CNC متعددة المحاور والمخارط على غرار الصين أن تنجز عمليات تصنيع متعددة باستخدام آلة واحدة. هذا يجعلهم خيارًا فعالًا من حيث التكلفة للهندسة المعقدة التي تتطلب خلاف ذلك آلات متعددة أو تغييرات الأدوات باستخدام معدات مثل مصنع CNC التقليدي.