طحن الأسطح باستخدام الحاسوب: إنشاء أسطح مثالية

المقدمة

طحن الأسطح باستخدام الحاسوب يُستخدم هذا النوع من القطع لإنشاء أسطح مستوية. يقوم طرف أداة القطع بالقطع، وليس الجوانب. أما الحفر فيُستخدم لإنشاء الثقوب. بينما تُستخدم عملية التفريز لإزالة المواد بشكل عام. وتُستخدم عملية تفريز الأسطح لإنشاء أسطح مستوية نهائية. يشرح هذا الدليل كيفية عمل هذه العملية، والأدوات المستخدمة، وأهميتها في القطع الحقيقية.

ما هي عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC)؟

تحديد العملية

يرى الناس الآلة وهي تعمل، لكنهم لا يفهمون دائمًا هندستها. تتميز عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) بإعداد بسيط، حيث يكون محور الدوران عموديًا على قطعة العمل، أي بشكل مستقيم للأعلى والأسفل، وتواجه أداة القطع القطعة مباشرةً.

الهدف هو الحصول على سطح مستوٍ. أسطح ناعمة. تسوية قطعة من الطوب. تشطيب سطح خشبي. إزالة كمية كافية من المواد لجعل السطح مستويًا. لا ثقوب عميقة. لا خطوط معقدة. فقط سطح مستوٍ.

نظرة سريعة على القاطع

هناك جزآن أساسيان هنا. جسم القاطع هو القرص المعدني، وهو الذي يربط جميع الأجزاء معًا. أما القطع القابلة للاستبدال فهي أسنان القطع الفعلية، مصنوعة من مادة صلبة وقابلة للاستبدال. فعندما تتلف إحدى القطع، يتم استبدالها، بينما يبقى جسم القاطع ثابتًا.

تخيل قرصًا سميكًا. أسنان على سطحه. وأسنان أخرى على محيطه. تقوم أسنان السطح بعملية التسوية الرئيسية. أما أسنان المحيط فتنظف حواف الجدار. أداة واحدة، سطحان للقطع. هذا هو التصميم القياسي لعملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC).

آلية عمل عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC):

عملية القطع

هذا ما يحدث أثناء عملية التفريز السطحي باستخدام آلة CNC. تتدلى أداة القطع من حافة القطعة، وليست في المنتصف، بل بارزة. هذا ليس خطأً، بل هو ضروري. فبدون هذه البروزة، لا تستطيع الأداة مسح السطح بالكامل في تمريرة واحدة.

يتحكم رقمان في القطع. يُمثل التداخل العرض، أي مقدار سطح القاطع الذي يلامس القطعة جانبيًا. أما عمق القطع فيُمثل مدى عمق غرس الأسنان عموديًا. غالبًا ما يخلط الناس بين هذين الرقمين. التداخل هو الحركة الجانبية، بينما العمق هو الاختراق العمودي. لذا، يجب التمييز بينهما.

التسلق مقابل الطحن التقليدي

في عملية الطحن الصاعد، يدور القاطع مع اتجاه التغذية، حيث يمسك السن بكامل سمك السطح عند الدخول ويقطع حتى يصل إلى الصفر. هذا هو المعيار المعتمد في عمليات الطحن السطحي باستخدام آلات CNC ذات الصلابة العالية. يتميز هذا النوع من الطحن بتشطيب أفضل، وحرارة أقل، وعمر أطول للأدوات. لكن ثمة شرط أساسي: يجب أن تكون الآلة خالية تمامًا من أي خلوص عكسي. فالبراغي غير المحكمة قد تتسبب في اهتزاز أو كسر السطح.

في عملية الطحن التقليدية، يدور القاطع عكس اتجاه التغذية، ويبدأ السن من سمك صفري، فيحتك أولاً ثم يقطع. ينتج عن ذلك احتكاك وحرارة أكبر، مما يؤثر سلبًا على جودة السطح. تحتاج الآلات اليدوية القديمة ذات براغي التغذية البالية إلى هذه الطريقة. كما أنها مفيدة لإزالة القشور الصلبة من المسبوكات. في معظم عمليات طحن الأسطح باستخدام آلات CNC، يتجنب الناس استخدام الطحن التقليدي إلا في حالات الضرورة القصوى.

الميزات	تسلق الطحن	الطحن التقليدي
الدوران مقابل التغذية	نفس الاتجاه	الاتجاه المعاكس
سماكة الرقاقة	الحد الأقصى → صفر	صفر → أقصى
الانتهاء من السطح	أفضل	أسوأ
حرارة	أقل	أكثر
حاجة الآلة	صلب، رد فعل منخفض	البراغي المفكوكة مقبولة
حالة الاستخدام	التحكم الرقمي بالحاسوب، التشطيب	آلات قديمة، مقياس صلب

فهم زاوية القيادة

تتغير زاوية الميل حيث تذهب قوة القطع.

• قواطع بزاوية 90 درجة– تنتقل القوة جانبياً. اتجاه شعاعي. مناسب للأكتاف المربعة. غير مناسب للجدران الرقيقة. ينحرف الجزء.
• قواطع بزاوية 45 درجةمعيار أرضية المصنع. تتوزع القوى بين شعاعية ومحورية. بعضها جانبي، وبعضها لأسفل باتجاه المغزل. متوازن. آمن لمعظم المستخدمين طحن الأسطح باستخدام الحاسوب.
• قواطع بزاوية 75 درجة– حل وسط. قوة محورية أكبر من القوة القطرية. أفضل للأجزاء الرقيقة أو التركيبات الضعيفة. يساعد المكون السفلي على تثبيت قطعة العمل في مكانها.

اختر زاوية الميل بناءً على صلابة القطعة. هل القطعة صلبة والآلة صلبة؟ 90 درجة مناسبة. هل الجدار رقيق والتركيب غير ثابت؟ 45 أو 75 درجة تحافظ على الاستقرار. هذه هي القاعدة.

أنواع ماكينات التفريز السطحي CNC و تزيين

مطاحن الصدف مقابل مطاحن الوجه

يستخدم الناس هذه المصطلحات بشكل فضفاض، وغالباً ما يستخدمونها بشكل متبادل. وهذا ليس صحيحاً تماماً.

تتميز قاطعة التفريز بساق متكاملة، قطعة واحدة. جسم القاطعة وعمود التثبيت عبارة عن قطعة معدنية واحدة. يتم تثبيتها مباشرة في المغزل أو الحامل.

تختلف آلة التفريز الأسطوانية. فجسم القاطع ذو تجويف داخلي، ويُركّب على محور منفصل، ثم يُركّب المحور في المغزل. وتتميز آلات التفريز الأسطوانية بحجمها الأكبر، ما يسمح لها بإنجاز عمليات تفريز الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) ذات الأحجام الكبيرة.

الكربيد القابل للفهرسة مقابل الكربيد الصلب

• وجه قابل للفهرسة المطاحن تستخدم شفرات قابلة للاستبدال. جسم القاطع مصنوع من الفولاذ أو الألومنيوم. الشفرات مصنوعة من الكربيد. عند تآكل حافة، يتم تدويرها للحصول على حافة جديدة. وعند تآكل جميع الحواف، يتم استبدال الشفرة بأخرى جديدة. يبقى جسم القاطع لسنوات.

مثالية للأسطح الكبيرة. سعرها مناسب لكل حافة قطع. مناسبة لعمليات التشغيل الخشن. إزالة كميات كبيرة من المواد. أما عيوبها؟ فهي أقل دقة من الأدوات الصلبة، وتزداد فيها الانحرافات.

• وجه من الكربيد الصلب المطاحن . قطعة واحدة. جسم القاطع وأسنانه مصنوعة من نفس قطعة الكربيد الخام. مصقولة معًا. مركزية مثالية. لا توجد حشوات قابلة للفك.

مثالية للأجزاء الصغيرة. دقة عالية. مناسبة لعمليات التشطيب. أما عيوبها؟ فهي باهظة الثمن. عند تلف الأداة، يتم التخلص منها بالكامل، ولا يوجد بديل لها.

في عمليات طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) التقليدية، تُستخدم أدوات قابلة للفهرسة للتخشين وكربيد صلب للتشطيب. أداتان مختلفتان. مهمتان مختلفتان.

الميزات	قابل للفهرسة	كربيد الصلبة
البناء والتشييد	الجسم + الحشوات	قطعة واحدة
تكلفة الحافة الواحدة	منخفض	عالي (الأداة للاستخدام لمرة واحدة)
دقة	جيد (بعض الركض)	أسعار
أفضل ل	أسطح كبيرة، خشونة	أجزاء صغيرة، تشطيب
عمر الأداة	تم استبدال الحشوات	تم التخلص من الأداة

مواد جسم القاطع

يحتوي الهيكل على الحشوات. اختيار المادة مهم.

الهياكل الفولاذية رخيصة الثمن، لكنها ثقيلة الوزن. قد يُخفف هذا الوزن من الاهتزازات في بعض التركيبات، إلا أنه يُبطئ تسارع المغزل، وهو ما لا يُعد مثاليًا لعمليات التفريز السطحي عالية السرعة باستخدام آلات CNC.

تتميز هياكل الألومنيوم بخفة وزنها، وانخفاض قصورها الذاتي، وقدرتها على زيادة سرعة الماكينة بسرعة أكبر، وانخفاض اهتزازها في العديد من التطبيقات. صحيح أنها أغلى ثمناً من الفولاذ، إلا أنها تستحق ذلك في عمليات التشغيل عالية السرعة.

تستخدم بعض آلات القطع المتطورة هياكل مركبة أو من التيتانيوم، لكن معظم ورش العمل لا تحتاج إليها. يغطي الفولاذ أو الألومنيوم 95% من الأعمال. اختر الفولاذ للأعمال ذات الميزانية المحدودة على الآلات الصلبة، واختر الألومنيوم للأعمال عالية السرعة أو عندما يكون الوزن عاملاً مهماً.

مقارنة بين عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) وعملية طحن الأطراف باستخدام الحاسوب (CNC)

أداتان. نفس الآلة. إحداهما لتسوية الأسطح الكبيرة، والأخرى لنحت الفتحات والتجاويف. يختلف الشكل الهندسي، وتختلف النتائج، ويختلف عمر الأداة. دعونا نحلل الأمر.

الميزات	طحن الأسطح باستخدام الحاسوب	طحن نهاية
علم الهندسة	يستخدم سطح القاطع وحافته المحيطية. قرص مسطح. العديد من الملحقات.	يستخدم أخاديد حلزونية على طول الجوانب والطرف. أسطوانة طويلة. من حافتين إلى أربع حواف قاطعة.
إنشاء السطح	مساحات واسعة ومسطحة. كتل مربعة. رؤوس محركات مغطاة.	فتحات، جيوب، خطوط محيطية، مجاري مفاتيح. جدران عمودية. أشكال ثلاثية الأبعاد معقدة.
أداة الحياة	يدوم لفترة أطول عموماً. تتشارك عدة قطع في التآكل. يتم تبديل الحواف القابلة للفهرسة.	عمر أقصر. عدد أقل من المزامير. رأس المزمار هو الأكثر عرضة للتلف.

تُستخدم عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) لمعالجة الأسطح العريضة والمسطحة، بينما تُستخدم عملية الطحن النهائي لمعالجة التفاصيل والتجاويف. آلة واحدة، استراتيجيتان مختلفتان. استخدم الأنسب.

ماذا يمكنك أن تصنع؟ 5 وظائف واقعية لطحن الأسطح باستخدام آلات CNC

1. كتل المحركات والسيارات

سطح كتلة المحرك مهم للغاية. هذا هو الجزء العلوي من كتلة المحرك حيث يتم تثبيت رأس الأسطوانات. يجب أن يكون مستويًا تمامًا. وإلا، سيتسرب حشية رأس الأسطوانات، ويتسرب سائل التبريد، وينخفض ​​الضغط. وتُصنع هذه الأسطح المانعة للتسرب باستخدام تقنية CNC.

2. أجسام الصمامات الهيدروليكية

يتدفق الزيت عالي الضغط عبر الصمام الهيدروليكي، الذي ينزلق داخل التجويف. تُثبّت المكونات معًا بواسطة براغي. أي اعوجاج أو تشوه سيؤدي إلى تسرب الزيت، مما يتسبب في فقدان النظام الهيدروليكي للضغط، وبالتالي توقف الماكينة عن العمل. يمكن لعملية الطحن السطحي باستخدام الحاسوب (CNC) أن تُنتج سطحًا أملسًا كسطح المرآة على الأسطح المتلامسة، حيث تصل دقة التسطيح إلى بضعة أجزاء من عشرة آلاف من المليمتر.

3. حواف الأنابيب

تُستخدم الفلنجات لتوصيل الأنابيب، حيث توضع حشية بين طرفيها. تُشدّ البراغي السطحين معًا، فتضغط الحشية وتُحكم الإغلاق. إذا لم يكن سطح الفلنجة مستويًا، فإن الحشية ستُسرّب. تُستخدم عملية طحن السطح باستخدام الحاسوب (CNC) لقطع السطح المرتفع أو السطح المستوي بالكامل. يتطلب كلا النوعين سطحًا أملسًا ومستويًا.

4. قواعد الآلات وألواح التثبيت

تهتز المحركات. تهتز المضخات. إذا تم تركيب المضخة والمحرك على سطح غير مستوٍ، فسيؤدي ذلك إلى مزيد من الاهتزاز - سترتخي البراغي، وستتلف المحامل.

5. تسوية المواد الخام

هذه هي الخطوة الأولى في العديد من ورش التصنيع. تُحضر قطعة العمل الخام إلى الورشة، وهي صدئة وملتوية، وبدون حواف مستقيمة. يقوم الفني بتثبيتها في مكانها. تُزال الطبقة السطحية باستخدام آلة التفريز السطحي CNC. ثم تُقلب قطعة العمل لتشكيل الجانب الآخر. تُقلب مرة أخرى. بعد عدة تمريرات، تُشكل قطعة العمل زاوية مرجعية 90 درجة. تصبح الآن مربعة ومستوية، جاهزة للعملية التالية. بدون خطوة التفريز السطحي الأولية هذه، لن تتلاءم أي من المكونات اللاحقة معًا.

تتطلب جميع التطبيقات عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) لنفس السبب: التسطيح. وهذا ما توفره هذه العملية.

مزايا وعيوب عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب

تتميز عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) بمزايا واضحة، ولكنها تعاني أيضاً من نقاط ضعف حقيقية. لذا، تحتاج إلى دراسة كلا الجانبين لاتخاذ القرار.

الخير

1. معدل إزالة مواد مرتفع. بالنسبة للأسطح المستوية، طحن الأسطح باستخدام الحاسوب يزيل المعدن بسرعة. مزود بعدة رؤوس قطع. قاطع عريض. تمريرة واحدة تغطي مساحة كبيرة. يوفر وقتًا كبيرًا مقارنةً بقاطع الطحن النهائي.
2. تشطيب ممتاز للسطح. تنخفض قيم Ra بسرعة. تشطيبات ناعمة مباشرة بعد القطع. في كثير من الأحيان، لا حاجة إلى عملية تجليخ ثانوية. الناس يقيسونها. ثق بها.
3. عملية اقتصادية. تساهم القطع القابلة للفهرسة في خفض التكلفة. يدوم جسم القاطع الواحد لسنوات. يتم استبدال القطع عند تلفها. سعرها منخفض لكل حافة مقارنةً بأدوات الكربيد الصلبة.

والسيئة

1. يتطلب آلات صلبة.طحن الأسطح باستخدام الحاسوب تحتاج إلى قوة حصانية. تقطع أداة القطع مساحة واسعة من المادة. يجب أن تكون قوة المغزل متوفرة. يجب أن تكون صلابة الماكينة متوفرة. المطاحن خفيفة الوزن تصدر اهتزازات. وتتضرر الأسطح.
2. غير مناسب للخطوط ثلاثية الأبعاد أو الفتحات العميقة. هذه ليست الأداة المناسبة للنحت. وليست الأداة المناسبة للتجاويف الضيقة. طحن الأسطح باستخدام الحاسوب يتعامل مع الأسطح المستوية. هذا كل شيء. هل تحاول قطع فتحة عميقة باستخدام قاطع تفريز؟ الأداة عريضة جدًا. الهندسة تقاوم.
3. تكلفة الأدوات الأولية عالية. جسم قاطع التفريز السطحي الجيد مكلف للغاية. وتزيد القطع القابلة للفهرسة من التكلفة. أما قواطع التفريز السطحي المصنوعة من الكربيد الصلب فهي أسوأ. التكلفة الأولية المرتفعة تُخيف بعض ورش العمل، فتكتفي باستخدام قواطع التفريز الطرفية في كل شيء. وهذا مناسب للأعمال الصغيرة. أما بالنسبة للأسطح المستوية الكبيرة، فإن الاستثمار يُعوَّض بسرعة.

المشاكل الشائعة وكيفية حلها

حتى أفضل عمليات طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) لا تخلو من المشاكل. تهتز الآلة، ويصبح سطح العمل خشناً كسطح لوح الغسيل، وتتآكل الأدوات بسرعة كبيرة. لكن لكل مشكلة سبب، ولكل سبب حل.

الثرثرة (الاهتزاز)

السبب: قد يكون السبب نقصًا في الصلابة في مكان ما. في الآلة، أو في أداة التثبيت، أو في القطعة نفسها. أو قد يكون معدل التغذية غير صحيح، إما خفيفًا جدًا أو ثقيلًا جدًا.

إصلاح: قلل من تداخل القطع أولاً. استخدم قطعًا أضيق. أو غيّر زاوية ميل أداة القطع. تهتز الأداة ذات زاوية 45 درجة بشكل أقل من الأداة ذات زاوية 90 درجة أثناء عملية التفريز السطحي باستخدام الحاسوب. كما يجب فحص مخروطية مغزل الماكينة وحامل الأداة. فالوصلات غير المحكمة تُسبب الاهتزاز.

تشطيب سطحي رديء (ألواح غسيل)

السبب: تُعدّ الحشوات البالية أول ما يُشتبه به. فإذا كانت الشفرة غير حادة، ستعلق وتُصدر ضجيجًا بدلًا من القطع. ومن الأمور الأخرى التي يجب فحصها سرعة دوران المغزل، للتأكد من أنها سليمة. فالسرعة العالية جدًا تُولّد حرارة، بينما السرعة المنخفضة جدًا قد تُسبب تمزّق المادة.

إصلاح: قم بضبط حواف القطع على حافة جديدة. هذا يحل العديد من مشاكل التشطيب فورًا. إذا لم ينجح ذلك، فقم بزيادة معدل التغذية لكل سن. قد تتسبب معدلات التغذية المنخفضة في الاحتكاك والاهتزاز. كما يُنصح بفحص سائل التبريد. عدم وجود سائل تبريد على الألومنيوم يؤدي إلى تراكم طبقة سميكة على حافة القطعة، مما يُفسد التشطيب.

نبذة عن نوبل - تصنيع دقيق باستخدام الحاسوب يمكنك الوثوق به

قدراتنا الأساسية في تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي

1. ثلاثي المحاور، رباعي المحاور، الطحن باستخدام الحاسوب ذي الخمسة محاورخطوط معقدة. تجاويف سفلية. قطع نهائية في عملية واحدة دون تحريك قطعة العمل. تُصنع الأعمدة والبطانات والمكونات الهجينة التي تجمع بين الخراطة والطحن باستخدام تقنية الخراطة باستخدام الحاسوب (CNC) مع أدوات حية.
2. خبرة في تشكيل الأسطح بالطحن - موضوع هذا الدليل. نقوم بشكل روتيني بتشكيل أسطح محركات الطحن، وحواف الأنابيب، وألواح التثبيت. دقة التسطيح؟ عالية جدًا. يرسل إلينا العملاء قطعهم الصلبة لأننا نملك الخبرة والكفاءة اللازمتين.
3. تشطيبات السطح و طحن باستخدام الحاسب الآليتشطيبات لامعة كالمرآة مباشرة من آلة التفريز السطحي. أو طحن دقيق للأسطح عند الحاجة.
4. من تصميم النماذج الأولية إلى الإنتاج. نماذج أولية بكميات صغيرة للاختبار. إنتاج بكميات كبيرة تتراوح من مئة إلى مئة ألف قطعة. نحن نتوسع.

شهاداتنا – جودة لا تقبل المساومة

الشهادات	مجال
ISO 9001: 2015	يضمن نظام إدارة الجودة لدينا إنتاجًا متسقًا وقابلًا للتتبع في جميع الصناعات.
ISO 13485: 2016	فيما يخص تصنيع الأجهزة الطبية تحديداً – إدارة المخاطر الصارمة، والنظافة، والتوثيق للمكونات الجراحية والقابلة للزرع.

لماذا الشراكة مع نوبل؟

الدعم الهندسي الداخلي. تقديم ملاحظات التصميم للتصنيع قبل بدء عملية القطع. تحسين مسار الأداة لزيادة الكفاءة.

مختبر فحص متكامل. آلات قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد. أجهزة مقارنة بصرية. أجهزة اختبار جودة السطح. يتم قياس الأجزاء. يتم حفظ السجلات.

فترات زمنية قصيرة. مدة التسليم المعتادة من أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع. تتوفر خيارات سريعة للأشخاص الذين هم في مأزق.

الأسئلة الشائعة

هل عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) هي نفسها عملية تسوية الأسطح؟

نعم، في معظم ورش العمل، تُستخدم المصطلحات بشكل متبادل. تعني عملية التسطيح إنشاء سطح مستوٍ. أما عملية طحن الأسطح باستخدام الحاسوب (CNC) فهي الطريقة المستخدمة لتحقيق ذلك.

هل يستطيع الناس مواجهة طاحونة مزودة بقاطع طرفي؟

نعم، لكنها أبطأ. يمكن لقاطع الطحن النهائي تسوية السطح بتمريرات متدرجة. أما طحن الأسطح باستخدام آلة CNC مع قاطع طحن مناسب فهو أسرع بكثير للمساحات الكبيرة.

ما هو أفضل معدل تغذية لطحن الفولاذ باستخدام آلة CNC؟

لا يوجد رقم واحد يناسب جميع الحالات. نقطة البداية النموذجية هي من 0.1 إلى 0.2 مم لكل سن في عملية التخشين. اضبط القيمة بناءً على صلابة الماكينة ونوعية القطع.

هل يحتاج الناس إلى سائل تبريد لطحن الأسطح باستخدام آلات CNC؟

يعتمد ذلك على المادة. يحتاج الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ إلى سائل تبريد لإخراج الحرارة والرقائق. أما الألومنيوم فيمكن تشغيله جافًا مع حشوات مصقولة ونفخة هواء.