اختيار الطحن بالتسلق والطحن التقليدي في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

في عملية الطحن لماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، يعد الاختيار بين الطحن الصاعد والطحن التقليدي مسألة تقنية مهمة تؤثر بشكل كبير على دقة وجودة سطح الأجزاء.

تعريف الطحن بالتسلق والطحن التقليدي

استنادًا إلى الموضع النسبي لقاطع الطحن واتجاه تغذية قطعة العمل، تنقسم عملية الطحن إلى نوعين: الطحن الصاعد والطحن التقليدي. من اتجاه تغذية الشُّغْلة، عندما يكون قاطع الطحن على الجانب الأيسر من الشُّغْلة، يُطلق عليه الطحن الصاعد أو الطحن لأعلى. عندما يكون قاطع الطحن على الجانب الأيمن من الشُّغْلة، يُطلق عليه الطحن التقليدي أو الطحن لأسفل.

تسلق الطحن: في البداية، تكون سماكة البُرادة في أقصاها، وتتناقص مع تقدم القطع. ينتج عن ذلك الحد الأدنى من تشوه البُرادة وقوة القطع الموجهة نحو الشُّغْلَة.

الطحن التقليدي: في البداية، يكون سمك البُرادة صفرًا، ويزداد إلى أقصى حد له في نهاية القطع. تتضمن هذه العملية تأثير التلميع، حيث تميل قوة القطع إلى رفع الشُّغْلَة (وجود ميل لرفع الشُّغْلَة).

تحليل عمليات الطحن لأعلى والطحن لأسفل في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

1. خصائص الطحن بالتسلق

مزايا الطحن بالتسلق:

• يختلف سُمك البُرادة من الحد الأقصى إلى الصفر، مما يمنع انزلاق الأداة ويطيل عمر الأداة.
• ينتج عنه تشطيب أفضل للسطح.
• يتم الضغط دائمًا على قوة التفريز الرأسية نحو طاولة الشغل، مما يعزز موثوقية تحديد موضع الشُّغْلَة والتشبيك.
• استهلاك أقل للطاقة أثناء التشغيل الآلي.

عيوب الطحن بالتسلق:

• غير مناسب لطحن القِطع ذات الأسطح الصلبة.
• إذا كان هناك رد فعل عكسي بين البرغي اللولبي والصامولة، فقد يهتز برغي التغذية أثناء التشغيل الآلي.

2. خصائص الطحن التقليدي

عيوب الطحن التقليدي:

• تتفاوت سماكة البُرادة من صفر إلى الحد الأقصى، مما يتسبب في انزلاق الأداة فوق سطح قطعة العمل قبل القطع في المعدن. يولد ذلك احتكاكًا وحرارة عالية، مما قد يؤدي إلى تكوين طبقة متصلبة، مما يقلل من متانة الأداة ويؤثر على جودة السطح.
• تميل قوة التفريز الرأسية لأعلى إلى رفع الشُّغْلَة وزعزعة استقرارها.
• استهلاك أعلى للطاقة.

مزايا الطحن التقليدي:

• مناسبة لطحن القِطع ذات الأسطح الصلبة.
• لا يوجد اهتزاز في آلية تغذية طاولة العمل على الرغم من وجود رد فعل عكسي.

3. تحليل إجهاد الأدوات في الطحن بالتسلق والطحن التقليدي

في الطحن الصاعد، تكون قوة قطعة العمل على الأداة بحيث تدفع الأداة نحو قطعة العمل. في الطحن التقليدي، تميل القوة إلى رفع الأداة بعيدًا عن الشُّغْلَة.

تحليل الاختيار بين الطحن بالتسلق والطحن التقليدي في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

في ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي المزودة بمحركات لولبية كروية، يمكن التخلص من رد الفعل العكسي تمامًا من خلال التحميل المسبق. في ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي المزودة بآليات تفريز متسلق، يُفضل التفريز المتسلق نظرًا لمتانة الأداة العالية وجودة السطح الجيدة وانخفاض استهلاك الطاقة. ومع ذلك، قد تتطلب بعض ظروف القطع الخاصة الطحن التقليدي. لذلك، يجب إجراء تحليل الارتباط قبل اختيار إما طرق الطحن بالتسلق أو الطحن التقليدي.

في ماكينات التفريز التقليدية، نظرًا لرد الفعل العكسي الجانبي في مجموعة البرغي اللولبي والصامولة الأمامية، يشيع استخدام التفريز التقليدي لمنع إزاحة منضدة العمل وضمان سلاسة عمليات التفريز. ومع ذلك، بالنسبة لسبائك Al-Mg التي تتطلب كميات قطع منخفضة وجودة سطح عالية، يمكن استخدام الطحن المتسلق.

اختيار طريقة الطحن في التصنيع الآلي الخشن

عادةً ما يكون السطح الخارجي للفراغ أكثر صلابة وهشاشة من المادة الأساسية، خاصةً بالنسبة للفراغات التي يتم الحصول عليها عن طريق القطع باللهب. مع سرعات الأداة العالية (عادةً ما تكون أعلى من 2000 دورة/دقيقة) في مراكز التشغيل الآلي، يمكن أن يؤدي استخدام التفريز التقليدي للتشغيل الآلي الخشن إلى مغادرة حافة القطع فجأة لقطعة الشُّغْلة، مما يؤدي إلى كسر البُرادة فجأة ونقل الاهتزازات الناتجة إلى حافة القطع. يمكن أن يتسبب ذلك بسهولة في حدوث تقطيع أو كسر حافة القطع الهشة في مراكز الماكينات. ولذلك، فإن التفريز المتسلق مناسب للتشغيل الآلي الخشن في مراكز الماكينات. تكون أدوات التفريز الخشن المتخصصة لماكينات التفريز التقليدية أكثر مرونة وتعمل بسرعات أقل، مما يؤدي إلى فصل أبطأ للبُرادة وملاءمة للتشغيل الآلي الخشن التقليدي.

في التصنيع الآلي الخشن، نظرًا للعمق الكبير وعرض القطع، تزداد السرعة النسبية بين الشُّغْلَة والأداة في التفريز التقليدي حيث إن اتجاه القطع يعاكس اتجاه التغذية، مما يزيد الحمل على محركات عمود الدوران والموجه، مما يتسبب في زيادة الاهتزاز. عندما يصل هذا الحمل إلى مستوى معين، يمكن أن يؤدي إلى إطلاق إنذارات وإيقاف تشغيل الماكينة. في ظل نفس الظروف، يستهلك التفريز التقليدي طاقة تزيد بمقدار 10% إلى 20% عن التفريز بالتسلق. لذلك، يعد التفريز بالتسلق مناسبًا للتشغيل الآلي الخشن في مراكز الماكينات، بينما يعد التفريز التقليدي مناسبًا للتشغيل الآلي الخشن على ماكينات التفريز التقليدية.

تحليل حالة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي

كما هو موضح في الصورة أدناه، فهي تصف عملية تصنيع آلي حيث يكون الفراغ مربعًا، وتتمثل المهمة في تشغيل المخطط الصلب باستخدام ماكينة تفريز بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي. استنادًا إلى التحليل السابق، يُفضَّل استخدام التفريز المتسلق في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي. بالنسبة لهذا الجزء، إذا تم استخدام الطحن المتسلق، فسيكون مسار الأداة D ← C ← B ← A. ومع ذلك، في الإنتاج الفعلي، غالبًا ما يحدث "تصادم الأدوات". تم تحليل أسباب هذه الظاهرة.

1. عندما تتحرك الأداة من النقطة D إلى C وعلى طول القوس، تتقدم الأداة من D إلى C. أثناء التصنيع الآلي، تزداد تغذية الأداة تدريجيًا من الصفر حتى يتم تعشيق محيط الأداة بالكامل.

2. في الحالة التي يتم فيها تعشيق محيط الأداة بالكامل، يكون هذا الجزء هو الطحن المتسلق، بينما يكون هذا الجزء هو الطحن التقليدي.

بالنسبة للجزء المراد قطعه من الفراغ (الممثل بالرمز E)، يتم إجراء الطحن التقليدي. أثناء الطحن التقليدي، استنادًا إلى التحليل السابق، تميل الأداة إلى الاقتراب من قطعة العمل. وبالمثل، يميل أيضًا الجزء من الفراغ المراد قطعه (الممثل بالرمز E) إلى الاقتراب من الأداة بناءً على خصائص القوة وقوة رد الفعل.

3. عندما تستمر الأداة في التشغيل الآلي والجزء E على وشك القطع، نظرًا لأن الجزء E غير مدعوم ويميل إلى الاقتراب من الأداة، في لحظة قطع الجزء E، يقترب E من الأداة عن قرب، مما يتسبب في تصادم الأداة.

استنادًا إلى التحليل الشامل أعلاه، لا ينبغي أن تعطي هذه العملية الأولوية للطحن المتسلق. وبدلاً من ذلك، يجب استخدام الطحن التقليدي أولاً، مع ترك هامش للتشغيل الآلي (A ← B ← C ← D)، يليه الطحن بالتسلق (D ← C ← B ← A) لضمان عدم تآكل الأداة أثناء التشغيل الآلي والحفاظ على جودة السطح.

الخاتمة

قطع المعادن عملية معقدة تنطوي على تفاعلات معقدة بين أدوات القطع ومواد الشُّغْلَة. عوامل مثل معلمات القطع، ومواد الأداة، والزوايا الهندسية, التركيبات, وسوائل القطع كلها تؤثر على عملية القطع.

في عمليات التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي المحددة، يمكن أن تسفر طرق الطحن المختلفة عن نتائج مختلفة. يعد فهم خصائص الصعود والطحن التقليدي أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي والبرمجة باستخدام الحاسب الآلي.