خصائص المواد

ويعتمد ذلك إلى حد كبير على الخواص الميكانيكية لمستوى صلابة المادة، وخصائص الحبوب، والهشاشة وما إلى ذلك، والتي تحدد مستوى الخشونة الذي يمكن تحقيقه. في مثل هذه الحالة، حتى المواد البلاستيكية تميل إلى الارتداد من أداة القطع ولن تشكل سطحًا جيدًا.

عوامل حول المعالجة

ينبغي أيضًا أخذ العديد من العوامل المتعلقة بمعالجة قطعة العمل مثل سرعة القطع والتغذية الصحيحة وعمق القطع في الاعتبار. عادةً ما يقول أيضًا أنه كلما زادت سرعة القاطع بشكل تراكمي، كلما كانت تشطيب السطح أدق والعكس صحيح، كلما زاد معدل التغذية كلما كانت تشطيب السطح أكثر خشونة. مع أخذ هذه المتغيرات وغيرها في الاعتبار، يمكن للمرء إنشاء هذا السطح النهائي.

ارتداء الأداة وتكوينها

سيتم تقييم تشطيب السطح بناءً على تآكل أدوات القطع ووضوحها. قد تؤدي الأدوات غير الحادة أو التآكل المفرط إلى أسطح خشنة بينما الآلات في حالة جيدة مع زوايا القطع والهندسة المناسبة ستنتج على الأقل الأسطح الأكثر سلاسة لعناصر الماكينة.

إدارة التشحيم والتبريد

تساعد مواد التشحيم وسوائل التبريد المطبقة أثناء أنشطة التصنيع بشكل كبير في تقليل التسخين الناتج عن الاحتكاك أثناء القطع. وهذا يقلل من تلف المادة ويعزز عملية التلميع. يؤدي عدم وجود مثل هذا التشحيم إلى تشويه حرارة الجزء وكذلك إنتاج مساحات سطحية أكثر خشونة.

الظروف المحيطة

ستكون المعلمات الخارجية مثل درجات الحرارة المحيطة والضوضاء واستقرار الماكينة خاصة بكل طبقة وتؤثر على خشونة السطح النهائية. عندما تتذبذب الآلة أو يتمدد الراتنج بسبب الحرارة، سيكون لأقسام مختلفة أشعة الشمس، خارج الأقمار الأساسية، مما يؤدي إلى جدران متدرجة.

نصف قطر أنف الأداة

تتناقص خشونة السطح مع زيادة نصف قطر أنف الأداة مع تناقص الشرفات بين التمريرات المتعاقبة. ومع ذلك، يمكن أن يتسبب نصف القطر المنتفخ الكبير جدًا في قوى قطع مفرطة من شأنها أن تهتز الأداة أو تثنيها خارج الشكل.

زوايا أشعل النار

كلما كانت المعالجة الخشنة للسطح أقل فعالية، سمحت زوايا المشعل الموجبة بإزالة المواد دون قوى مفرطة، أي قطع الضوء الرقيقة. ومع ذلك، إذا تم استخدام زاوية مشعل سلبية، فستستمر الأداة لفترة أطول ولكن هذا ليس مفيدًا جدًا في تحسين جودة السطح لأنه يضيف المزيد من المقاومة لمواد العمل.

طحن

تعمل أداة القطع على تحسين اللمسة النهائية لأنها تحتوي على حافة حادة، مما يساهم في تقليل علامات الأداة أثناء القطع. تصبح الشفرات باهتة وفعالة في نفس الوقت، على عكس الشفرات العادية التي تميل إلى الاهتزاز أثناء الدوران، وعندما تكون حادة، فإنها تترك خصائص سطحية غير مرغوب فيها.

هندسة العتاد

يتم إنشاء زوايا بارزة مصممة جيدًا استجابةً للتحديات الملحوظة في تصنيع المواد باستخدام الأدوات، مثل ملامستها للمادة التي يتم العمل عليها. مع زوايا الانتعاش القصيرة، يحدث التآكل الكاشطة بشكل أكبر ويتجنب الصقل الذي يتم تحقيقه تأثيرات الثرثرة.

زاوية الحلزون

عندما يتعلق الأمر بالعمل مع أدوات القطع متعددة الفلوت أو الفلوت، يتم استكشاف فائدة الحلزون أثناء تقنية الرقاقة. تشجع الزوايا الحلزونية الأعلى على التخلص من الرقاقة وكذلك كسر الرقاقة وبالتالي تحسين الجودة أثناء إزاحة المعادن.

1. تعديل معلمات القطع

قم بتحسين معلمات سرعة القطع والعمق ومعدل التغذية على التوالي من أجل تقليل كمية علامات الأداة أو الأنماط المتموجة التي تساهم في خشونة السطح. توفر معدلات التغذية المنخفضة وسرعات القطع العالية أفضل التشطيبات.

2. الأدوات الصحيحة ضرورية

استخدم دائمًا أدوات ذات حواف حادة مع طلاءات مناسبة للمواد الراضية المستخدمة. تساعد الأدوات المقاومة للتآكل وعالية الأداء في قطع المادة دون الكثير من التشوه وتحسين جودة القطع.

3. استخدام المبردات/زيوت التشحيم

تعمل عمليات التبريد أو التشحيم على تقليل الحرارة وحماية الأدوات من التدهور وتقليل الأسطح شديدة الانبعاج.

4. ترتيب الأدوات والآلات المستقرة

تحقق مما إذا كان الحامل والأداة وأجزاء الماكينة في وضع مستقر وفي محاذاة مناسبة. يؤدي الارتخاء في كل هذا إلى قطع غير مناسب وتشطيب غير مرغوب فيه للسطح.

5. استخدام عمليات التشطيب

يمكن استخدام عمليات التشطيب مثل الطحن والتلميع والشحذ لتحسين خشونة السطح بعد الطحن من أجل تحقيق جودة الأبعاد المطلوبة.

تخطيط نظام الصيانة الدورية للمخزون

إجراء صيانة دورية لجميع الأدوات من أجل تقييم حالة التآكل أو أي تشوهات أخرى ذات صلة مثل تقطيع الجوانب أو فصلها أو ثنيها؛ تكلفة نوع آخر من الأدوات. من المفترض أن تؤثر هذه الأدوات على عملية التصنيع بل وتتسبب في فشل الأجزاء بسبب استخدام الأدوات البالية. وفقًا للعديد من المؤلفين، سيساعد هذا النوع من إطالة العمر أيضًا في الموقف لعام 20% على الأكثر من خلال إجراء فحوصات دورية.

النظر في خطط الصيانة التنبؤية

فكر في إجراء صيانة تنبؤية تعتمد على قياس قوى القطع والاهتزازات ودرجات الحرارة باستخدام أجهزة الاستشعار وأجهزة التعلم الآلي الأخرى لمثل هذه المراقبة. توفر هذه البيانات أساسًا للتنبؤ بالاستبدال في الوقت المناسب، بدلاً من اللجوء إلى مبدأ إصابة المكون.

تغيير شروط القطع الحالية

من الضروري أن يتم ضبط معدل التغذية وسرعة المغزل وعمق القطع بشكل صحيح وفقًا لخصائص هذه المادة المصنعة آليًا. على سبيل المثال، سيؤدي المعدل أو السرعة أو العمق المفرط إلى خلق الكثير من الحرارة والاحتكاك، والتآكل المبكر، وخلال فترة زمنية قصيرة جدًا سيتم ملاحظة هذه التأثيرات. يؤدي تحسين المعلمات إلى تقليل معدل تآكل الأداة بمقدار 15 إلى 25% وفقًا لمراجعة الأدبيات.

استخدم الطلاء المناسب لأداة القطع

أفضل أداة قطع يجب استخدامها لإجراء عمليات معينة هي إما أدوات القطع المطلية بالمواد المتقدمة مثل نيتروجين التيتانيوم (النيتريدات) أو الكربون الماسي. الطلاء الأخير، كونه طلاء منخفض الاحتكاك ومقاوم لدرجة الحرارة العالية، يسمح لمقاومة التآكل لأداة العمل بزيادة 50% في التطبيقات الثقيلة.

استخدمي سوائل القطع ومواد التشحيم ذات الجودة العالية

ويمكن تحقيق ذلك من خلال ضمان استخدام سوائل القطع المناسبة أو توفير أنظمة تشحيم جديدة لإدارة الحرارة الزائدة الناتجة أثناء القطع. سيساعد الشكل الصحيح لسائل التبريد وتطبيقه في تبريد الأداة، وتقليل التآكل، والمساعدة في خروج الرقائق، مما يسهل العمل ويزيد من كفاءة الأداة ومتانتها.

1. لماذا تظهر الأسطح الخشنة في السيراميك بعد عمليات القطع؟

أحد التشطيبات السطحية التي يمكن وصفها هو Ra. A هو متوسط، أي تتم إزالة المادة عند إجراء القطع وبالتالي يتم إنشاء السطح. تعني الأحمال الميكانيكية والحرارية لهذه العمليات أنه يجب إنشاء أسطح بين الأداة وقطعة العمل. بعض العوامل ذات التأثير الأكبر على التصميم والتشغيل اللاحق لأي سطح تشمل ما يلي

• استخدام الأدوات المناسبة: غالبًا ما تتعرض كفاءة العملية للخطر بسبب استخدام أطراف القطع الكاشطة أو المحتوية على الرصاص أو الحادة أو تشكيل الأداة بشكل غير مناسب.
• حالة التصنيع: استخدام معدل تغذية مفرط وسرعة قطع غير فعالة ومبرد غير فعال في بعض الأحيان.
• مادة: عادة، يلاحظ أن السيراميك يمتلك درجة كبيرة من المتانة والهشاشة. قد تسبب هذه المادة كسرًا للحبيبات وانسدادًا.
• الاهتزاز والصلابة: الاهتزاز الناتج عن أداة الآلة وإعداد قطعة العمل والقطع.

2. كيف تتأثر جودة السطح بنوع الأدوات الماسية الكاشطة وأحجام الحبيبات والتحولات المستخدمة؟

أحد أهم العوامل التي تحدد التشطيب المحتمل للسطح هو ما يتم استخدامه من الحصى (من حيث حجم حبيبات الماس أو المواد الكاشطة الأكبر) في هذه العملية.

الحبوب الماسية الأصغر: مع وجود عدد أكبر من أحجام الشبكات أو الحبيبات (أي 600-1200 شبكة)، تولد الحبيبات الدقيقة أو جزيئات الماس الأصغر خدوشًا عرضية وطولية أطول على السيراميك النهائي، وهذا يعني أيضًا منع تشطيب السطح الأملس برقم Ra. يتم استخدام هذا في بعض الحالات عند إجراء التشطيب أو عند الحاجة إلى جودة عالية للسطح.

جزيئات أكبر: تسمح الجزيئات الأكبر حجمًا ذات الشبكة/رقم الحبيبات السفلية (على سبيل المثال، شبكة 80-220) بشكل عام بمزيد من عمق القطع، ولكنها تأتي على حساب خدوش أعمق وأكبر وسطح أكثر خشونة. وهذا نموذجي لعملية القطع على مستوى التخشين.

أصبح ذلك ممكنًا باستخدام تقنية من مرحلتين حيث يتم استخدام أداة الحصى الخشن في المراحل الأولية لإزالة المواد الزائدة وإنهاء السطح باستخدام أداة الحصى الدقيقة.

3. لماذا تصل سرعة الماكينة وعمق المادة المقطوعة لتشطيب السطح؟

معدل التغذية: في الخراطة الصلبة للسيراميك، تقلل معدلات التغذية المنخفضة من قوة القطع المؤثرة على كل جسيم كاشط من عجلة الشبكة. وهذا يقلل من عمق قطع المواد الكاشطة، مما يمنع أي احتمال للكسر المدمر. وذلك لأن الطحن بنظام اللدونة يحدث بدلاً من الكسر الهش الكامل الذي يؤدي إلى سطح تالف قليلاً.

سرعة القطع: حسنًا، لا توجد سرعة قطع، لذا فإن الهدف هو زيادة معدل إزالة المعادن والمكونات الحرارية ومكونات الدفع كما هي عند الحد الأدنى. ومن عيوب العمل بسرعات عالية أن توليد الحرارة الزائدة وثرثرة الأدوات يحدث بسبب الاهتزازات. ومع ذلك، فإن العمل بسرعة منخفضة أمر خطير، لأنه يؤدي إلى المزيد من الاحتكاك، مما يخلق الكثير من قوة القطع، كل هذه العواقب تساهم في سوء تشطيب السطح. تصف سرعة القطع من هذا النوع الوضع المثالي، ولكن نادرًا ما يمكن تحقيقها بسبب تنوع المواد.

4. كيف يساعد استخدام المبردات في تحسين تشطيب السطح؟

لا تتشكل الحواف الحادة للأسطح الخزفية، أو تفعل ذلك بشكل طفيف جدًا، عند قطع هذه المواد، وذلك بسبب استخدام سائل التبريد، وهناك أيضًا تقنية أخرى تسمى سائل القطع. يخدم الوظائف التالية:

• التشحيم: يحتوي على عدد من المكونات التي تتعارض مع التشحيم الذي يلامس الأداة بقطعة العمل مما يساعد في تقليل قوى القطع بسبب درجات الحرارة المرتفعة.
• تبريد: فهو يزيل الحرارة المتولدة من منطقة القطع أثناء التشغيل حتى لا تنكسر مادة السيراميك بسبب درجة الحرارة الزائدة لعملية القطع.
• إزالة الحطام: يمنع السوارف والحبوب الكاشطة التي تتلامس مع السطح المطلي بحيث لا تلتصق به ويتم غسلها بدلاً من ذلك.

يعتبر سائل التبريد المركز عالي الضغط فعالاً في تحقيق العديد من المتطلبات المذكورة أعلاه بنجاح.

5. هل يمكن تأكيد الأسطح بعد تقليل خشونة السطح؟

نعم، نظرًا لأنه من الضروري إزالة كميات كبيرة من المواد من أجل الحصول على تشطيبات Ra منخفضة جدًا أو حتى الأسطح ذات تشطيب المرآة، فهناك حاجة إلى إجراءات الإزالة. الأدوات المستخدمة في هذه العملية هي اللف والتلميع، والتي عادة ما تتبع قطع العينة.

اللف: في الأساس، يتكون من “lapping” (منصة) تحتوي على ملاط من كربيد السيليكون الكاشط أو الماس في الأعلى، لاستخدامها في إزالة المواد بشكل أكثر توازنًا، بعد إزالة الهندسة السابقة إلى حد ما وتحسين خشونة سطحها.

المعالجة السطحية: يتم تنفيذ هذه العملية بعد فترة وجيزة من عملية اللف وتسمى بدورها التلميع. يتم إنجازه باستخدام حبيبات كاشطة أصغر خاصة في التلميع الكيميائي والميكانيكي (CMP)، وهي العملية التي تساعد فيها في إزالة أصغر الخدوش حتى الوصول إلى السطح النهائي المطلوب.

6. ما هي الطريقة التي تؤثر بها صلابة الآلات وأدوات القطع على جودة السطح؟

تقليل خشونة السطح عند تصنيع السيراميك قطع المواد غير المعدنية من الضروري فهم صلابة النظام. وذلك بسبب الاهتزازات والانحرافات التي تحدث في النظام بأكمله، سواء كانت آلة المعالجة أو حامل الأداة المستقر أو أداة التثبيت، التي تتبع القطع وتؤدي إلى عيوب مثل أنماط الثرثرة والموجات التي تتكرر في جميع أنحاء السطح. يمكن أن يكون حل هذه المشكلة:

• أدوات آلية محسنة ذات صلابة وتردد عاليين.
• استخدام حاملات الأدوات الخاصة بحاملات الأدوات هذه، وحاملات الأدوات الدقيقة عالية الجودة التي تعمل بالحد الأدنى عند استخدامها عمليًا.
• لتجنب أي تشوهات أثناء عملية القطع وللتأكد من عدم وجود إزاحات لقطعة العمل الخزفية، يجب أن يكون حزام قطعة العمل الخزفية مناسبًا.

يرتبط تقليل خشونة السطح في قطع السيراميك ارتباطًا مباشرًا بصلابة النظام، والتحكم في انحراف مسار الأداة إلى الحد الأدنى الممكن، وهذا بمثابة حد لنعومة السطح التي يمكن تحقيقها أيضًا.