يُعدّ تكوّن النتوءات من أكثر المشاكل شيوعًا أثناء عمليات الخراطة. سواءً أكانت عملية تشغيل قطع من الفولاذ أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم أو النحاس، فقد تتكوّن نتوءات على الحواف، أو تظهر حواف معدنية بارزة، أو يحدث تمزّق في السطح بعد التشغيل. لا تؤثر النتوءات على مظهر المنتج فحسب، بل قد تُقلّل أيضًا من دقة التجميع، بل وتؤثر على أداء منع التسرب وعمر الخدمة. في المكونات الدقيقة والإنتاج على دفعات، تصبح مشاكل النتوءات أكثر وضوحًا. إذا لم تتم السيطرة على النتوءات في الوقت المناسب، فإنها ستزيد من تكاليف إزالة النتوءات وتُقلّل من كفاءة الإنتاج الإجمالية.
لماذا تتشكل النتوءات بسهولة أثناء الخراطة
يرتبط تكوّن النتوءات عادةً بمرونة المادة، وحالة الأداة، وطريقة القطع. عندما لا تنفصل المادة تمامًا أثناء القطع، يميل المعدن المتبقي إلى البقاء على حافة قطعة العمل.
المواد ذات اللدونة العالية تشكل بسهولة نتوءات
بعض المواد تتمتع بمرونة عالية ولا تنكسر بشكل نظيف أثناء عملية التشغيل الآلي.
تشمل المواد الشائعة ما يلي:
- فولاذ مقاوم للصدأ
- أجزاء نحاسية
- سبائك الألومنيوم
- منخفض الكربون الصلب
كلما كانت المادة أكثر ليونة، كلما أصبح تأثير تمدد الحواف أكثر وضوحًا.
يحدث البثق أثناء القطع
إذا لم تكن أداة القطع حادة بما فيه الكفاية، فقد تتحول العملية من القطع إلى البثق.
وقد يؤدي هذا إلى:
- تشكيل حواف على قطعة العمل
- تمزق السطح
- بقايا معدنية صغيرة
- حواف غير مستوية
هذا الوضع أكثر شيوعاً أثناء عمليات التشطيب.
مشاكل الأدوات قد تزيد من النتوءات السطحية
تؤثر حالة الأداة بشكل مباشر على أداء القطع. فإذا كانت الأداة بالية بشدة أو كان شكلها الهندسي غير مناسب، فإن مشاكل النتوءات عادةً ما تتفاقم بشكل كبير. أثناء عملية التشغيل، تُسهم الأدوات الحادة في فصل الرقائق بشكل أنظف وإنتاج حواف أكثر نعومة لقطعة العمل.
تآكل شديد للأداة
بعد أن تتآكل أداة القطع، تصبح حافة القطع باهتة تدريجياً وتزداد مقاومة القطع بشكل ملحوظ.
تشمل المواقف الشائعة ما يلي:
- حواف خشنة لقطعة العمل
- زيادة طول النتوء
- علامات تمزق السطح
- انخفاض دقة التشغيل الآلي
يصبح التأثير أكثر وضوحًا أثناء التشغيل الآلي المستمر.
هندسة أداة غير مناسبة
تؤثر زاوية ميل الأداة وزاوية الخلوص ونصف قطر الأنف جميعها على تكوين النتوءات.
فمثلا:
- زاوية الميل الصغيرة تزيد الاحتكاك
- زاوية الخلوص غير الكافية تسبب البثق
- يؤدي نصف قطر الأنف المفرط إلى انحناء الحواف
- تتسبب حواف القطع غير الحادة في تمزق السطح
تساعد هندسة الأداة المناسبة على تحسين ظروف القطع.
اختيار مادة الأداة بشكل خاطئ
تتطلب المواد المختلفة أدوات قطع مختلفة.
فمثلا:
- يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ أدوات عالية المتانة
- تتطلب قطع الألومنيوم أدوات حادة للغاية
- تتطلب الأجزاء النحاسية حوافًا متراكمة أقل
- تتطلب المواد عالية الصلابة أدوات مقاومة للتآكل
يؤدي اختيار الأدوات غير المناسبة إلى زيادة احتمالية تشكل النتوءات.
تتسبب معايير القطع غير المناسبة أيضًا في ظهور النتوءات
تؤثر معايير القطع بشكل مباشر على ظروف تكسير الرقائق. إذا كانت إعدادات المعايير غير مناسبة، فمن المرجح أن تبقى بقايا المعدن على طول حواف قطعة العمل.
سرعة القطع غير مستقرة
عندما تكون سرعة القطع منخفضة للغاية، فمن المرجح أن تتشوه المادة بشكل لدني.
وقد يؤدي هذا إلى:
- نتوءات سطحية
- حافة مشطوفة
- قطع متقطع
- الانتهاء من السطح الخام
تتطلب المواد المختلفة نطاقات سرعة مناسبة.
ضبط معدل التغذية بشكل غير صحيح
إذا كانت سرعة التغذية منخفضة للغاية، فقد تحتك الأداة بسطح قطعة العمل لفترة طويلة جدًا.
قد يتسبب هذا في:
- تمدد المواد
- تمزق السطح
- زيادة تكوين النتوءات
- حواف قطعة العمل غير المستوية
لكن معدل التغذية المفرط قد يزيد من تأثير القطع.
عمق القطع ضحل للغاية
إذا كان عمق القطع صغيرًا جدًا، فقد تدخل بعض المناطق في حالة تشغيل تعتمد على الاحتكاك.
قد يؤدي هذا إلى:
- المعدن المتبقي
- تشوه الحافة
- جودة سطح غير متساوية
- زيادة تكوين النتوءات
تتطلب عمليات التشطيب تحكمًا مناسبًا في البدلات.
يؤثر التبريد وإزالة الرقائق أيضًا على تكوين النتوءات.
لا تقتصر مشاكل النتوءات على الأدوات فحسب، بل ترتبط أيضاً بظروف التبريد وإزالة الرايش. فإذا لم تتم إزالة الرايش في الوقت المناسب، فقد يحتك بسطح قطعة العمل مراراً وتكراراً، مما يُسبب النتوءات والخدوش.
يؤدي عدم كفاية التبريد إلى تراكم الرواسب على الحواف
أثناء عملية التشغيل الآلي، إذا كان أداء التبريد ضعيفًا، فقد تلتصق المادة بسطح أداة القطع.
قد يؤدي هذا إلى:
- تشكيل الحافة المتراكمة
- تمزق السطح
- ضعف نعومة القطع
- زيادة في نتوءات الحواف
من المرجح أن تواجه الأجزاء النحاسية والفولاذ المقاوم للصدأ هذه المشكلات.
رقائق تغلف قطعة العمل
قد تتسبب الرقائق الطويلة التي تلتف باستمرار حول قطعة العمل في خدش السطح المشغول بشكل متكرر.
تشمل المشاكل المحتملة ما يلي:
- خدوش السطح
- نتوءات الحافة
- الانتهاء من السطح الخام
- عمليات إنهاء فاشلة
لذا فإن إزالة الرقائق بشكل صحيح أمر ضروري أثناء عملية التشغيل الآلي.
كيفية تقليل النتوءات على أسطح الخراطة
على الرغم من أنه لا يمكن تجنب تكوّن النتوءات بشكل كامل في جميع الحالات، إلا أن تحسين عملية التصنيع يُمكن أن يُقلل من تكوّنها بشكل ملحوظ. أثناء عملية التشغيل، يجب الحفاظ على حدة أدوات القطع، مع تعديل سرعة القطع ومعدل التغذية وفقًا لخصائص المادة. بالنسبة للمواد عالية المطيلية، تتطلب ظروف التبريد وإزالة الرايش عناية خاصة لمنع احتكاك الرايش المستمر بسطح قطعة العمل.
حافظ على حدة أداة القطع
تُحسّن الأدوات الحادة أداء فصل الرقائق.
يساعد هذا في تقليل:
- حافة مشطوفة
- تمزق السطح
- المعدن المتبقي
- نتوءات قطعة العمل
يساعد الاستبدال المنتظم للأدوات في الحفاظ على جودة تشغيل مستقرة.
تحسين معلمات القطع
تؤدي المعايير المناسبة إلى تحسين ظروف القطع.
تشمل الطرق الشائعة ما يلي:
- تحسين استمرارية القطع
- الحفاظ على معدل تغذية ثابت
- تجنب القطع الضحل للغاية
- تقليل عمليات التشغيل الآلي القائمة على الاحتكاك
تساعد ظروف القطع المستقرة على تقليل تكوّن النتوءات.
تحسين التبريد وإخراج الرقائق
بمجرد استقرار عملية التبريد وإزالة الرقائق، تتحسن جودة سطح قطعة العمل بشكل ملحوظ.
فمثلا:
- زيادة معدل تدفق سائل التبريد
- اضبط اتجاه رش سائل التبريد
- استخدم أدوات تكسير الرقائق
- ضمان إزالة الرقائق في الوقت المناسب
تساعد هذه الطرق في تقليل الاحتكاك المتكرر للرقائق.
الاختلافات في تكوين النتوءات بين المواد
تختلف خصائص النتوءات الناتجة عن الخراطة باختلاف المواد. فالقطع المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس أكثر عرضة لتكوين نتوءات ممتدة نظرًا لمرونتها العالية. أما القطع المصنوعة من الألومنيوم، فيسهل تشكيلها، ولكن قد تتسبب الأدوات غير الحادة في حدوث تشوه في الحواف. في المقابل، قد تُنتج بعض المواد عالية الصلابة تشققات صغيرة في الحواف. لذا، ينبغي اختيار أدوات القطع ومعاييرها وفقًا لخصائص المادة أثناء عملية الخراطة.
بالنسبة للأجزاء عالية الدقة، لا تؤثر النتوءات على المظهر فحسب، بل قد تؤثر أيضًا على دقة الأبعاد وجودة التجميع. لذلك، ينبغي مراقبة حالة حواف قطعة العمل باستمرار أثناء التشغيل، وتعديل ظروف الأدوات والتشغيل في الوقت المناسب للحفاظ على جودة تشغيل مستقرة.
