تخطى إلى المحتوى 
ما هو تحول CNC؟
تُعدّ عملية الخراطة باستخدام الحاسوب (CNC) عملية تصنيع عالية الكفاءة، تعتمد على مبدأ عمل مخرطة CNC. تستخدم هذه التقنية الفعّالة للتصنيع الطرحي أدوات قطع متخصصة لإزالة المواد من قطعة عمل دوّارة مثبتة في ظرف، وذلك لتشكيل الشكل المطلوب.
يحافظ مركز الدوران CNC على موضع ثابت بينما تدور مادة الشغل بسرعة عالية. يتحرك البرج المثبت بأداة القطع إلى مادة الشغل بسرعة مبرمجة بالكمبيوتر لإزالة المواد الزائدة وإنشاء الشكل المفضل.
مع ذلك، يتحكم برنامج حاسوبي في دوران مركز التشغيل أو المخرطة، مما يسمح بتشكيل الشكل المطلوب. يمكن للبرج الدوار استيعاب أدوات دوارة خاصة متنوعة. ولكن كلما زاد عدد الأدوات التي يستوعبها، زادت خيارات تعقيد القطعة المشغّلة.
هناك العديد من مراكز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. بعضها يحتوي على مغزل واحد مقارنة بالبعض الذي يحتوي على مغزلين – مغزل رئيسي ومغزل فرعي. يقوم المغزل الرئيسي بتشكيل جزء جزئيًا وتمريره إلى المغزل الفرعي لإضافة ميزات أخرى.
هناك أربعة أنواع رئيسية من مراكز الخراطة CNC. ولكل منها قدرة متفاوتة على الطاقة والسرعة، وخيار الأدوات والمغزل، وقيود القطر الخارجي. هؤلاء هم:
- مراكز تحول عمودية
- مراكز تحول أفقية
- مخارط عمودية
- مخارط أفقية
كيف تعمل CNC الخراطة؟
على الرغم من أن عملية الخراطة CNC تعمل وفقًا لمبدأ آلة المخرطة CNC، إلا أنها قد تكون معقدة جدًا. ومع ذلك، إليك تفصيل مبسط خطوة بخطوة للعملية بدءًا من مرحلة التصميم وحتى التصنيع. تتضمن هذه الخطوات ما يلي:
الخطوة 1 - تغيير ملف تصميم CAD إلى برنامج CNC
تتمثل الخطوة الأولى في عملية الخراطة باستخدام الحاسوب (CNC) في إعداد ملف CAD لتحويله إلى لغة الآلة. مع ذلك، لا يتطلب هذا الإعداد برمجة متقدمة، بل يكفي رسم هندسي مكتمل للتصميم. لذا، يُسهّل استخدام برامج مثل SolidWorks أو AutoCAD عملية تحويل الرسومات ثنائية الأبعاد للتصميم إلى صيغة إلكترونية.
علاوة على ذلك، يمكنك تحويل التصميم الإلكتروني بتنسيق ملف CAD إلى برنامج CAM. يمكنك أيضًا تصدير الرسم بتنسيق CAM باستخدام أدوات البرنامج المحددة المذكورة سابقًا. يمكن لمهندس التصنيع بعد ذلك اختبار قابلية تصنيع المكون باستخدام البرنامج.
الخطوة 2 – إعداد آلة الخراطة CNC
يأتي إعداد مركز الخراطة CNC بعد تحويل ملف تصميم CAD. هناك حاجة إلى ميكانيكي أو موظف تشغيل على الرغم من أن عملية التشغيل تتم آليًا. ومع ذلك، لإعداد مخرطة CNC بشكل فعال، إليك بعض الخطوات التي يجب اتباعها:
- تأكد من إيقاف تشغيل الطاقة، حيث أن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يمكن أن يكون خطيرًا. ومن ثم، يجب عليك توخي الحذر الشديد والتحقق من مفاتيح الطاقة للتأكد من انقطاع التيار الكهربائي.
- قم بتركيب الجزء على الظرف. يقوم ظرف الظرف بتثبيت الجزء المُشكَّل في مكانه أثناء عملية الدوران. لذلك، عدم تحميل قطعة العمل بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى تعقيدات التصنيع التي يمكن أن تكون خطيرة.
- تحميل البرج بشكل صحيح. تشتمل عملية الخراطة على عدة أدوات. ونتيجة لذلك، عليك أن تختار الأداة المناسبة للحصول على النهاية المطلوبة. يحمل البرج أكبر عدد ممكن من الأدوات، مما يسمح بعملية دوران سلسة.
- الحفاظ على المعايرة المناسبة. يجب عليك وضع قطعة العمل والأداة في الزوايا/المواضع الصحيحة لضمان استيفاء جميع متطلبات التصميم.
- يعد تحميل برنامج CNC هو الخطوة الأخيرة قبل البدء في عملية الخراطة. يجب عليك تحميل كود CNC إلى آلة الخراطة.
في هذه المرحلة، هناك متغيران عليك أن تضعهما في الاعتبار. سرعة الدوران هي المتغير الأول. إنه يحدد السرعة التي تدور بها قطعة العمل. من ناحية أخرى، عليك أن تأخذ في الاعتبار معدل التغذية، والسرعة التي تتحرك بها أداة القطع على طول قطعة العمل الدوارة أو مادة الشريط.
يجب أن يكون الميكانيكي الخبير قادرًا على تحديد هذه القيم لأن التقديرات الخاطئة غالبًا ما تؤدي إلى نتائج سيئة - بالإضافة إلى ذلك، تؤدي التقديرات غير المناسبة في بعض المواد إلى تشطيبات غير متساوية أو تلف مميت لقطعة العمل.
علاوة على ذلك، يُنصح برسم الشكل باستخدام معدل تغذية عالٍ وسرعة دوران منخفضة. وبالمثل، يُمكن استخدام سرعة دوران عالية ومعدل تغذية منخفض للحصول على أسطح ناعمة وتصنيع أجزاء ذات دقة عالية.
الخطوة 3 - تصنيع الأجزاء المخروطة باستخدام الحاسب الآلي
إنتاج الجزء المطلوب هو الخطوة الأخيرة في عملية الخراطة باستخدام الحاسوب (CNC). ومع ذلك، توجد عمليات خراطة متنوعة تبعًا للنتائج المرجوة. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تحدد درجة تعقيد الجزء المُشَكَّل عدد الدورات المطلوبة. يساعد حساب زمن هذه الدورات في تحديد إجمالي الوقت المُستَغرَق في تصنيع المكون، وهو أمر بالغ الأهمية لحساب تكلفة التشغيل باستخدام الحاسوب.
بشكل عام، تتضمن دورة الدوران غالبًا ما يلي:
- وقت التحميل - قد تحتاج الدورة إلى بدائل أخرى لتحميل قطعة العمل على الماكينة على الرغم من أنها جزء من إعداد الماكينة.
- وقت القطع - يغطي الوقت المستخدم لقطع قطعة العمل. عوامل مثل عمق القطع ومعدل التغذية تحدد وقت القطع.
- وقت الخمول - أي عملية تصنيع لا علاقة لها بالقطع هي عملية خاملة. على سبيل المثال، الوقت المستغرق في تغيير حركة الأداة، وضبط مركز الدوران، وما إلى ذلك، هو وقت خامل.
والأهم من ذلك، تجدر الإشارة إلى أن المادة الخام المستخدمة في عملية الخراطة غالباً ما تؤثر على نتيجة عملية التصنيع. فالمكون المصنوع من المعدن يختلف في خشونة سطحه ووظائفه عن المكون المصنوع من البلاستيك.
ما هي مزايا الخراطة باستخدام الحاسب الآلي؟
توفر عملية الخراطة CNC مجموعة واسعة من الفوائد للمصنعين وأصحاب الأعمال. تساعد آلات الخراطة CNC عالية الجودة هذه على تحسين الإنتاجية وتقليل تكاليف الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية القطع هذه تلبي متطلبات التسامح الدقيقة لمعظم التطبيقات. وإليكم بعض هذه الفوائد بالتفصيل:
المرونة
تمتلك آلة الخراطة CNC مراكز دوران بأحجام مختلفة، مما يسمح بمرونة تطبيقك. تستخدم آلات CNC هذه التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مما يساعد على سهولة الوصول إلى التعديلات في تنفيذ المهام.
يستطيع مشغل الماكينة إنهاء مكوناتك بسهولة عن طريق تطبيق تعديلات البرمجة المطلوبة على برنامج CAM الخاص بك أو إنشاء شيء مختلف تمامًا. ونتيجة لذلك، إذا كنت بحاجة إلى العديد من الأجزاء الفريدة، فيمكنك الاعتماد على خدمات الخراطة CNC الدقيقة.
الدقة
تقوم مراكز الخراطة CNC بتنفيذ قياسات دقيقة، والقضاء على الأخطاء البشرية باستخدام ملفات CAM أو CAD. يمكن للميكانيكيين المدربين تحقيق دقة عالية للغاية بمساعدة آلات المستوى التالي للنماذج الأولية أو تنفيذ دورة الإنتاج بأكملها.
بما أن مركز الدوران تمت برمجته مسبقًا، فإن أداة القطع توفر قطعًا دقيقًا في كل مرة. وبالتالي، فإن المنتج النهائي لعملية الإنتاج هو نفس القطعة الأولى.
تعدد الاستخدام
يعد تعدد الاستخدامات ميزة أخرى تحصل عليها شركات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي من استخدام مركز الخراطة الأفقي CNC. يمكن لآلات مخرطة CNC هذه إنشاء أجزاء من البلاستيك والزجاج والمعادن والمواد المركبة.
ونتيجة لذلك، فهو الحل الأمثل لاحتياجات التصنيع المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك دمج آلات CNC مع العديد من خيارات الأدوات، مما يمكنها من تنفيذ عمليات تصنيع متعددة.
نتائج أسرع
تعد آلات الخراطة CNC ضرورية لشركات التصنيع النشطة التي تهدف إلى تحقيق مكاسب في سوق شديدة التنافسية. عند استخدام مراكز الخراطة CNC لتنفيذ المهام المحددة بالبرنامج، تكون هناك فرص أقل لحدوث الأخطاء. وبالتالي، تساعد خدمات الخراطة CNC هذه على تصنيع الأجزاء بشكل أسرع دون المساس بجودة المنتج النهائي.
تساعد آلات الخراطة CNC الشركات على تحقيق أهداف العمل والإنتاج الضخم بغض النظر عن المتطلبات. والأهم من ذلك، أنه يمكنك الحصول على المكونات المطلوبة بشكل أسرع وبكميات أكبر مع تلبية احتياجات عملائك.
التسامح الممتاز
غالبًا ما يلجأ المصنعون وخبراء الهندسة إلى الخراطة باستخدام الحاسب الآلي لإنتاج أجزاء مُشكَّلة ذات قدرة تحمل عالية بشكل لا يصدق. يوفر الخراطة باستخدام الحاسب الآلي تشطيبًا ممتازًا للسطح وتحملًا عاليًا مقارنة بمعظم التقنيات.
ونتيجة لذلك، يستخدم المصنعون عادة هذه العملية لإضافة ميزات دورانية دقيقة إلى المكونات التي تم تشكيل بنيتها الأساسية باستخدام إجراء مختلف.
منظور التكلفه
تعد فعالية التكلفة إحدى المزايا التي تجذب معظم شركات التصنيع إلى هذه العملية. تساعد عملية الخراطة باستخدام الحاسب الآلي شركات التصنيع على توفير قدر كبير من المال مع تقديم منتجات عالية الجودة. وذلك لأن العملية تعمل على تحسين قابلية التوسع وكفاءة الإنتاج والتجميع دون إهدار المواد.
بالإضافة إلى ذلك، توفر هذه العملية التكاليف لأنها لا تتطلب شراء أدوات جديدة لإنشاء الأجزاء. وبالمثل، فإنه يمنع جميع النفقات الناجمة عن الحوادث أو مخاطر العمل.
سلامة
تلتزم ورش تصنيع الآلات باستخدام الحاسوب (CNC) التزامًا تامًا بقواعد وأنظمة السلامة الصارمة لضمان السلامة الكاملة. تتطلب عملية الخراطة باستخدام الحاسوب (CNC) عمالة أقل نظرًا لأن آلة الخراطة يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب (أتمتة).
ونتيجة لذلك، فإن الميكانيكي موجود فقط للإشراف على تشغيل الآلة. كما أن جسم المخرطة يكون شبه مغلق أو مغطى بالكامل بأجهزة الحماية. وهذا يساعد على منع الجسيمات من التطاير من قطعة العمل المعالجة، وبالتالي حماية الطاقم من الأذى.
لا توجد متطلبات مهارة عالية
لا تتطلب عملية الخراطة باستخدام الحاسب الآلي وجود مشغل ذو مهارات عالية لإدارة ماكينة CNC. يمكن للميكانيكي إكمال الدورة التدريبية والحصول على شهادة لتشغيل آلة الخراطة CNC. وبالتالي، فإن هذا يساعد على تقليل تكاليف الإنتاج الإضافية.
ما هي المواد التي يمكن CNC تحويلها؟
تتوافق عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مع مجموعة واسعة من المواد. ومع ذلك، من الأفضل تصنيع العديد من هذه المواد باستخدام مخرطة CNC أو مركز تدوير. ومع ذلك، قد يكون من المفيد ملاحظة أن المعادن هي المواد الأساسية المستخدمة في الخراطة.
تشمل مواد التصنيع باستخدام الحاسوب الشائعة ما يلي :
- حديد الزهر
- سبائك الصلب
- فولاذ مقاوم للصدأ
- الكربون الصلب
- زنك
- الامونيوم
- المغنيسيوم
- النحاس
تشمل المواد المتوافقة الأخرى ما يلي:
ومع ذلك، قد يكون من المفيد ملاحظة أن هذه المواد تتطلب مراكز تحويل أو مخارط مختلفة بسبب متطلبات محددة مثل معدل التغذية وسرعة الدوران.
هل مشروعك مناسب للخراطة CNC؟
هناك العديد من المتغيرات التي يجب مراعاتها عند العثور على عملية التصنيع المناسبة لمشروعك. تساعد هذه العوامل في تحديد ما إذا كان الإجراء مناسبًا لمشروعك. يستكشف هذا القسم بعض الجوانب التي ستساعد في تحديد ما إذا كانت عملية الخراطة CNC هي العملية الأكثر فعالية من حيث التكلفة لمشروعك.
فيما يلي بعض العوامل التي يجب النظر إليها:
- ما هو حجم الأجزاء المطلوبة على المدى الطويل أو القصير؟ عادةً ما تكون مراكز الخراطة CNC مثالية للنماذج الأولية للأحجام قصيرة المدى.
- ما هو أعلى قطر خارجي (OD) للجزء؟ على سبيل المثال، يبلغ الحد الأقصى للقطر الخارجي لمركز الخراطة CNC في AT Machining 2.5 بوصة للأجزاء المجمعة.
- يتم رمي الأجزاء التي يتجاوز قطرها الخارجي 2.5 بوصة بشكل فردي. وبالتالي، فإنه يساهم في ارتفاع سعر الأجزاء المحولة اعتمادًا على الحجم.
- قد تكون الأجزاء التي يقل قطرها الخارجي عن 1.25 بوصة وحجمها المتوسط إلى العالي مثالية للآلات اللولبية السويسرية.
- تعتبر العوامل مثل المهلة الزمنية والحجم المتوقع أساسية لاتخاذ الاختيار الأفضل بين تصنيع الجزء باستخدام آلة لولبية سويسرية مقاس 32 مم أو مركز تحول CNC. وبالمثل، قد تفكر في استخدام الخراطة المستدقة عند تصنيع الأجزاء الأسطوانية.
خاتمة
تعد الخراطة باستخدام الحاسب الآلي عملية موثوقة ومتعددة الاستخدامات تساعد العديد من الشركات على توفير المال دون المساس بجودة الأجزاء المصنعة. قد يكون من المفيد ملاحظة أن الأجزاء التي تم تحويلها بدقة تكون عادةً متفوقة من حيث الجودة مقارنة بتلك التي يتم تصنيعها باستخدام تقنيات بديلة. ونتيجة لذلك، فإن عملية الخراطة باستخدام الحاسب الآلي تمنح عملك ميزة تنافسية للبقاء في المقدمة في السوق.
AT-Machining هو شريك التصنيع المثالي كلما احتجت خدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. نحن نقدم حلول تصنيع موثوقة ونصائح لاتخاذ القرار الأفضل لمشروع التصنيع الخاص بك. تواصل معنا اليوم للحصول على المساعدة بشأن متطلبات مشروعك.
