كيفية ضمان التشطيب السطحي لأجزاء CNC؟

رفض القطع بسبب سوء تشطيب السطح هو نتيجة لا يرغب بها أي مُصنِّع. حتى لو استوفت القطع جميع مواصفات الأبعاد وعملت كما هو مُراد، يُمكن للعملاء رفضها إذا كان تشطيب السطح غير مثالي. هذا أمر بالغ الأهمية خاصةً للقطع المستخدمة في المنتجات النهائية المرئية أو كمكونات للقوالب. نظرًا لطبيعة تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآليستظل علامات الأدوات المجهرية المرئية موجودة دائمًا على القطع المُشَغَّلة. ومع ذلك، فإن عوامل مثل الاهتزاز المفرط بين الأداة وقطعة العمل، ومعدلات التغذية غير الصحيحة، يمكن أن تؤدي أيضًا إلى سوء تشطيب السطح. تناقش هذه المقالة التقنيات والأدوات والعمليات المُطبقة أثناء وبعد التشغيل للحد من ظهور علامات الأدوات وضمان جودة ممتازة للأسطح المُشَغَّلة في كل مرة.

لماذا يعتبر التشطيب السطحي السيئ غير مقبول؟

بالإضافة إلى المظهر غير اللائق، يؤثر سوء تشطيب السطح سلبًا على مقاومة التآكل ويجعل بعض عمليات التصنيع، مثل الطلاء، أكثر صعوبةً واستهلاكًا للوقت. مع سوء تشطيب السطح، يصعب تحضير القطع بشكل كافٍ لعمليات التشطيب بعد التشغيل الآلي مثل الأكسدة أو طلاء المسحوققد يصعب التصاق الطلاءات، مما يؤدي إلى تآكل في المناطق غير المطلية وانتشار التآكل عبر الأجزاء المعدنية المكشوفة. ونتيجةً لذلك، تصبح القطعة أكثر عرضة للتآكل. كما أن سوء تشطيب السطح يزيد من آثار الاحتكاك بين القطعة والأجسام الأخرى، وقد يقلل من قوتها ومقاومتها للتآكل.

ما هو السطح "كما هو مُشَكَّل آليًا"؟

عند إزالة قطعة مُنتَجة من آلة CNC، سيبدو سطحها (قبل أي تشطيب سطحي لاحق) باهتًا وتظهر عليه علامات الأدوات. يُسمى هذا السطح المُنتَج. تُقاس جودة السطح المُنتَج بقياس متوسط ​​خشونة سطح القطعة (Ra). خشونة سطح الآلة التجارية القياسية للقطع هي 3.2 ميكرومتر راغالبًا ما يكون هذا الخيار الأرخص لتشطيب الأسطح، إذ لا يتطلب معالجة إضافية. قد يقبل بعض العملاء سطحًا مُشَكَّلًا آليًا، بينما قد يطلب آخرون خشونة سطح أقل (Ra).
تُركز هذه المقالة حصريًا على نصائح لتحسين تشطيب السطح بعد التشغيل الآلي أثناء عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. مع ذلك، يُمكن تطبيق العديد من عمليات تشطيب السطح الأخرى على القطع بعد التشغيل الآلي لتحقيق خشونة السطح المطلوبة.

أربع نصائح لتحسين جودة الأسطح المصنعة

يتطلب تحسين جودة سطح الآلات إعادة النظر في أساسيات التصنيع. من خلال تعديل إعدادات الأدوات وتحسين مساراتها ومعايير القطع، يمكن للمصنعين ضمان جودة سطح ممتازة لقطعهم. إليك أربع نصائح لتجنب سوء تشطيب سطح القطع:

1. زيادة السرعة وتقليل التغذية: لتحقيق السطح المُشَغَّل المطلوب، يجب أن تعمل ماكينة CNC ضمن نطاقات التغذية والسرعة المحددة للمادة المراد قطعها. تُقلل زيادة سرعة محور الأداة من زمن التلامس بين الأداة وقطعة العمل، مما يُقلل من الحافة المُدمجة (BUE) ويُطيل عمرها. الهدف من مسارات التخشين هو إزالة المواد بسرعة، بينما الهدف من مسارات التشطيب هو إزالة المواد ببطء للحصول على أبعاد دقيقة وجودة سطح فائقة. بتقليل معدل التغذية، يُمكن إجراء قطع أخف وأقل عمقًا، مما يُؤدي إلى تشطيب سطح أكثر تجانسًا. من خلال الجمع بين زيادة سرعة المغزل مع انخفاض معدل التغذية، يتم تقليل BUE على الجزء، وبالتالي تحسين تشطيب السطح.

2. تقليل اهتزاز الأدوات وانحرافها: يُشير الاهتزاز إلى الاهتزازات التي تحدث في الأداة أثناء عمليات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) بسبب القوى. أما الانحراف، فهو المسافة التي يقطعها طرف الأداة بعيدًا عن محور حامل الأداة. كلاهما سببان رئيسيان لضعف جودة السطح. مع أنه لا يمكن تجنبهما تمامًا، إليك نصيحتان للحد منهما:
* تأكد من استخدام الأداة وحاملها المناسبين للعمل والمادة لضمان الصلابة. تأكد من أن معلمات القطع ومعدلات التغذية ضمن النطاقات الموصى بها.

*استخدم حامل الأداة المناسب لتقليل بروز الأداة، وبالتالي تقليل الانحراف. تأكد من تثبيت الأداة بإحكام في المشبك وتثبيت قطعة العمل بإحكام. كلاهما يقلل من احتمالية تحرك الأداة أو قطعة العمل أو اهتزازها أثناء عملية التشغيل.
سيؤدي تطبيق هاتين النصيحتين إلى تقليل اهتزاز الأداة وانحرافها بشكل كبير، مما يؤدي إلى الحصول على أسطح آلية عالية الجودة.

3.إخلاء شريحة التحكم: يمكن أن يؤثر كسر الرقائق وإزالتها بشكل غير صحيح سلبًا على تشطيب السطح، حيث قد تُسبب الرقائق خدوشًا في قطعة العمل أو حتى تلف الأداة. لمعالجة هذه المشكلة، يُنصح باستخدام قواطع الرقائق. قواطع الرقائق هي ميزات مدمجة أو مثبتة على سطح القطع الخاص بالأداة. تُعزز كسر الرقائق عن طريق ثنيها عمدًا، مما يجعلها أقصر وأقل تماسكًا وأسهل كسرًا. يُخفف تقليل حمل الرقائق القوى المؤثرة على الأداة. من خلال التحكم في إخراج الرقائق، يُصبح المصنعون أقرب إلى تحقيق أسطح مُشَكَّلة عالية الجودة، وتجنب تآكل الرقائق، وإطالة عمر الأداة.

4. زيادة زاوية أشعل النار: زاوية الجرف هي الزاوية بين سطح الجرف للأداة (حيث تتدفق الشظايا السطحية بعد القطع) والمستوى العمودي على اتجاه متجه سرعة الأداة. تساعد زيادة زاوية الجرف على تعزيز تفريغ الشظايا وتقليل استهلاك الطاقة (BUE). بزيادة زاوية الجرف بشكل إيجابي، تنخفض قوى القطع، وتتشكل الشظايا وتتحرر باستمرار، مما يساعد أيضًا على تقليل سوء تشطيب السطح.

خاتمة

يُعدّ سوء تشطيب سطح القطع المُشَكَّلة مشكلةً كبيرة. فعلى الرغم من تصنيعها بأبعاد دقيقة، إلا أن القطع ذات التشطيب الرديء نادرًا ما تُقبل، وقد تُؤثّر سلبًا على أرباح الشركة. ومع ذلك، بتطبيق التقنيات المذكورة أعلاه، يُمكن تلبية متطلبات تشطيب سطح العميل في حالتها المُشَكَّلة.