تتيح التطورات الجديدة في تكنولوجيا المواد الكاشطة لمشغلي مراكز التشغيل الآلي إجراء تشطيب الأسطح وعمليات التشغيل الأخرى في آنٍ واحد، مما يُقلل من زمن الدورة، ويُحسّن الجودة، ويُوفر الوقت والمال اللازمين للتشطيب غير المباشر. تُدمج أدوات التشطيب الكاشطة بسهولة في الطاولة الدوارة أو نظام حامل الأدوات في آلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC).
في حين أن ورش الآلات التعاقدية تختار هذه الأدوات بشكل متزايد، إلا أن هناك مخاوف بشأن استخدام المواد الكاشطة في مراكز تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي (CNC) باهظة الثمن. غالبًا ما تنبع هذه المشكلة من الاعتقاد السائد بأن "المواد الكاشطة" (مثل ورق الصنفرة) تُطلق كميات كبيرة من الحصى والرواسب، مما قد يسد خطوط التبريد أو يُتلف الشرائح أو المحامل المكشوفة. هذه المخاوف لا أساس لها من الصحة إلى حد كبير.
قال يانوس هاراتزي، رئيس شركة دلتا ماشين المحدودة: "هذه الآلات باهظة الثمن ودقيقة للغاية". الشركة ورشة متخصصة في إنتاج قطع معقدة وعالية التحمل من التيتانيوم وسبائك النيكل والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والبلاستيك وسبائك نادرة أخرى. وأضاف: "لن أتدخل في أي شيء من شأنه المساس بدقة أو متانة هذه المعدات".
كثيراً ما يعتقد الناس خطأً أن "المادة الكاشطة" و"مادة الطحن" هما الشيء نفسه. ومع ذلك، يجب التمييز بين المواد الكاشطة وأدوات التشطيب الكاشطة المستخدمة لإزالة المواد بقوة. فأدوات التشطيب لا تُنتج أي جزيئات كاشطة تقريبًا أثناء الاستخدام، وكمية الجزيئات الكاشطة الناتجة تعادل كمية الرقائق المعدنية وغبار الطحن وتآكل الأدوات الناتج عن عملية التشغيل.
حتى عند توليد كميات صغيرة جدًا من الجسيمات الدقيقة، فإن متطلبات الترشيح للأدوات الكاشطة مماثلة لتلك المستخدمة في عمليات التشغيل. يقول جيف بروكس من شركة Filtra Systems إنه يمكن إزالة أي جسيمات بسهولة باستخدام نظام ترشيح منخفض التكلفة باستخدام أكياس أو خراطيش. شركة Filtra Systems هي شركة متخصصة في أنظمة الترشيح الصناعية، بما في ذلك ترشيح سوائل التبريد لآلات CNC.
قال تيم أورانو، مدير الجودة في شركة ولفرام للتصنيع، إن أي تكاليف إضافية للترشيح مرتبطة باستخدام الأدوات الكاشطة ضئيلة للغاية لدرجة أنها "لا تستحق التفكير فيها حقًا، نظرًا لأن نظام الترشيح نفسه من المفترض أن يزيل المواد الجسيمية من سائل التبريد الناتج أثناء عملية التصنيع".
على مدار السنوات الثماني الماضية، دَمجت شركة ولفرام للتصنيع نظام فليكس-هون (Flex-Hone) في جميع ماكيناتها ذات التحكم الرقمي (CNC) لإزالة النتوءات المتقاطعة وتشطيب الأسطح. يتميز نظام فليكس-هون (Flex-Hone)، من شركة براش ريسيرش مانوفاكتشرينغ (BRM) في لوس أنجلوس، بحبيبات كاشطة صغيرة مثبتة بشكل دائم على خيوط مرنة، مما يجعله أداة مرنة ومنخفضة التكلفة لتحضير الأسطح المعقدة وإزالة النتوءات وتنعيم الحواف.
من الضروري إزالة النتوءات الحادة من الثقوب المحفورة عرضيًا وغيرها من المناطق التي يصعب الوصول إليها، مثل التجويفات السفلية والفتحات والتجاويف والثقوب الداخلية. قد يؤدي عدم إزالة النتوءات بشكل كامل إلى انسدادات أو اضطرابات في ممرات السوائل ومواد التشحيم والغازات المهمة.
"بالنسبة لجزء واحد، قد نستخدم اثنين أو ثلاثة أحجام مختلفة من Flex-Hones اعتمادًا على عدد تقاطعات المنفذ وأحجام الفتحات"، يوضح أورانو.
تمت إضافة Flex-Hones إلى القرص الدوار للأدوات ويتم استخدامه يوميًا، وغالبًا عدة مرات في الساعة، على بعض الأجزاء الأكثر شيوعًا في المتجر.
يوضح أورانو قائلاً: "إن كمية المواد الكاشطة التي تتساقط من Flex-Hone لا تذكر مقارنة بالجسيمات الأخرى التي تنتهي في سائل التبريد".
ويقول إريك صن، مؤسس شركة Orange Vise في مقاطعة أورانج بولاية كاليفورنيا، إن حتى أدوات القطع مثل مثقاب الكربيد ومطاحن النهاية تولد رقائق تحتاج إلى ترشيحها من سائل التبريد.
قد تقول بعض ورش الآلات: "لا أستخدم مواد كاشطة في عملياتي، لذا فإن ماكيناتي خالية تمامًا من الجسيمات". لكن هذا غير صحيح. حتى أدوات القطع تتآكل، وقد يتقشر الكربيد ويصل إلى سائل التبريد، كما قال السيد صن.
على الرغم من أن شركة Orange Vise شركة تصنيع متعاقدة، إلا أنها تُصنّع بشكل رئيسي المناشير وقطع الغيار سريعة التغيير لآلات CNC، بما في ذلك الألومنيوم والفولاذ والحديد الزهر. وتُشغّل الشركة أربعة مراكز تصنيع أفقية عالية السرعة من طراز Mori Seiki NHX4000 ومركزي تصنيع رأسيين.
وفقًا للسيد صن، تُصنع العديد من المناشير من الحديد الزهر بسطح مُقسّى بشكل انتقائي. وللحصول على نفس نتيجة السطح المُقسّى، استخدمت شركة Orange Vise فرشاة قرصية كاشطة من NamPower من Brush Research.
فرش أقراص الصنفرة NamPower مصنوعة من ألياف نايلون كاشطة مرنة مُثبتة على طبقة خارجية من البلاستيك الحراري المُعزز بالألياف، وهي مزيج فريد من مواد كاشطة من السيراميك وكربيد السيليكون. تعمل ألياف الصنفرة كمبردات مرنة، تتبع منحنيات القطعة، وتُنظف وتُبرد الحواف والأسطح، مما يضمن إزالة مثالية للنتوءات والحصول على سطح أملس. تشمل التطبيقات الشائعة الأخرى تنعيم الحواف، وتنظيف القطع، وإزالة الصدأ.
لإجراء عمليات تشطيب الأسطح، يُجهّز نظام تحميل الأدوات في كل آلة CNC بفرش نايلون كاشطة. ورغم أنها تستخدم أيضًا حبيبات كاشطة، إلا أن البروفيسور صن صرّح بأن فرشاة NamPower "نوع مختلف من المواد الكاشطة" لأنها في الأساس "ذاتية الشحذ". يُبقي هيكلها الخطي جزيئات الكاشطة الحادة الجديدة على اتصال دائم بسطح العمل، ثم تتآكل تدريجيًا، كاشفةً عن جزيئات قطع جديدة.
نستخدم فرش النايلون الكاشطة من NamPower يوميًا منذ ست سنوات. وخلال هذه الفترة، لم نواجه أي مشاكل تتعلق بوصول الجسيمات أو الرمل إلى الأسطح الحساسة، كما أضاف السيد صن. "من واقع خبرتنا، حتى كميات الرمل الصغيرة لا تسبب أي مشاكل."
مواد تُستخدم في الطحن، والشحذ، والصقل، والتشطيب الفائق، والتلميع. من الأمثلة على ذلك العقيق، والكاربورندوم، والكوراندوم، وكربيد السيليكون، ونتريد البورون المكعب، والماس بأحجام جسيمات مختلفة.
مادة لها خصائص معدنية وتتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر، يكون أحدهما على الأقل معدنًا.
جزء خيطي من مادة تتشكل على حافة قطعة العمل أثناء التشغيل. عادةً ما يكون حادًا. يمكن إزالته باستخدام مبردات يدوية، أو عجلات أو أحزمة تجليخ، أو عجلات سلكية، أو فرش كاشطة، أو نفث الماء، أو طرق أخرى.
تُستخدم المسامير المخروطية لدعم أحد طرفي قطعة العمل أو كليهما أثناء التشغيل. يُدخل المركز في ثقب محفور في طرف قطعة العمل. يُسمى المركز الذي يدور مع قطعة العمل "المركز الحي"، بينما يُسمى المركز الذي لا يدور مع قطعة العمل "المركز الميت".
وحدة تحكم تعتمد على معالج دقيق، مصممة خصيصًا للاستخدام مع أدوات الآلة لإنشاء أو تعديل القطع. يُفعّل نظام CNC المبرمج نظام سيرفو الآلة ومحرك المغزل، ويتحكم في عمليات التشغيل المختلفة. انظر: التحكم الرقمي المباشر (DNC)؛ التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC).
سائل يُخفِّض ارتفاع درجة الحرارة عند نقطة التلامس بين الأداة وقطعة العمل أثناء التشغيل. عادةً ما يكون سائلاً، مثل المخاليط القابلة للذوبان أو الكيميائية (شبه الاصطناعية، الاصطناعية)، ويمكن أيضًا أن يكون هواءً مضغوطًا أو غازات أخرى. ونظرًا لقدرة الماء على امتصاص كميات كبيرة من الحرارة، فإنه يُستخدم على نطاق واسع كحامل لسوائل التبريد ومختلف سوائل تشغيل المعادن. تختلف نسبة الماء إلى سائل تشغيل المعادن باختلاف مهمة التشغيل. انظر: سائل القطع؛ سائل القطع شبه الاصطناعي؛ سائل القطع القابل للذوبان في الزيت؛ سائل القطع الاصطناعي.
الاستخدام اليدوي لأداة ذات أسنان صغيرة متعددة لتقريب الزوايا الحادة والنتوءات، ولإزالة النتوءات والخدوش. مع أن عملية البرد تُجرى عادةً يدويًا، إلا أنه يمكن استخدامها كخطوة وسيطة عند معالجة دفعات صغيرة أو قطع فريدة باستخدام مبرد كهربائي أو منشار شريطي محيطي مزود بملحق مبرد خاص.
عمليات تشغيل آلي تُزال فيها المواد من قطعة العمل باستخدام عجلات الطحن، أو أحجار الطحن، أو أحزمة الطحن، أو معاجين الطحن، أو أقراص الطحن، أو المواد الكاشطة، أو المواد الملاطية، إلخ. تتخذ عمليات التشغيل الآلي أشكالًا متعددة: الطحن السطحي (لإنشاء أسطح مسطحة و/أو مربعة)؛ الطحن الأسطواني (للأسطوانات الخارجية والمخاريط، والشرائح، والتجاويف، إلخ)؛ الطحن بدون مركز؛ الشطب؛ الطحن بالخيوط والأشكال؛ شحذ الأدوات؛ الطحن العشوائي؛ التلميع (الطحن بحبيبات دقيقة جدًا لإنشاء سطح فائق النعومة)؛ الشحذ؛ وطحن الأقراص.
آلات CNC قادرة على الحفر، والتوسيع، والنقر، والطحن، والتجويف. عادةً ما تكون مزودة بمُبدِّل أدوات آلي. انظر: مُبدِّل الأدوات الآلي.
يمكن أن تحتوي أبعاد قطعة العمل على انحرافات دنيا وقصوى عن المعايير المحددة، مع الحفاظ على المقبولية.
تُثبّت قطعة العمل في ظرف تثبيت، يُركّب على صفيحة أمامية أو يُثبّت بين مركزيها. أثناء دوران قطعة العمل، تُغذّى أداة (عادةً ما تكون أداةً أحادية الرأس) على محيطها أو طرفها أو سطحها. تشمل أنواع تشغيل قطعة العمل: الخراطة المستقيمة (القطع حول محيط قطعة العمل)؛ الخراطة المدببة (تشكيل مخروط)؛ الخراطة المتدرجة (خراطة أجزاء بأقطار مختلفة على قطعة العمل نفسها)؛ الشطب (تشطيب حافة أو كتف)؛ التكسية (التشذيب في النهاية)؛ التثقيب (عادةً خارجي، ولكن قد يكون داخليًا)؛ التخشين (إزالة جزء كبير من المعدن)؛ والتشطيب (قطع نهائية خفيفة). يمكن إجراؤها على المخرطة، ومراكز الخراطة، ومخرطة الظرف، والمخرطة الأوتوماتيكية، والآلات المماثلة.
وقت النشر: ٢٦ مايو ٢٠٢٥