عند اختيار لقم الثقب الدوارة المصنوعة من كربيد التنجستن، يركز معظم المشترين على درجة الكربيد أو الصلابة أو حجم الساق — ولكنهم غالبًا ما يتجاهلون أحد أهم عوامل الأداء: هندسة الأسنان.
يحدد تصميم الأسنان (يسمى أيضًا الأخدود أو نمط القطع) بشكل مباشر سرعة القطع وكفاءة إزالة الرقائق وتشطيب السطح وتوليد الحرارة وعمر الأداة.
إذا كنت موزعًا للأدوات أو مشتريًا صناعيًا أو مدير مشتريات في المصنع، فإن فهم هندسة الأسنان سيساعدك على اختيار لقمة الثقب الكربيدية المناسبة لكل تطبيق — وتجنب تكاليف الأدوات غير الضرورية.
ما هي هندسة الأسنان في لقم الثقب الدوارة المصنوعة من كربيد؟تشير هندسة الأسنان إلى شكل وحجم وتخطيط حواف القطع على رأس لقمة الثقب الكربيدية. تزيل أسنان القطع هذه المواد عن طريق الطحن الدوراني عالي السرعة، وتتحكم بنية الأسنان في:- مدى قوة إزالة المادة- مدى سلاسة قطع لقمة الثقب- كيفية تصريف الرقائق- المدة التي تدوم فيها لقمة الثقب
يعمل تصميم الأسنان الجيد على تحسين كفاءة القطع بنسبة 30–50% ويقلل من تآكل الأدوات بشكل كبير.
أنواع الأسنان الشائعة في لقم الثقب الكربيدية
نوع السن
المظهر
الفولاذ، الحديد الزهر
الميزات
القطع الفردي (SC)
أسنان حلزونية في اتجاه واحد
الفولاذ المقاوم للصدأ، الفولاذ السبائكي
إزالة المواد بسرعة
القطع المزدوج (DC)
أسنان متقاطعة
الفولاذ المقاوم للصدأ، الفولاذ المقوىتشطيب أكثر سلاسة، قطع ثابت
قطع الألومنيوم (AL)
أخدود فردي كبير
الألومنيوم، النحاس الأصفر، البلاستيك
مضاد للانسداد
قطع الماس
قطع متقاطعة دقيقة
تشطيب المواد الصلبة
سطح أملس
المقارنة بين القطع الفردي والقطع المزدوج وقطع الألومنيوم – الأداء
عامل الأداء
القطع الفردي
قطع عدواني
الاستقرار تحت الحرارة
قطع نظيف
★★★★
★★★
الأفضل لـ
استقرار الاهتزاز
★★
★★★★
★★★
الأفضل لـ
★
★★★★
★★★
استقرار الاهتزاز
★★
★★★★
★★★
الأفضل لـ
الفولاذ، الحديد الزهر
الفولاذ المقاوم للصدأ، الفولاذ السبائكي
الألومنيوم، النحاس
*
مثالية لتوصيل السيارات، والطحن الفضائي، وتشطيب أدوات القوالب، وإصلاح أحواض بناء السفن، وخطوط إزالة الحواف الدقيقة.كيف تؤثر هندسة الأسنان على أداء القطع
1. كفاءة إزالة الرقائق: تعمل تصميمات الأخدود الكبيرة على إزالة الرقائق بشكل أسرع (الأفضل للألومنيوم)، بينما تقلل الأسنان المتقاطعة من حجم الرقائق (الأفضل للفولاذ المقاوم للصدأ).2. سرعة القطع: تزيد هندسة الأخدود العدوانية من معدل الإزالة ولكنها تتطلب أيضًا عدد دورات في الدقيقة أعلى وأدوات مستقرة.3. توليد الحرارة: نوع السن الخاطئ = حرارة مفرطة = تآكل الأداة + حروق على قطعة العمل.4. الاهتزاز والاستقرار: تقلل لقم الثقب ذات القطع المزدوج من الاهتزاز وتحسن التحكم — مثالية لعمليات الطاحونة اليدوية.5. عمر الأداة: تعمل هندسة الأسنان المُحسَّنة على تقليل الاحتكاك والتحميل — وتطيل عمر لقمة الثقب بنسبة 25–40%.اختيار هندسة الأسنان المناسبة للمواد المختلفة
المادة
نوع السن الموصى به
أسباب التوصية
الفولاذ الكربوني
القطع الفردي
قطع عدواني
الفولاذ المقاوم للصدأ
القطع المزدوج
الاستقرار تحت الحرارة
الفولاذ المقوى
القطع المزدوج
الاستقرار تحت الحرارة
الألومنيوم
قطع الألومنيوم
قطع نظيف
التيتانيوم
القطع المزدوج
الاستقرار تحت الحرارة
النحاس الأصفر/النحاس
قطع الألومنيوم
قطع نظيف
هندسة الأسنان المخصصة لطلبات OEM
هندسة الأخدود المتغيرةأنماط كاسر الرقائقتصميم الأسنان عالي الحلزونيةكربيد دقيق للغاية + أسنان مشحوذة باستخدام الحاسب الآليتصميمات حلزونية يسرى للتطبيقات الخاصة*
مثالية لتوصيل السيارات، والطحن الفضائي، وتشطيب أدوات القوالب، وإصلاح أحواض بناء السفن، وخطوط إزالة الحواف الدقيقة.كيفية تحديد هندسة الأسنان عالية الجودة
قبل اختيار مورد لقم الثقب الكربيدية، تحقق من:
- حدة حافة القطع- تناسق الأسنان وتوازنها- دقة الطحن باستخدام الحاسب الآلي- قوة اللحام بالفضة- تشطيب السطحالأسئلة الشائعة – يسأل المشترون أيضًا
س1: أي نوع من أسنان لقم الثقب الكربيدية يدوم أطول؟توفر لقم الثقب ذات القطع المزدوج بشكل عام أفضل توازن بين السرعة وعمر الأداة.س2: هل يمكنني طلب هندسة أسنان خاصة؟
نعم — يتوفر تخصيص OEM لتصميم الأسنان لطلبات الكميات الكبيرة.س3: ما هو أفضل نوع من الأسنان للفولاذ المقاوم للصدأ؟
لقم الثقب ذات القطع المزدوج — تقلل من التصلب، وتحكم أكثر سلاسة.الخلاصة
تتحكم هندسة الأسنان بشكل مباشر في سرعة القطع وإزالة الرقائق وتشطيب السطح والحرارة وعمر الأداة. اختيار تصميم الأسنان المناسب يعني أداءً أعلى وت
قاطع حلقي: أداة احترافية للتغلب على تحديات حفر الفولاذ المقاوم للصدأ
في مجال التشغيل الآلي الصناعي، أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ مادة أساسية في التصنيع نظرًا لمقاومته الممتازة للتآكل، وقوته العالية، وصلابته الجيدة. ومع ذلك، فإن هذه الخصائص نفسها تشكل أيضًا تحديات كبيرة لعمليات الحفر، مما يجعل حفر الفولاذ المقاوم للصدأ مهمة صعبة. يوفر القاطع الحلقي الخاص بنا، بتصميمه الفريد وأدائه المتميز، حلاً مثاليًا للحفر الفعال والدقيق في الفولاذ المقاوم للصدأ.
Ⅰ. التحديات والصعوبات الأساسية في حفر الفولاذ المقاوم للصدأ
1.الصلابة العالية ومقاومة التآكل القوية:
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ، وخاصة درجات الأوستنيت مثل 304 و 316، بصلابة عالية تزيد بشكل كبير من مقاومة القطع - أكثر من ضعف مقاومة الفولاذ الكربوني العادي. تتبلد لقم الثقب القياسية بسرعة، مع زيادة معدلات التآكل بنسبة تصل إلى 300٪.
2.التوصيل الحراري الضعيف وتراكم الحرارة:
التوصيل الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ هو فقط ثلث التوصيل الحراري للفولاذ الكربوني. لا يمكن للحرارة الناتجة عن القطع أثناء الحفر أن تتبدد بسرعة، مما يتسبب في تجاوز درجات الحرارة الموضعية 800 درجة مئوية. في ظل ظروف درجة الحرارة المرتفعة والضغط العالي هذه، تميل عناصر السبائك في الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الارتباط بمادة المثقاب، مما يؤدي إلى الالتصاق والتآكل بالانتشار. ينتج عن هذا فشل تلدين لقمة الثقب وتصلب سطح قطعة الشغل.
3.ميل كبير لتصلب العمل:
تحت ضغط القطع، يتحول بعض الأوستنيت إلى مارتينسيت عالي الصلابة. يمكن أن تزيد صلابة الطبقة المتصلبة بمقدار 1.4 إلى 2.2 مرة مقارنة بالمادة الأساسية، مع وصول قوة الشد إلى 1470-1960 ميجا باسكال. نتيجة لذلك، تقوم لقمة الثقب بالقطع باستمرار في مادة تزداد صلابة.
4.التصاق الرقائق وضعف إخلاء الرقائق:
نظرًا لليونة الفولاذ المقاوم للصدأ وصلابته العالية، تميل الرقائق إلى تكوين شرائط مستمرة تلتصق بسهولة بحافة القطع، مما يؤدي إلى تكوين حواف متراكمة. هذا يقلل من كفاءة القطع، ويخدش جدار الثقب، ويؤدي إلى خشونة سطح مفرطة (Ra > 6.3 μm).
5.تشوه الألواح الرقيقة وانحراف تحديد المواقع:
عند حفر الصفائح التي يقل سمكها عن 3 مم، يمكن أن يتسبب الضغط المحوري من لقم الثقب التقليدية في التواء المادة. عندما تخترق طرف المثقاب، قد تؤدي القوى الشعاعية غير المتوازنة إلى ضعف استدارة الثقب (عادة ما تنحرف بأكثر من 0.2 مم).
هذه التحديات تجعل تقنيات الحفر التقليدية غير فعالة لمعالجة الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يتطلب حلول حفر أكثر تقدمًا لمعالجة هذه المشكلات بشكل فعال.
Ⅱ. تعريف القاطع الحلقي
القاطع الحلقي، المعروف أيضًا باسم المثقاب المجوف، هو أداة متخصصة مصممة لحفر الثقوب في الألواح المعدنية الصلبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وصفائح الفولاذ السميكة. من خلال اعتماد مبدأ القطع الحلقي (على شكل حلقة)، فإنه يتغلب على قيود طرق الحفر التقليدية.
الميزة الأكثر تميزًا للقاطع الحلقي هي رأسه القاطع المجوف على شكل حلقة، والذي يزيل فقط المادة على طول محيط الثقب بدلاً من النواة بأكملها، كما هو الحال مع المثاقب الحلزونية التقليدية. يعزز هذا التصميم بشكل كبير أدائه، مما يجعله متفوقًا بكثير على لقم الثقب القياسية عند العمل مع الألواح الفولاذية السميكة والفولاذ المقاوم للصدأ.
Ⅲ. التصميم الفني الأساسي للقاطع الحلقي
1.هيكل القطع المنسق ثلاثي الحواف:
يتكون رأس القطع المركب من حواف قطع خارجية ووسطى وداخلية:
الحافة الخارجية: تقطع أخدودًا دائريًا لضمان قطر ثقب دقيق (±0.1 مم).
الحافة الوسطى: تتحمل 60٪ من حمل القطع الرئيسي وتتميز بكربيد مقاوم للتآكل من أجل المتانة.
الحافة الداخلية: تكسر قلب المادة وتساعد في إزالة الرقائق. يساعد تصميم درجة السن غير المتساوية على منع الاهتزاز أثناء الحفر.
2.تصميم الأخدود الحلقي للقطع وكسر الرقائق:
يتم إزالة 12٪ - 30٪ فقط من المادة على شكل حلقة (يتم الاحتفاظ بالقلب)، مما يقلل من مساحة القطع بنسبة 70٪ ويقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 60٪. تعمل أخاديد الرقائق الحلزونية المصممة خصيصًا على كسر الرقائق تلقائيًا إلى أجزاء صغيرة، مما يمنع بشكل فعال تشابك الرقائق على شكل شريط - وهي مشكلة شائعة عند حفر الفولاذ المقاوم للصدأ.
3.قناة التبريد المركزية:
يتم رش سائل التبريد المستحلب (نسبة الزيت إلى الماء 1:5) مباشرة إلى حافة القطع من خلال قناة مركزية، مما يقلل درجة الحرارة في منطقة القطع بأكثر من 300 درجة مئوية.
4.آلية تحديد المواقع:
صُنع دبوس الطيار المركزي من الفولاذ عالي القوة لضمان تحديد المواقع بدقة ومنع انزلاق المثقاب أثناء التشغيل - وهو أمر مهم بشكل خاص عند حفر المواد الزلقة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.
Ⅳ. مزايا القواطع الحلقية في حفر الفولاذ المقاوم للصدأ
بالمقارنة مع المثاقب الحلزونية التقليدية التي تقوم بالقطع في منطقة كاملة، تزيل القواطع الحلقية فقط قسمًا على شكل حلقة من المادة - مع الاحتفاظ بالقلب - مما يوفر مزايا ثورية:
1.تحسين كفاءة الاختراق:
مع انخفاض مساحة القطع بنسبة 70٪، يستغرق حفر ثقب بقطر 30 مم في الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بسمك 12 مم 15 ثانية فقط - أسرع بـ 8 إلى 10 مرات من استخدام المثقاب الحلزوني. بالنسبة لنفس قطر الثقب، يقلل القطع الحلقي من عبء العمل بأكثر من 50٪. على سبيل المثال، يستغرق الحفر خلال لوح فولاذي بسمك 20 مم 3 دقائق باستخدام المثقاب التقليدي، ولكن 40 ثانية فقط باستخدام القاطع الحلقي.
2.انخفاض كبير في درجة حرارة القطع:
يتم حقن سائل التبريد المركزي مباشرة في منطقة درجة الحرارة المرتفعة (النسبة المثلى: مستحلب الزيت والماء 1:5). جنبًا إلى جنب مع تصميم القطع الطبقي، يحافظ هذا على درجة حرارة رأس القاطع أقل من 300 درجة مئوية، مما يمنع التلدين والفشل الحراري.
3.الدقة والجودة المضمونة:
يضمن القطع المتزامن متعدد الحواف التمركز التلقائي، مما يؤدي إلى جدران ثقوب ناعمة وخالية من النتوءات. يقل انحراف قطر الثقب عن 0.1 مم، والخشونة السطحية هي Ra ≤ 3.2 μm - مما يلغي الحاجة إلى المعالجة الثانوية.
4.إطالة عمر الأداة وتقليل التكاليف:
يتحمل رأس القطع المصنوع من الكربيد التآكل العالي للفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن حفر أكثر من 1000 ثقب لكل دورة إعادة طحن، مما يقلل من تكاليف الأدوات بنسبة تصل إلى 60٪.
5.دراسة حالة:
استخدمت شركة تصنيع القاطرات قواطع حلقية لحفر ثقوب بقطر 18 مم في ألواح أساسية من الفولاذ المقاوم للصدأ 1Cr18Ni9Ti بسمك 3 مم. تحسن معدل مرور الثقوب من 95٪ إلى 99.8٪، وانخفض انحراف الاستدارة من 0.22 مم إلى 0.05 مم، وانخفضت تكاليف العمالة بنسبة 70٪.
Ⅴ.خمسة تحديات أساسية وحلول مستهدفة لحفر الفولاذ المقاوم للصدأ
1.تشوه الجدار الرقيق
1.1المشكلة: يتسبب الضغط المحوري من لقم الثقب التقليدية في تشوه البلاستيك للألواح الرقيقة؛ عند الاختراق، يؤدي عدم توازن القوة الشعاعية إلى ثقوب بيضاوية الشكل.
1.2.الحلول:
طريقة دعم الظهر: ضع ألواح دعم من الألومنيوم أو البلاستيك الهندسي تحت قطعة الشغل لتوزيع ضغط الانضغاط. تم اختباره على الفولاذ المقاوم للصدأ 2 مم، وانحراف البيضاوية ≤ 0.05 مم، وانخفض معدل التشوه بنسبة 90٪.
معلمات التغذية المتدرجة: التغذية الأولية ≤ 0.08 مم / دورة، وزيادة إلى 0.12 مم / دورة على بعد 5 مم قبل الاختراق، وإلى 0.18 مم / دورة على بعد 2 مم قبل الاختراق لتجنب رنين السرعة الحرجة.
2. التصاق القطع وقمع الحافة المتراكمة
2.1.السبب الجذري: لحام رقائق الفولاذ المقاوم للصدأ بحافة القطع في درجة حرارة عالية (> 550 درجة مئوية) يسبب ترسب عنصر الكروم والالتصاق.
2.2.الحلول:
تكنولوجيا حافة القطع المشطوفة: أضف حافة مشطوفة بزاوية 45 درجة بعرض 0.3-0.4 مم بزاوية إزاحة 7 درجات، مما يقلل من مساحة تلامس الشفرة والرقائق بنسبة 60٪.
تطبيق طلاء كسر الرقائق: استخدم لقم ثقب مطلية بـ TiAlN (معامل الاحتكاك 0.3) لتقليل معدل الحافة المتراكمة بنسبة 80٪ ومضاعفة عمر الأداة.
التبريد الداخلي النبضي: ارفع المثقاب كل 3 ثوانٍ لمدة 0.5 ثانية للسماح باختراق سائل القطع عند واجهة الالتصاق. جنبًا إلى جنب مع مستحلب الضغط الشديد بنسبة 10٪ الذي يحتوي على إضافات الكبريت، يمكن أن تنخفض درجة الحرارة في منطقة القطع بأكثر من 300 درجة مئوية، مما يقلل بشكل كبير من خطر اللحام.
3. مشاكل إخلاء الرقائق وتشويش المثقاب
3.1.آلية الفشل: تتشابك الرقائق الشريطية الطويلة مع جسم الأداة، مما يعيق تدفق المبرد ويتسبب في النهاية في انسداد أخاديد الرقائق، مما يتسبب في كسر المثقاب.
3.2.حلول إخلاء الرقائق الفعالة:
تصميم أخدود الرقائق الأمثل: أربعة أخاديد حلزونية بزاوية حلزونية 35 درجة، وزيادة عمق الأخدود بنسبة 20٪، مما يضمن أن عرض رقاقة كل حافة قطع ≤ 2 مم؛ يقلل من رنين القطع ويتعاون مع قضبان الدفع الزنبركية للتنظيف التلقائي للرقائق.
إزالة الرقائق بمساعدة ضغط الهواء: قم بتوصيل مسدس هواء 0.5 ميجا باسكال على المثقاب المغناطيسي لتفجير الرقائق بعد كل ثقب، مما يقلل من معدل التشويش بنسبة 95٪.
إجراء التراجع المتقطع للمثقاب: اسحب المثقاب بالكامل لإزالة الرقائق بعد الوصول إلى عمق 5 مم، ويوصى به بشكل خاص لقطع الشغل التي يزيد سمكها عن 25 مم.
4. تحديد المواقع على السطح المنحني وضمان التعامد4.1.
تحدي السيناريو الخاص: انزلاق المثقاب على الأسطح المنحنية مثل الأنابيب الفولاذية، خطأ تحديد المواقع الأولي > 1 مم.4.2.
الحلول الهندسية:جهاز تحديد المواقع بالليزر المتقاطع:
جهاز عرض ليزر مدمج على المثقاب المغناطيسي يعرض علامة متقاطعة على السطح المنحني بدقة ±0.1 مم.تركيبات متكيفة للأسطح المنحنية:
مشبك على شكل حرف V مع قفل هيدروليكي (قوة التثبيت ≥ 5 كيلو نيوتن) يضمن أن محور المثقاب موازٍ للسطح الطبيعي.طريقة الحفر الأولية المتدرجة:
قم بعمل ثقب تجريبي بقطر 3 مم على السطح المنحني → توسيع تجريبي بقطر 10 مم → قاطع حلقي بقطر مستهدف. تحقق هذه الطريقة المكونة من ثلاث خطوات من الرأسية لثقوب بقطر 50 مم عند 0.05 مم / م.Ⅵ.
تكوين معلمات حفر الفولاذ المقاوم للصدأ وسائل التبريدالعلم 6.1 مصفوفة القطع الذهبية
يعد التعديل الديناميكي للمعلمات وفقًا لسمك الفولاذ المقاوم للصدأ وقطر الثقب هو مفتاح النجاح:
سمك قطعة الشغل
نطاق قطر الثقب
سرعة الدوران (دورة في الدقيقة)
معدل التغذية (مم / دورة)
ضغط سائل التبريد (بار)
1-3 ملم
Ø12-30 ملم
450-600
0.10-0.15
3-5
3-10 ملم
Ø30-60 ملم
300-400
0.12-0.18
5-8
10-25 ملم
Ø60-100 ملم
150-250
0.15-0.20
8-12
>25 ملم
Ø100-150 ملم
80-120
0.18-0.25
12-15
البيانات مجمعة من تجارب تشغيل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.
ملحوظة:
معدل التغذية 0.25 مم / دورة يتسبب في تشظي الأداة. من الضروري التوافق الصارم بين نسبة السرعة والتغذية.6.2 اختيار المبرد وإرشادات الاستخدام
6.2.1.
الصيغ المفضلة:ألواح رقيقة:
مستحلب قابل للذوبان في الماء (زيت: ماء = 1:5) مع 5٪ من إضافات الضغط الشديد بالكبريت.ألواح سميكة:
زيت قطع عالي اللزوجة (ISO VG68) مع إضافات الكلور لتعزيز التشحيم.6.2.2.
مواصفات التطبيق:أولوية التبريد الداخلي:
يتم توصيل المبرد من خلال الفتحة المركزية لقضيب المثقاب إلى طرف المثقاب، ومعدل التدفق ≥ 15 لتر / دقيقة.مساعدة التبريد الخارجية:
ترش الفوهات المبرد على أخاديد الرقائق بزاوية ميل 30 درجة.مراقبة درجة الحرارة:
استبدل المبرد أو اضبط التركيبة عندما تتجاوز درجة حرارة منطقة القطع 120 درجة مئوية.6.3 عملية التشغيل المكونة من ست خطوات
تثبيت قطعة الشغل → قفل التركيبات الهيدروليكية
تحديد المواقع المركزية → معايرة الليزر المتقاطع
تجميع المثقاب → تحقق من عزم ربط الأداة
إعداد المعلمات → قم بالتكوين وفقًا لمصفوفة سمك الثقب
تنشيط المبرد → حقن المبرد مسبقًا لمدة 30 ثانية
الحفر المتدرج → اسحب للخلف كل 5 مم لإزالة الرقائق وتنظيف الأخاديد
Ⅶ.
توصيات الاختيار وتكييف السيناريو7.1 اختيار لقمة الثقب
7.1.1.
خيارات الموادالنوع الاقتصادي:
فولاذ عالي السرعة بالكوبالت (M35)السيناريوهات القابلة للتطبيق:
ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 304 الرقيقة المزايا: 2000 ثقب، ومعامل احتكاك طلاء TiAlN 0.3، ويقلل الحافة المتراكمة بنسبة 80٪، ويحل مشاكل الالتصاق بالفولاذ المقاوم للصدأ 316L.حل خاص معزز (ظروف قاسية):
ركيزة كربيد التنجستن + طلاء الأنابيب النانوية
يعمل التعزيز بالجسيمات النانوية على تحسين قوة الانحناء، ومقاومة الحرارة تصل إلى 1200 درجة مئوية، ومناسبة للحفر العميق (> 25 مم) أو الفولاذ المقاوم للصدأ مع الشوائب.7.1.2.
توافق الساقالمثاقب المغناطيسية المحلية: ساق بزاوية قائمة.
المثاقب المغناطيسية المستوردة (FEIN، Metabo): ساق عالمية، نظام تغيير سريع مدعوم، تفاوت التشغيل ≤ 0.01 مم.
المثاقب المغناطيسية اليابانية (Nitto): ساق عالمية فقط، السيقان ذات الزاوية اليمنى غير متوافقة؛ تتطلب واجهة تغيير سريع مخصصة.
مراكز التشغيل / آلات الحفر: حامل أداة هيدروليكي HSK63 (تشغيل ≤ 0.01 مم).
المثاقب المحمولة باليد / المعدات المحمولة: ساق تغيير سريع بأربعة ثقوب مع كرات فولاذية ذاتية القفل.
التكيف الخاص: تتطلب مكابس الحفر التقليدية محولات مخروط مورس (MT2 / MT4) أو محولات BT40 للتوافق مع القواطع الحلقية.
7.2 حلول السيناريو النموذجية
7.2.1.
فتحات توصيل الألواح الرقيقة للهيكل الفولاذينقطة الألم:
يتسبب الانزلاق على السطح المنحني في خطأ في تحديد المواقع > 1 مم.الحل:
طريقة الحفر المكونة من ثلاث خطوات: ثقب تجريبي بقطر 3 مم → ثقب توسيع بقطر 10 مم → لقمة ثقب بقطر مستهدف.المعلمات: السرعة 450 دورة في الدقيقة، والتغذية 0.08 مم / دورة، والمبرد: مستحلب الزيت والماء.
7.2.2.
تشغيل الثقوب العميقة للألواح السميكة في بناء السفننقطة الألم:
يتسبب الانزلاق على السطح المنحني في خطأ في تحديد المواقع > 1 مم.الحل:
طريقة الحفر المكونة من ثلاث خطوات: ثقب تجريبي بقطر 3 مم → ثقب توسيع بقطر 10 مم → لقمة ثقب بقطر مستهدف.
المعلمات: السرعة 150 دورة في الدقيقة، والتغذية 0.20 مم / دورة، والإخلاء المتدرج للرقائق.
7.2.3.
حفر الثقوب السطحية عالية الصلابة للسكك الحديديةنقطة الألم:
يتسبب الانزلاق على السطح المنحني في خطأ في تحديد المواقع > 1 مم.الحل:
طريقة الحفر المكونة من ثلاث خطوات: ثقب تجريبي بقطر 3 مم → ثقب توسيع بقطر 10 مم → لقمة ثقب بقطر مستهدف.
المساعدة: تثبيت من النوع V + تحديد المواقع بالليزر (دقة ±0.1 مم).
7.2.4.
تحديد المواقع على السطح المنحني / المائلنقطة الألم:
يتسبب الانزلاق على السطح المنحني في خطأ في تحديد المواقع > 1 مم.الحل:
طريقة الحفر المكونة من ثلاث خطوات: ثقب تجريبي بقطر 3 مم → ثقب توسيع بقطر 10 مم → لقمة ثقب بقطر مستهدف.
المعدات: مثقاب مغناطيسي مدمج مع تحديد المواقع بالليزر المتقاطع.
Ⅷ.
القيمة الفنية والفوائد الاقتصادية لحفر الألواح الفولاذيةيكمن التحدي الأساسي لحفر الفولاذ المقاوم للصدأ في التناقض بين خصائص المادة والأدوات التقليدية. يحقق القاطع الحلقي انفراجًا أساسيًا من خلال ثلاثة ابتكارات رئيسية:
ثورة القطع الحلقي:
يزيل 12٪ فقط من المادة بدلاً من القطع الكامل للمقطع العرضي.توزيع الحمل الميكانيكي متعدد الحواف:
يقلل الحمل لكل حافة قطع بنسبة 65٪.تصميم التبريد الديناميكي:
يخفض درجة حرارة القطع بأكثر من 300 درجة مئوية.في عمليات التحقق الصناعية العملية، تقدم القواطع الحلقية فوائد كبيرة:
الكفاءة:
يتم تقليل وقت حفر الثقب الواحد إلى 1/10 من الوقت باستخدام المثاقب الحلزونية، مما يزيد الإنتاج اليومي بنسبة 400٪.التكلفة:
يتجاوز عمر الأداة 2000 ثقب، مما يقلل من تكلفة التشغيل الإجمالية بنسبة 60٪.الجودة:
تتوافق تفاوت قطر الثقب باستمرار مع درجة IT9، مع معدلات خردة قريبة من الصفر.مع انتشار المثاقب المغناطيسية والتقدم في تكنولوجيا الكربيد، أصبحت القواطع الحلقية هي الحل الذي لا غنى عنه لمعالجة الفولاذ المقاوم للصدأ. مع الاختيار الصحيح والتشغيل الموحد، حتى الظروف القاسية مثل الثقوب العميقة والجدران الرقيقة والأسطح المنحنية يمكن أن تحقق تشغيلًا آليًا عالي الكفاءة والدقة.
يوصى بأن تقوم الشركات ببناء قاعدة بيانات لمعلمات الحفر بناءً على هيكل منتجاتها لتحسين إدارة دورة حياة الأداة بأكملها بشكل مستمر.
1. ما هو مبرد الكربيد؟
مبرد الكربيد، المعروف أيضًا باسم لقمة المبرد، أو قاطع المبرد، أو لقمة مبرد الكربيد، أو لقمة مطحنة القوالب بالكربيد، وما إلى ذلك. بالمعنى الدقيق للكلمة، مبرد الكربيد هو نوع من أدوات القطع الدوارة التي يتم تثبيتها على الأدوات الهوائية أو الأدوات الكهربائية وتستخدم خصيصًا لإزالة نتوءات المعدن، وندوب اللحام، وتنظيف اللحام. يستخدم بشكل أساسي في عملية التشغيل الخشنة لقطعة العمل ذات الكفاءة العالية.
2. مكونات مبرد الكربيد؟
يمكن تقسيم مبرد الكربيد إلى نوع ملحوم ونوع صلب. النوع الملحوم مصنوع من جزء رأس الكربيد وجزء ساق فولاذي ملحوم معًا، وعندما لا يكون قطر رأس المبرد والساق هو نفسه، يتم استخدام النوع الملحوم. النوع الصلب مصنوع من الكربيد الصلب عندما يكون قطر رأس المبرد والساق هو نفسه.
3. ما هو استخدام مبرد الكربيد؟
تم استخدام مبرد الكربيد على نطاق واسع، وهو وسيلة مهمة لتحسين كفاءة الإنتاج وتحقيق ميكنة الفني. في السنوات الأخيرة، مع تزايد عدد المستخدمين، أصبح أداة ضرورية للفنيين والعمال الإصلاح.
الاستخدامات الرئيسية:
♦ إزالة الرقائق.
♦ تعديل الشكل.
♦ تشطيب الحواف والشطب.
♦ إجراء الطحن التحضيري للحام البناء.
♦ تنظيف اللحام.
♦ تنظيف مواد الصب.
♦ تحسين هندسة قطعة العمل.
الصناعات الرئيسية:
♦ صناعة القوالب. لإنهاء جميع أنواع تجاويف القوالب المعدنية، مثل قالب الأحذية وما إلى ذلك.
♦ صناعة النقش. لنقش جميع أنواع المعادن وغير المعدنية، مثل الهدايا الحرفية.
♦ صناعة تصنيع المعدات. لتنظيف الزعانف والنتوءات ووصلات اللحام من الصب وقطعة التزوير واللحام، مثل مصنع آلة الصب وبناء السفن وتلميع محور العجلة في مصنع السيارات، إلخ.
♦ صناعة الآلات. لمعالجة الشطب والدوران والأخدود وفتحة المفتاح لجميع أنواع الأجزاء الميكانيكية، وتنظيف الأنابيب، وتشطيب سطح الثقب الداخلي لأجزاء الآلة، مثل مصنع الآلات وورشة الإصلاح وما إلى ذلك.
♦ صناعة المحركات. لتنعيم ممر التدفق للمكره، مثل مصنع محركات السيارات.
♦ صناعة اللحام. لتنعيم سطح اللحام، مثل اللحام بالتثبيت.4. مزايا مبرد الكربيد.
♦ يمكن قطع جميع أنواع المعادن (بما في ذلك الفولاذ المقسى) والمواد غير المعدنية (مثل الرخام واليشم والعظام والبلاستيك) التي تقل صلابتها عن HRC70 بشكل تعسفي بواسطة مبرد الكربيد.
♦ يمكن أن يحل محل عجلة الطحن الصغيرة ذات الساق في معظم الأعمال، ولا يوجد تلوث بالغبار.
♦ كفاءة إنتاج عالية، أعلى بعشرات المرات من كفاءة معالجة الملف اليدوي، وأكثر من عشر مرات أعلى من كفاءة معالجة عجلة الطحن الصغيرة ذات الساق.
♦ مع جودة معالجة جيدة، وتشطيب سطح عالي، يمكن لمبرد الكربيد معالجة أشكال مختلفة من تجويف القالب بدقة عالية.
♦ يتمتع مبرد الكربيد بعمر خدمة طويل، وأكثر متانة 10 مرات من قاطع الفولاذ عالي السرعة، وأكثر متانة 200 مرة من عجلة الطحن بأكسيد الألومنيوم.
♦ مبرد الكربيد سهل الاستخدام وآمن وموثوق به، ويمكنه تقليل كثافة اليد العاملة وتحسين بيئة العمل.
♦ يتم تحسين الفائدة الاقتصادية بعد استخدام مبرد الكربيد بشكل كبير، ويمكن تقليل تكلفة المعالجة الشاملة بعشرات المرات باستخدام مبرد الكربيد.5. نطاق المواد المشغولة لمبرد الكربيد.
التطبيق
المواد
تستخدم لإزالة النتوءات والطحن في عملية التحضير واللحام السطحي ومعالجة بقع اللحام وتشكيل المعالجة وشطب الصب والمعالجة الغارقة والتنظيف.
الفولاذ، الفولاذ المصبوب
فولاذ غير صلب، فولاذ غير معالج بالحرارة، قوة لا تتجاوز 1.200 نيوتن/مم² (
38HRC)
فولاذ أدوات، فولاذ مقسى، فولاذ سبائكي، فولاذ مصبوب
الفولاذ المقاوم للصدأ
فولاذ مقاوم للصدأ ومقاوم للأحماض
فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي والفريتي
المعادن غير الحديدية
المعادن غير الحديدية اللينة
ألومنيوم
نحاس أصفر، نحاس أحمر، زنك
معدن غير حديدي صلب
سبائك الألومنيوم، نحاس أصفر، نحاس، زنك
نحاس أصفر، تيتانيوم/سبائك التيتانيوم، سبائك دورالومين (محتوى سيليكون مرتفع)
مادة مقاومة للحرارة
سبائك قاعدة النيكل والكوبالت (تصنيع المحركات والتوربينات)
الحديد المصبوب
الحديد الزهر الرمادي، الحديد الزهر الأبيض
الحديد الزهر الجرافيتي العقدي/الحديد المطيل EN-GJS(GGG)
الحديد الزهر الأبيض الملدن EN-GJMW(GTW)،
الحديد الأسود EN-GJMB(GTS)
تستخدم للطحن وتشكيل المعالجة
البلاستيك، مواد أخرى
البلاستيك المقوى بالألياف (GRP/CRP)، محتوى الألياف ≤40%
البلاستيك المقوى بالألياف (GRP/CRP)، محتوى الألياف >40%
تستخدم للتشذيب، وتشكيل الثقوب
حراري
6. الأدوات المتوافقة مع مبرد الكربيد.
عادة ما تستخدم مبردات الكربيد مع المطحنة الكهربائية عالية السرعة أو الأدوات الهوائية، ويمكن استخدامها أيضًا عن طريق تركيبها على أدوات الآلة. نظرًا لأن الأدوات الهوائية شائعة الاستخدام في الصناعة، فإن استخدام مبرد الكربيد في الصناعة يتم تشغيله بشكل عام بواسطة الأدوات الهوائية. للاستخدام الشخصي، تكون المطحنة الكهربائية أكثر ملاءمة، فهي تعمل بعد توصيلها بالكهرباء، دون ضاغط هواء. كل ما عليك فعله هو اختيار مطحنة كهربائية عالية السرعة. السرعة الموصى بها هي عمومًا 6000-40000 دورة في الدقيقة، ويتم تقديم وصف أكثر تفصيلاً للسرعة الموصى بها أدناه.
7. السرعة الموصى بها لمبرد الكربيد.
يجب تشغيل مبرد الكربيد بسرعة معقولة تتراوح من 1500 إلى 3000 قدم سطحية في الدقيقة. وفقًا لهذه المواصفة، تتوفر مجموعة واسعة من مبردات الكربيد للمطاحن. على سبيل المثال: يمكن للمطاحن التي تبلغ سرعتها 30000 دورة في الدقيقة أن تتطابق مع مبرد الكربيد الذي يبلغ قطره 3/16 بوصة إلى 3/8 بوصة؛ بالنسبة للمطاحن التي تبلغ سرعتها 22000 دورة في الدقيقة، تتوفر مبردات كربيد بقطر 1/4 بوصة إلى 1/2 بوصة. ومع ذلك، للحصول على تشغيل أكثر كفاءة، من الأفضل اختيار القطر الأكثر استخدامًا.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تحسين بيئة الطحن وصيانة آلة الطحن مهمان للغاية أيضًا. إذا تعطلت مطحنة بسرعة 22000 دورة في الدقيقة بشكل متكرر، فمن المحتمل أن تكون السرعة منخفضة جدًا. لذلك، نوصي بالتحقق غالبًا من نظام ضغط الهواء وتجميع الختم الخاص بآلة الطحن الخاصة بك.
السرعة التشغيلية المعقولة مهمة حقًا لتحقيق تأثير قطع جيد وجودة قطعة العمل. يمكن أن يؤدي زيادة السرعة إلى تحسين جودة المعالجة وإطالة عمر الأداة، ولكن إذا كانت السرعة عالية جدًا فقد تتسبب في تشقق الساق الفولاذية؛ إن تقليل السرعة مفيد للقطع السريع، ومع ذلك، فقد يتسبب في ارتفاع درجة حرارة النظام وتقليل جودة القطع. لذلك يجب اختيار كل نوع من مبردات الكربيد وفقًا للتشغيل المحدد للسرعة المناسبة.
يرجى التحقق من قائمة السرعة الموصى بها على النحو التالي:
قائمة السرعة الموصى بها لاستخدام مبرد الكربيد.
يوصى بنطاق السرعة للمواد المختلفة وأقطار المبرد
(دورة في الدقيقة)أقطار المبرد
3 مم (1/8 بوصة)
6 مم (1/4 بوصة)
10 مم (3/8 بوصة)
12 مم (1/2 بوصة)
16 مم (5/8 بوصة)
أقصى سرعة تشغيل (دورة في الدقيقة)
90000
65000
45000
35000
25000
20000
نطاق السرعة
60000-80000
45000-60000
10000-50000
7000-30000
6000-20000
السرعة الأولية الموصى بها
80000
45000
25000
20000
نحاس، حديد مصبوب
نطاق السرعة
60000-80000
22500-60000
15000-40000
11000-30000
9000-20000
السرعة الأولية الموصى بها
80000
45000
30000
25000
20000
نطاق السرعة
60000-80000
45000-60000
30000-40000
22500-30000
18000-20000
السرعة الأولية الموصى بها
80000
50000
30000
Ⅰ.مقدمة
السوبر سبائك هي مواد معدنية تحافظ على قوة ممتازة، مقاومة الأكسدة، ومقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية. وهي تستخدم على نطاق واسع في محركات الطيران والفضاء، توربينات الغاز،الصناعات النوويةومع ذلك، فإن خصائصها المتفوقة تشكل تحديات كبيرة للمعالجة. خاصة عند استخدام المطاحن النهائية لعمليات الطحن، ومشاكل مثل ارتداء الأدوات السريع،درجات حرارة القطع العالية، والجودة السطحية السيئة بارزة بشكل خاص. هذه المقالة تستكشف المشاكل الشائعة التي تواجه عند طحن السوبرليوز النهائي وتقدم الحلول المقابلة.
Ⅱ.ما هو السوبرليج؟
السبائك الفائقة (أو السبائك عالية درجة الحرارة) هي مواد معدنية تحتفظ بقوة عالية ومقاومة ممتازة للتأكسد والتآكل في بيئات ذات درجات حرارة مرتفعة.يمكنهم العمل بشكل موثوق تحت الضغوط المعقدة في بيئات التآكل الأكسدي وتلك التي تتكون من غازات من 600 درجة مئوية إلى 1100 درجة مئويةتتضمن السبائك الفائقة أساسًا السبائك القائمة على النيكل والكوبالت والحديد وتستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران والفضاء وتوربينات الغاز والطاقة النووية والسيارات والبتروكيماويات.
Ⅲ.خصائص السوبريليوز
1.قوة عالية في درجات حرارة مرتفعةقادرة على تحمل الضغوط العالية لفترات طويلة في درجات حرارة عالية دون تشوه كبير.
2.مقاومة ممتازة للاكسدة والتآكليحافظ على الاستقرار الهيكلي حتى عند التعرض للهواء أو غازات الاحتراق أو الوسائط الكيميائية عند درجات حرارة مرتفعة.
3.صلابة جيدة للتعب والكسرقادرة على مقاومة الدورة الحرارية والحملات الصدمة في البيئات القاسية.
4.الهيكل الصغير المستقريظهر استقرار هيكلي جيد ويقاوم التدهور في الأداء خلال الاستخدام طويل الأجل في درجات الحرارة العالية.
Ⅳ.مواد السوبريليج النموذجية
1.السوبر سبيكات على أساس النيكلالدرجات المشتركة دولياً:
الدرجة
الخصائص
تطبيقات نموذجية
إنكونيل 718
قوة عالية درجة حرارة ممتازة ، قابلية لحام جيدة
محركات الطائرات، مكونات المفاعل النووي
إنكونيل 625
مقاومة قوية للتآكل، مقاومة لمياه البحر والمواد الكيميائية
معدات بحرية، حاويات كيميائية
الـ Inconel X-750
المقاومة القوية للزحف ، مناسبة للحمل طويل الأمد في درجات الحرارة العالية
أجزاء التوربينات، الينابيع، المرفقات
(واسبالوي)
يحافظ على قوة عالية عند 700-870 درجة مئوية
شفرات توربينات الغاز، مكونات الختم
رينيه 41
أداء ميكانيكي عالي درجة حرارة
غرف احتراق محركات الطائرات النفاثة، فوهات الذيل
2.السوبر سبيكات القائمة على الكوبالت
الدرجات المشتركة دولياً:
الدرجة
الخصائص
التطبيقات
ستيليت 6
المقاومة الممتازة للاستعمال والتآكل الحار
الصمامات، أسطح الختم، أدوات القطع
هاينز 188
المقاومة الجيدة للاكسدة والزحف عند درجات الحرارة العالية
أغطية توربينات، أجزاء غرف الاحتراق
Mar-M509
مقاومة قوية للتآكل والتعب الحراري
المكونات الساخنة لتوربينات الغاز
الدرجات الصينية الشائعة (مع المكافئات الدولية):
الدرجة
الخصائص
التطبيقات
K640
مكافئ للستيليت 6
سبائك الصمامات، المعدات الحرارية
GH605
تشبه هاينز 25
البعثات الفضائية المأهولة، التوربينات الصناعية
3.السوبر سبيكات القائمة على الحديد
الخصائص:تكلفة منخفضة، قابلية جيدة للعمل؛ مناسبة لبيئات درجة الحرارة المتوسطة (≤700 درجة مئوية).
الدرجات المشتركة دولياً:
الدرجة
الخصائص
التطبيقات
A-286 (UNS S66286)
قوة عالية درجة حرارة جيدة وقابلية لحام
أجهزة ربط محركات الطائرات، مكونات توربينات الغاز
سبيكة 800H/800HT
استقرار هيكلي ممتاز ومقاومة للتآكل
مبادلات الحرارة، مولدات البخار
310S الفولاذ المقاوم للصدأ
مقاومة للاكسدة ، منخفضة التكلفة
أنابيب الأفران، أنظمة العادم
الدرجات الصينية الشائعة (مع المكافئات الدولية):
الدرجة
المكافئ الدولي
التطبيقات
1Cr18Ni9Ti
مماثلة لـ 304 الفولاذ المقاوم للصدأ
البيئات العامة عالية درجة الحرارة
GH2132
معادلة لـ A-286
المسامير، الأختام، الينابيع
4.مقارنة السوبريليوز القائمة على النيكل والكوبالت والحديد
نوع السبائك
نطاق درجة حرارة العمل
القوة
مقاومة التآكل
التكلفة
تطبيقات نموذجية
على أساس النيكل
≤1100 درجة مئوية
★★★★★
★★★★★
عالية
الطيران والفضاء، الطاقة، الطاقة النووية
على أساس الكوبالت
≤ 1000 درجة مئوية
★★★★
★★★★★
مرتفع نسبياً
الصناعة الكيميائية، توربينات الغاز
على أساس الحديد
≤ 750 درجة مئوية
★★★
★★★
منخفضة
الصناعة العامة، أجزاء هيكلية
Ⅴ. أمثلة التطبيق للسبائك الفائقة
الصناعة
عناصر التطبيق
الفضاء الجوي
شفرات التوربينات، غرف الاحتراق، الفوهات، حلقات الختم
معدات الطاقة
شفرات توربينات الغاز، مكونات مفاعلات نووية
الصناعة الكيميائية
مفاعلات الحرارة العالية، ومبادلات الحرارة، والمضخات والصمامات المقاومة للتآكل
حفر النفط
أغطية عالية درجة الحرارة و عالية الضغط، أدوات تحت الحفرة
صناعة السيارات
مكونات شاحن توربو، أنظمة العادم عالية الأداء
Ⅵ.التحديات في تصنيع السبائك الفائقة
1قوة عالية وقسوة:
تحافظ السبائك الفائقة على قوة عالية حتى في درجة حرارة الغرفة ((على سبيل المثال، قوة الشد من Inconel 718 تتجاوز 1000 MPa.يميلون إلى تشكيل طبقة صلبة ((مع زيادة الصلابة 2-3 مرات)، مما يزيد بشكل كبير من مقاومة القطع في العمليات اللاحقة. في مثل هذه الظروف ، يتفاقم ارتداء الأداة ، وتتذبذب قوى القطع بشكل كبير ،وقطع حافة القطع هو أكثر عرضة للوقوع.
2سوء التوصيل الحراري وحرارة القطع المركزة:
تتمتع السبائك الفائقة بقيادة حرارية منخفضة ((على سبيل المثال ، فإن القيادة الحرارية لـ Inconel 718 هي 11.4 W / m · K فقط ، حوالي ثلث سائل الفولاذ). لا يمكن إزالة حرارة القطع بسرعة ،ودرجة حرارة ذروة القطع يمكن أن تتجاوز 1000 درجة مئويةهذا يسبب ترطيب مادة الأداة ((بسبب عدم كفاية صلابة الأحمر) ويسرع ارتداء الانتشار.
3. العمل الشديد:
تصبح سطح المادة أكثر صلابة بعد المعالجة، مما يزيد من حدة ارتداء الأداة.
4صلابة عالية وصعوبة في التحكم في الشريحة:
الشظايا من السواحل الفائقة صلبة للغاية ولا تكسر بسهولة،غالبا ما تشكل شظايا طويلة يمكن أن تلتف حول الأداة أو خدش سطح القطعة.هذا يؤثر على استقرار عملية التصنيع ويزيد من ارتداء الأدوات.
5فعالية كيميائية عالية:
السبائك القائمة على النيكل عرضة لتفاعلات الانتشار مع مواد الأدوات ((مثل الكربيدات المسمدة WC-Co) ، مما يؤدي إلى ارتداء الملصق. وهذا يسبب ارتداء مادة سطح الأداة ،تشكل فوهة ارتداء على شكل الهلال.
Ⅶ.المشاكل الشائعة في طحن السوبر سبيكات مع طواحين نهاية
1ارتداء أدوات شديد
• القسوة العالية والقوة من السبيكات تؤدي إلى ارتداء سريع من الجانبين والجبهات من طاحونة النهاية.
• يمكن أن تسبب درجات حرارة القطع العالية شقوقًا بسبب التعب الحراري، وتشوهات بلاستيكية، وارتداء الانتشار في الأداة.
2درجة حرارة القطع المفرطة
• ضعف الموصلات الحرارية للسبائك الفائقة يعني أن الكمية الكبيرة من الحرارة الناتجة أثناء القطع لا يمكن إبعادها في الوقت المناسب.
• يؤدي ذلك إلى زيادة حرارة الأداة المحلية، والتي يمكن أن تسبب استهلاك الأداة أو شق في الحالات الشديدة.
3. العمل الشديد صلابة
• السوبر سبائك عرضة للعمل تصلب أثناء المعالجة، مع صلابة السطح تزداد بسرعة.
• في المرحلة القادمة من القطع يواجه سطح أصعب، مما يؤدي إلى زيادة ارتداء الأداة وزيادة قوى القطع.
4قوى القطع العالية والاهتزازات الشديدة
• إن قوة المادة العالية تؤدي إلى قوى قطع كبيرة.
• إذا لم يتم تصميم هيكل الأداة بشكل صحيح أو إذا لم يتم إشراك الأداة بشكل آمن،يمكن أن يؤدي ذلك إلى اهتزازات التصنيع والهتز، مما يسبب تلف الأداة أو سوء التشطيب السطحي.
5التماسك مع الأدوات والحافة المتطورة
• عند درجات الحرارة العالية، تميل المادة إلى الالتصاق بحافة القطع، مما يشكل حافة متراكمة.
• هذا يمكن أن يسبب قطع غير مستقر،خدوش على سطح القطعة أو أبعاد غير دقيقة.
6.جودة السطح المعدلة السيئة
• تشمل العيوب السطحية الشائعة البقع والخدوش والبقع الصلبة على السطح وتغير اللون في المنطقة المتأثرة بالحرارة.
• يمكن أن تؤثر الخامة العالية على عمر الجزء.
7حياة الأدوات القصيرة وتكاليف التصنيع العالية
• يؤدي التأثير المشترك للقضايا المذكورة أعلاه إلى حياة أداة أقصر بكثير مقارنة بمواد التصنيع مثل سبيكة الألومنيوم أو الصلب منخفض الكربون.
• تعديل الأدوات بشكل متكرر، وانخفاض كفاءة التصنيع، وارتفاع تكاليف التصنيع هي العواقب.8الحلول والتحسينات
Ⅷحلول وتوصيات تحسين
1حلول لارتداء الأدوات الشديد:
1.1اختر مواد الكربيد الحبوبية فائقة الدقة ((Submicron/Ultrafine grain Carbide) ، والتي توفر مقاومة ارتداء متفوقة وقوة كسر عرضي.
* يستخدم الكربيد المسمون بالحبوب الفائقة على نطاق واسع في القوالب وأدوات القطع ومعدات الدقة والمكونات الإلكترونية ومجالات أخرى بسبب مقاومة الارتداء الممتازة وقسوة عالية.يمتد حجم الحبوب النموذجي لـ WC من حوالي 0.2 إلى 0.6 ميكروميتر. وفقاً لمعايير مختلف البلدان والعلامات التجارية، فإن الصفات المستخدمة عادةً من الكربيد المسمنت ذو الحبوب الفائقة هي:
A.الصين الدرجات الشائعة من الكربيد الستهل المتسمم بالحبوب الفائقة (مثل XTC ، Zhuzhou Cemented Carbide ، Jiangxi Rare Earth ، Meirgute ، إلخ.)
الدرجة
حجم الحبوب (μm))
محتوى Co (%)
الخصائص والتطبيقات
YG6X
0.6
6.0
مناسبة لتطبيقات عالية الدقة والصلابة العالية ؛ مثالية لإنهاء المواد الصلبة.
YG8X
0.6
8.0
قوة ثني و صلابة أفضل قليلا من YG6X ؛ مناسبة للأدوات مثل قطع الطحن والثقوب.
YG10X
0.6
10.0
أداء عام ممتاز؛ مناسب للتطبيقات التي تتطلب مقاومة الارتداء والصلابة.
ZK10UF
05
10.0
جودة زوهو الكربيد، تستخدم في الحفر الصغيرة، حفر PCB، وأدوات الدقة الأخرى.
TF08
0.5
8.0
من نوع "ميرغوت" فائق الدقة، مناسبة لمعالجة سبائك التيتانيوم والمعادن الصعبة القطع.
WF25
0.5
12.0
تم تحسينها خصيصاً لتصنيع سبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ، مع مقاومة قوية للشق.
الدرجات الألمانية (مثل CERATIZIT ، H.C. Starck ، الخ)
الدرجة
حجم الحبوب (μm))
محتوى Co (%)
الخصائص والتطبيقات
CTU08A
0.4
8.0
صلابة عالية جداً، مناسبة للآلات عالية السرعة.
K40UF
0.5
10.0
مقاومة ارتداء عالية؛ مثالية للقطع الجاف ومعالجة الألومنيوم.
S10
0.5
10.0
مناسبة لمواد صلبة و معالجة السيراميك
ج: الدرجات اليابانية (مثل ميتسوبيشي، سوميتومو، توشيبا، الخ)
الدرجة
حجم الحبوب (μm))
محتوى Co (%)
الخصائص والتطبيقات
UF10
0.4-0.6
10.0
السوميتوموس عادة ما تستخدم الصفية فائقة الدقة، مناسبة للطاحونات النهائية الدقيقة.
TF20
0.5
12.0
تصنيف "ميتسوبيشي" عالي الصلابة، يستخدم في طحن المواد الصعبة التصنيع.
SF10
0.5
10.0
تستخدم في الحفر ذات القطر الصغير ، أدوات PCB ، الخ
D. الدرجات الأمريكية ((Kennametal、Carbide USA)
الدرجة
حجم الحبوب (μm))
محتوى Co (%)
الخصائص والتطبيقات
K313
0.4
6.0
صلابة عالية، محتوى منخفض من الكربون، مناسبة لمعالجة المواد الصلبة.
KD10F
0.6
10.0
نوع فائق الرفاهية ذات الغرض العام مع مقاومة ممتازة للارتداء
GU10F
0.4-0.5
10.0
تستخدم في التطبيقات التي تتطلب جودة عالية للسطح.
1.2.تحسين هندسة الأداة، مثل تقليل زاوية الحفرة والحفاظ على زاوية إزالة معتدلة، لتعزيز قوة الحافة.
1.3. أداء حافة تحسين لمنع الشظايا وانتشار الشقوق الصغيرة.
2حلول لدرجة حرارة القطع المفرطة:
2.1 استخدام طلاءات عالية الأداء المقاومة للحرارة، مثل AlTiN،SiAlN،أو nACo، قادرة على تحمل درجات حرارة القطع من 800 إلى 1000 درجة مئوية.
2.2 تنفيذ أنظمة تبريد عالية الضغط ((HPC) أو الحد الأدنى من كمية التشحيم ((MQL) لإزالة حرارة القطع بسرعة.
2.3 خفض سرعة القطع ((Vc) لتقليل توليد الحرارة.
3حلول لتصلب العمل الشديد:
3.1 زيادة كمية الغذاء لكل أسنان ((fz) لتقليل مدة إقامة الأداة في الطبقة المقاومة للعمل.
3.2 اختار عمق قطع أصغر ومرورات متعددة لإزالة الطبقة المتصلبة بشكل تدريجي.
3.3 ابقي الأداة حادة لتجنب قطعها بجانب ممل من خلال الطبقة المتصلبة.
4حلول للقوى القطعية العالية والاهتزازات الشديدة:
4.1 استخدم أدوات الهليكس المتغير و أدوات الصوت المتغير ((فاصل غير متساو) لتقليل الرنين.
4.2 تقلل من طول أداة الإلقاء ((حافظ على نسبة L/D
تحدد تقنية اللحام بالمادة الملحومة واختيار مادة اللحام بالمادة الملحومة مباشرة مستوى جودة لقمة كربيد.
تعتبر تقنية لحام لقم الثقب الدوارة المصنوعة من كربيد أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودتها. يحدد اختيار مواد اللحام وعمليات اللحام مباشرة مستوى جودة لقم الثقب الدوارة المصنوعة من كربيد.
اختيار مواد اللحام: تستخدم لقم الثقب الدوارة المصنوعة من كربيد مادة لحام فضية ذات قلب شطيرة، والتي تحتوي على الفضة في كلا الطرفين وطبقة أساسية من سبائك النحاس في المنتصف. تبلغ درجة حرارة اللحام لهذه المادة حوالي 800 درجة مئوية، وهي أقل بكثير مقارنة بدرجة حرارة اللحام البالغة 1100 درجة مئوية المطلوبة لمواد اللحام بالنحاس. هذا يحد بشكل كبير من الضرر الذي يلحق بخصائص الكربيد، ويقلل من إجهاد اللحام، ويمنع التشققات الدقيقة في الكربيد، ويوفر قوة لحام أفضل.
اختيار طرق اللحام: توجد حاليًا طريقتان رئيسيتان للحام في السوق: اللحام الفضي ذو القاع المسطح واللحام النحاسي ذو الفتحة الخلفية. يتميز اللحام الفضي ذو القاع المسطح ببنية أبسط، وإجهاد لحام أقل، ودرجة حرارة لحام أقل مطلوبة، مما يحافظ بشكل أفضل على أداء السبائك والمقبض الفولاذي. من ناحية أخرى، يمكن للحام النحاسي ذو الفتحة الخلفية أن يوفر بعض مواد الكربيد وهو أرخص، ولكن درجة حرارة اللحام الأعلى قد تتسبب في تلف خصائص الكربيد.
معدات وعملية اللحام: يعد استخدام آلات اللحام الأوتوماتيكية جزءًا مهمًا من العملية. في عملية اللحام الأوتوماتيكية، يمكن لمحور كربيد والمقبض الفولاذي أن يصطف تلقائيًا للحام دون تدخل يدوي، مما يضمن بشكل كبير استقرار جودة اللحام والتمركز الممتاز بين المقبض الفولاذي ومحور كربيد بعد اللحام.
بصفتها شركة تتمتع بخبرة تزيد عن عشر سنوات في مجال البحث والتطوير في مجال مواد الكربيد، تتمتع شركة Chengdu Baboshi Cutting Tools بفهم عميق لأداء مواد الكربيد. أثناء عملية لحام لقم الثقب الدوارة، نستخدم تقنية اللحام الفضي ذات القاع المسطح المؤتمتة بالكامل، والتي تحمي بشكل كبير أداء السبائك وتضمن التمركز الممتاز بين المقبض الفولاذي ومحور كربيد.
مقدمة
عند تصميم قواطع الطحن الكربيدية للألمنيوم، من الضروري النظر بشكل شامل في اختيار المواد، وهندسة الأداة، وتكنولوجيا الطلاء، ومعلمات التشغيل. تضمن هذه العوامل التشغيل الفعال والمستقر لسبائك الألومنيوم مع إطالة عمر الأداة.
1. اختيار المواد
1.1 ركيزة كربيد: يفضل كربيد من النوع YG (مثل YG6، YG8) نظرًا لتقاربه الكيميائي المنخفض مع سبائك الألومنيوم، مما يساعد على تقليل تكوين الحافة المتراكمة (BUE).
1.2 سبائك الألومنيوم عالية السيليكون (8%–12% Si): يوصى باستخدام أدوات مطلية بالماس أو كربيد حبيبي فائق النعومة غير مطلي لمنع تآكل الأداة الناتج عن السيليكون.
1.3 التشغيل عالي اللمعان: يُقترح استخدام قواطع طحن كربيد التنجستن عالية الصلابة مع تلميع الحواف الدقيق لتحقيق تشطيب سطحي يشبه المرآة.
2. تصميم هندسة الأداة
2.1 عدد الأخاديد: يُستخدم تصميم بثلاثة أخاديد بشكل شائع لتحقيق التوازن بين كفاءة القطع وإخلاء الرقائق. بالنسبة للتشغيل الخشن لسبائك الألومنيوم المستخدمة في صناعة الطيران، يمكن اختيار قاطع طحن بخمسة أخاديد (مثل Kennametal KOR5) لزيادة معدل التغذية.
2.2 زاوية اللولب: يوصى بزاوية لولب كبيرة تبلغ 20 درجة–45 درجة لتحسين نعومة القطع وتقليل الاهتزاز. قد تؤدي الزوايا الكبيرة جدًا (>35 درجة) إلى إضعاف قوة السن، لذا يلزم تحقيق توازن بين الحدة والصلابة.
2.3 زوايا التجريف والإغاثة: تعمل زاوية التجريف الأكبر (10 درجات–20 درجة) على خفض مقاومة القطع ومنع التصاق الألومنيوم. تكون زوايا الإغاثة بشكل عام 10 درجات–15 درجة، قابلة للتعديل اعتمادًا على ظروف القطع، لتحقيق التوازن بين مقاومة التآكل وأداء القطع.
2.4 تصميم ممر الرقائق: تضمن الأخاديد الحلزونية العريضة والمستمرة الإخلاء السريع للرقائق وتقليل الالتصاق.
2.5 إعداد الحافة: يجب أن تظل حواف القطع حادة لتقليل قوة القطع ومنع الالتصاق؛ يعزز الشطب المناسب القوة ويمنع تشقق الحواف.
3. خيارات الطلاء الموصى بها
3.1 غير مطلي: في كثير من الحالات، تكون قواطع طحن الألومنيوم غير مطلية. إذا كان الطلاء يحتوي على الألومنيوم، فقد يتفاعل مع قطعة الشغل، مما يتسبب في تقشر الطلاء أو التصاقه، مما يؤدي إلى تآكل غير طبيعي للأداة. تعتبر قواطع الطحن غير المطلية فعالة من حيث التكلفة، وحادة للغاية، وسهلة إعادة الطحن، مما يجعلها مناسبة للإنتاج قصير المدى أو النماذج الأولية أو التطبيقات ذات متطلبات التشطيب السطحي المعتدلة (Ra > 1.6 ميكرومتر).
3.2 الكربون الشبيه بالماس (DLC): DLC يعتمد على الكربون، بمظهر يشبه قوس قزح، ويوفر مقاومة ممتازة للتآكل وخصائص مضادة للالتصاق - مثالي لتشغيل الألومنيوم.
3.3 طلاء TiAlN: على الرغم من أن TiAlN يوفر مقاومة ممتازة للأكسدة والتآكل (عمر أطول 3-4 مرات من TiN في الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم وسبائك النيكل)، إلا أنه لا يوصى به بشكل عام للألومنيوم لأن الألومنيوم الموجود في الطلاء يمكن أن يتفاعل مع قطعة الشغل.
3.4 طلاء AlCrN: مستقر كيميائيًا، وغير لاصق، ومناسب للتيتانيوم والنحاس والألومنيوم والمواد اللينة الأخرى.
3.5 طلاء TiAlCrN: طلاء ذو هيكل متدرج يتمتع بصلابة عالية وصلابة واحتكاك منخفض. يتفوق على TiN في أداء القطع وهو مناسب لطحن الألومنيوم.
ملخص: تجنب الطلاءات التي تحتوي على الألومنيوم (مثل TiAlN) عند تشغيل الألومنيوم، لأنها تسرع من تآكل الأداة.
4. اعتبارات أساسية
4.1 إخلاء الرقائق: تميل رقائق الألومنيوم إلى الالتصاق؛ يلزم تصميمات أخاديد مُحسّنة (مثل الحواف المتموجة، وزوايا التجريف الكبيرة) للإخلاء السلس.
4.2 طريقة التبريد:
4.2.1 يفضل التبريد الداخلي (مثل Kennametal KOR5) لخفض درجة حرارة القطع والتخلص من الرقائق.
4.2.2 استخدم سوائل القطع (المستحلبات أو المبردات الزيتية) لتقليل الاحتكاك والحرارة، وحماية الأداة وقطعة الشغل.
4.2.3 تأكد من تدفق المبرد الكافي لتغطية منطقة القطع.
4.3 معلمات التشغيل:
4.3.1 القطع عالي السرعة: تعمل سرعات القطع التي تتراوح بين 1000–3000 متر/دقيقة على تحسين الكفاءة مع تقليل قوة القطع والحرارة.
4.3.2 معدل التغذية: يؤدي زيادة التغذية (0.1–0.3 مم/سن) إلى تعزيز الإنتاجية، ولكن يجب تجنب القوة المفرطة.
4.3.3 عمق القطع: عادةً ما يكون 0.5–2 مم، يتم تعديله حسب المتطلبات.
4.3.4 تصميم مضاد للاهتزاز: يمكن للهيكل الحلزوني المتغير، والتباعد غير المتساوي للأخاديد، أو الهياكل المخروطية أن تمنع الثرثرة (مثل KOR5).
الخلاصة
المبادئ الأساسية لتصميم قواطع الطحن الكربيدية للألومنيوم هي الاحتكاك المنخفض، وكفاءة الإخلاء العالية للرقائق، وأداء مضاد للالتصاق. تشمل المواد الموصى بها كربيد من النوع YG أو كربيد حبيبي فائق النعومة غير مطلي. يجب أن تحقق الهندسات توازنًا بين الحدة والصلابة، ويجب أن تتجنب الطلاءات المركبات التي تحتوي على الألومنيوم. بالنسبة للتشطيبات عالية اللمعان أو سبائك الألومنيوم عالية السيليكون، تعد تصميمات الحواف والأخاديد المُحسّنة ضرورية. في الممارسة العملية، يمكن زيادة الأداء إلى أقصى حد من خلال الجمع بين معلمات التشغيل المناسبة (مثل السرعة العالية، والطحن الصاعد) مع استراتيجيات التبريد الفعالة (مثل المبرد الداخلي).
تتخصص شركة تشنغدو بابوس لتقنية القطع المحدودة (أدوات بابوس) في تصنيع أدوات كربيد عالية الجودة المستخدمة في مجال تشغيل المعادن. تشمل أدوات الكربيد الخاصة بنا بشكل رئيسي لقم الثقب الكربيدية، وقواطع حلقية TCT، ومطاحن النهاية، وشفرات الخراطة، وشفرات التفريز، وقمم الثقب، وقواطع التجويف، وصنابير اللولبة وغيرها من أدوات تشغيل المعادن المخصصة. تُستخدم هذه الأدوات لمعالجة جميع أنواع المعادن، مثل الألومنيوم، والحديد الزهر، والفولاذ الكربوني، وسبائك الفولاذ، والفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك التيتانيوم، وسبائ