قابلية استخدام المواد والعلاقة مع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

CNC الطحن

يشير المعنى العام للتشغيل الآلي إلى سهولة أو صعوبة مادة المعالجة. تتطلب المواد التي يمكن تشغيلها آليًا قدرًا أقل من الطاقة لأداء المعالجة ولا تتشوه أثناء أداء أي منها عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. من ناحية أخرى ، فإن التشغيل الآلي المنخفض لقطعة العمل يمثل تحديًا للتلاعب بالشكل المطلوب. يتطلب المزيد من القوة وقد يؤثر على أدوات القطع.

هذه المقالة سوف تناقش بإيجاز قابلية التشغيل الآلي، العوامل المؤثرة، القياس، تحسين قابلية التشغيل الآلي، وعلاقتها بالتصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

ما هي آلية؟

في خانة رمز الخصم، أدخل TABBYDAY. نهج التصنيع الطرح، يجب إزالة المواد من الشغل لإنشاء الجزء المطلوب. إن قابلية المواد للماكينة هي قياس مدى سهولة إزالة المواد أثناء عمليات التصنيع ، مثل الطحن ، والخراطة ، والحفر ، وغيرها.

تعتمد قابلية أي مادة على خواصها الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية. بعض الخصائص الهامة للمادة التي تؤثر على التشغيل الآلي هي الصلابة والمرونة والقوة الميكانيكية وتصلب العمل والتمدد الحراري والتوصيل الحراري.

سواء كانت المادة مصنوعة من معدن ، أو سبيكة ، أو بلاستيك ، أو سيراميك ، أو ألياف ، فإن قابليتها للماكينة يتم تحديدها من خلال خصائصها وظروف التشغيل الآلي. ومع ذلك ، يمكن لمشغلي الآلات أن يشعروا بإمكانية تشغيل قطعة العمل من خلال نتائج المعالجة. تنتج المواد ذات القدرة الميكانيكية الجيدة الحد الأدنى من البلى على أدوات القطع، تشطيب السطح الأملس ، يتطلب وقتًا أقل ، ويمكن الحفاظ عليه بدرجة تحمل شديدة.

العوامل التي تؤثر على قابلية الآلة للقتال؟

هناك خواص فيزيائية وميكانيكية مختلفة تؤثر على إمكانية تشكيل المواد. دعونا نناقشهم بالتفصيل.

• عسر الماء

العامل الأساسي الذي يؤثر على قابلية المادة للآلة هو صلابتها. تعتبر صلابة قطعة العمل العالية بشكل عام صعبة المعالجة مع عمليات التصنيع.

تصف صلابة أي مادة مدى صعوبة تشويه قطعة العمل. بالإضافة إلى ذلك ، تشير الصلابة أيضًا إلى البنية الداخلية المدمجة للمادة (الهيكل البلوري وحدود الحبوب). يتحدى الهيكل الداخلي المدمج للمواد الصلبة أداة التصنيع لإزالة المواد ويتطلب قوة عالية.

• الخصائص الحرارية

ينتج عن تصنيع كل مادة حرارة. على سبيل المثال ، تنتج المعادن والسبائك درجات حرارة تصل إلى 800 إلى 900 درجة. تتلامس أسنان أداة القطع باستمرار وتترك قطعة العمل. إذا كانت قطعة العمل ذات موصلية حرارية منخفضة ، فلن تمتص الرقائق الكثير من الحرارة ، وستتعرض الأداة لحمل حراري ، مما قد يؤثر على قابلية التشغيل الآلي.

• تصلب العمل

تصلب عملية المعالجة الحرارية للمعادن والسبائك، والتي تتضمن تسخين المادة عند مستوى معين تليها عملية تبريد. يزيد من صلابة المادة. بشكل أساسي ، يجعل تصلب العمل عملية المعالجة أكثر صعوبة بسبب زيادة الصلابة. لذلك ، يوصى بمتابعة التصلب بعد الانتهاء من المعالجة.

الميكنة وتصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للمواد الصلبة

تتوافق عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) مع العديد من المواد، بما في ذلك المعادن والبلاستيك، والمواد الشائعة مثل المعادن والسبائك والبلاستيك والمواد المركبة والألياف والخشب وغيرها الكثير. وتختلف قابلية كل مادة للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) نظرًا لخصائصها الفريدة وظروف التصنيع الخاصة بها.

• مواد الأدوات والهندسة

تؤثر مادة الأداة أيضًا على إمكانية تشغيل قطعة العمل. يجب أن يعتمد اختيار الأدوات على الخواص الفيزيائية والميكانيكية لمادة قطعة العمل. تعتبر الصلابة ومقاومة التآكل عاملين مهمين في مادة أداة القطع التي يجب أن تكون أعلى من قطعة العمل. على سبيل المثال ، تتغلب أداة الكربيد على صلابة الفولاذ الكربوني وتوفر إمكانية التشغيل الآلي المطلوبة.

تؤثر هندسة أداة القطع أيضًا على إمكانية تشغيل قطعة العمل. على سبيل المثال ، زاوية معينة مطلوبة لمواجهة العملية.

• معدل التغذية

يؤثر معدل التغذية أيضًا على مدى سهولة تشكيل قطعة العمل المعقدة. معدل التغذية يتناسب طرديا مع التشغيل الآلي. يمكن معالجة المواد عالية التشغيل الآلي بمعدل تغذية مرتفع ، في حين يمكن تشكيل المواد ذات القابلية المنخفضة للماكينة بدقة مع معدل تغذية منخفض.

على سبيل المثال ، يعتبر الألمنيوم أكثر قابلية للتشغيل من سبائك الفولاذ ، لذلك يفضل معدل تغذية عالي للألمنيوم. يتراوح معدل تغذية الألمنيوم في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي من 0.004 إلى 0.012 بوصة / سن ، بينما يتم تشكيل سبائك الصلب (300-400 برينل) في نطاق من 0.0015 إلى 0.004 بوصة / سن (السرعات والأعلاف).

• سرعة القطع

ترتبط سرعة القطع وإمكانية التشغيل الآلي للمادة بعلاقة قوية. يتم تعديل قوة القطع في عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بناءً على قابلية قطع الشغل. يمكن أن تتسبب سرعة القطع الأعلى في إتلاف الأداة الخاصة بقطعة العمل ذات القدرة الميكانيكية المنخفضة. تُفضل سرعة القطع المنخفضة لقطع الشغل ذات القدرة الميكانيكية المنخفضة.

• عمق القطع

يعد عمق القطع العالي في قطعة العمل ذات القدرة الميكانيكية المنخفضة أمرًا صعبًا للغاية من حيث الدقة ، صقل الأسطح، والبلى في الأداة. ومع ذلك ، يمكن تشكيل الآلة بسهولة مع عمق قطع كبير. الصلابة هي السبب الرئيسي وراء ذلك ؛ يقاوم الهيكل الداخلي المضغوط للمواد الصلبة قوة القطع لأداة المعالجة.

• صلابة ماكينة CNC

تؤثر قدرة وصلابة ماكينة CNC أيضًا على قابلية تشغيل قطعة العمل. مدى سهولة معالجة قطعة العمل يعتمد على مدى صلابة الآلة. تتضمن صلابة الماكينة مدى إحكام المسامير ، وآلية التثبيت ، وجودة المحمل ، والوزن ، وصلابة الماكينة.

جرب برولين الآن!

كيف يمكن قياس قابلية المواد للماكينة؟

تعد القابلية للميكانيكا صفة مادية معقدة للغاية تعتمد على عوامل مختلفة ويصعب تحديدها في شكل أرقام. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون قابلية التشغيل الآلي لنفس قطعة العمل مختلفة بناءً على نوع الخراطة، مثل الطحن ، والخراطة ، والحفر ، وما إلى ذلك.

يعد مؤشر التشغيل الآلي نهجًا شائعًا لتحديد قابلية تشغيل المواد. يتم استخدامه في التصنيع لمقارنة قابلية المواد المختلفة.

مؤشر التشغيل الآلي (I ،٪) = Vi / Vs × 100

يمثل Vi سرعة قطع المعادن لفترة زمنية محددة ويمثل Vs سرعة قطع الفولاذ القياسي لفترة محدودة (ما هو مؤشر قابلية الماكينة؟ المعايير التي تم أخذها في الاعتبار عند تقييم قابلية الماكينة؟ 2018).
يتم القياس النسبي لقابلية المواد عن طريق تغيير سرعة القطع فقط. تظل جميع المتغيرات الأخرى ، مثل مادة الأداة ، والهندسة ، ومعدل التغذية دون تغيير. إذا كنت مهتمًا بمعرفة مؤشر التشغيل الآلي لأي مادة ، فهناك آلة حاسبة لمؤشر التشغيل الآلي على الإنترنت.

قابلية تشغيل بعض مواد CNC الشائعة (تسنغ ، 2007)

كيفية زيادة قابلية المواد للماكينة؟

يتضمن تحسين التشغيل الآلي تغيير الخواص الفيزيائية والميكانيكية الثابتة لجعلها أكثر قابلية للتشغيل من الحالة العادية.
هناك ثلاث طرق أساسية لزيادة القدرة على الماكينة: إضافة المضافات والمعالجة الحرارية والتحكم في المتغيرات التشغيلية.

قابلية تشغيل بعض مواد CNC الشائعة

استخدم مادة شائعة في مشاريع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي تشمل الفولاذ والألمنيوم والنحاس واللدين الحراري والمركبات والبلاستيك. دعونا نناقش إمكانية تشكيل هذه المواد.

• الفولاذ

تعتمد إمكانية تشكيل الفولاذ على محتوى الكربون لأنه يرتبط ارتباطًا مباشرًا بصلابة الفولاذ. يمثل الفولاذ عالي الكربون تحديًا للآلة ويتطلب أدوات كربيد شديدة الصلابة. على الرغم من أن الفولاذ منخفض الكربون لا يزال يمثل تحديًا لأنه يلتزم بأدوات القطع.

• فولاذ مقاوم للصدأ

ليس من السهل التعامل مع الفولاذ المقاوم للصدأ مع آلات CNC. الصلابة والصلابة تجعله صعبًا. أفضل فكرة لجعلها قابلة للتشغيل بشكل كبير هي التصلب قليلاً بالمعالجة الحرارية.

قد ترغب في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: التيتانيوم مقابل الصلب

• الامونيوم

منذ الألمنيوم وسبائكه لها صلابة أقل من الفولاذ ، فهي قابلة للتشغيل الآلي باستخدام عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. ينصح بسرعات قص عالية مع مجرفة عريضة وزوايا تنفيس للحصول على نتيجة جيدة.

• النحاس

يظهر النحاس قدرة آلية عالية من الفولاذ وأقل من الألومنيوم. يمكن تشكيلها بدقة باستخدام CNC مع سرعة قطع متوسطة.

• البلاستيك

لا تتمتع المواد البلاستيكية بمتانة كبيرة ، لكن التأثير الحراري يجعل من الصعب تصنيعها باستخدام تقنية CNC. يمكن للحرارة المتولدة أثناء المعالجة أن تذوب البلاستيك محليًا ، مما يقلل من عمر الأداة.

قد ترغب في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: الأجزاء البلاستيكية

• المركبة

المركبة لديها أقل قدرة ميكانيكية بسبب ضعف التوصيل الحراري والصلابة. يتطلب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للمركبات أدوات خاصة واهتمامًا إضافيًا للعمليات.

خاتمة

قابلية الماكينة هي سهولة أو صعوبة معالجة المواد في الشكل المطلوب من خلال نهج التصنيع الطرحي. إنه أحد العوامل المهمة التي يجب مراعاتها قبل القفز إلى أي عملية تصنيع CNC. من الضروري إصلاح متغيرات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، مثل سرعة القطع ، وعمق القطع ، ومعدل التغذية ، وآلية التثبيت ، باتباع مستوى التشغيل الآلي لقطعة العمل للحصول على أفضل نتيجة.

يعد تحليل وظائف الجزء وفقًا لإمكانية تشغيل المواد الخام عملية معقدة للغاية. هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها لتحسين التشغيل الآلي والحصول على نتيجة دقيقة - ولكن لا تقلق! Prolean هي الشركة الرائدة في تقديم خدمات التصنيع عند الطلب لـ مشاريع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. نحن نأخذ في الاعتبار إمكانية التشغيل الآلي وعوامل مختلفة أخرى في إنشاء أجزاء دقيقة وعالية الجودة لك.

الاسئلة المتكررة

ما هو المقصود بالآلات؟

تشير قابلية أي مادة إلى سهولة تشكيلها بالشكل المطلوب من خلال عمليات التصنيع.

ما هي خصائص المادة التي تؤثر على قابليتها للماكينة؟

هناك العديد من المتغيرات التي تؤثر على قابلية المواد للماكينة ، مثل الصلابة والقوة الميكانيكية والمرونة والتوصيل الحراري وتصلب العمل. تشمل المتغيرات الأخرى ظروف التشغيل ، ومواد الأداة ، ونوع عملية التشغيل الآلي.

كيف يمكنني زيادة قابلية تشغيل أي مادة؟

يمكنك زيادة إمكانية تشكيل مادة ما عن طريق إضافة مركبات أخرى ، مثل الرصاص والكبريت. بالإضافة إلى ذلك ، المعالجة الحرارية وتحسين متغيرات التشغيل هما النهجان الآخران.

ما مدى ارتباط قابلية المواد وتصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي؟

في حين يصعب التعامل مع المواد ذات القابلية المنخفضة للماكينة وتتطلب عدة اعتبارات لتصنيع CNC ، فإن المواد عالية القابلية للماكينة تتوافق بسهولة وتنتج أجزاء دقيقة.

قائمة المراجع

(بدون تاريخ). السرعات والأعلاف. من https://mae.ufl.edu/.

(2018). ما هو مؤشر التشغيل الآلي؟ المعايير التي تؤخذ في الاعتبار في تقييم آلية؟ من https://www.mecholic.com/.

زينج ، ج. (2007). تحديد خصائص الماكينة والقطع الكاشطة في قطع العوج. طالب علمي.