أجزاء فولاذية مصنوعة باستخدام ماكينات التحكم العددي بالحاسوب (CNC): تقليل تآكل الأدوات وانكسارها

لماذا تحدث تآكل الأدوات وانكسارها في عمليات التشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي (CNC) لأجزاء الفولاذ

في برنامج تحسين مدته ستة أشهر لدى مورد معدات ثقيلة يقوم بتشغيل غلاف من فولاذ 4140:

• انخفض استهلاك الشفرات القابلة للتبديل 38%

• انخفضت إنذارات انكسار الأدوات 44%

• تحسّنت مدة الدورة التشغيلية 9%

كانت الأسباب الجذرية قبل التحسين هي:

• الحرارة المفرطة عند حافة القطع

• الطلاء غير المناسب للفولاذ السبائكي

• عمليات قطع متقطعة ناتجة عن قوالب مُشكَّلة بالطرق

• طول كبير جدًّا لجزء الأداة البارز

• عدم اتساق صلادة المادة الخام

---

أنماط التآكل الشائعة في أدوات التشغيل المعدني للصلب

التعرُّف على نوع التآكل هو أسرع وسيلة لاختيار الحل المناسب:

---

كيفية تقليل تآكل الأداة في عمليات التشغيل الآلي بالحاسب (CNC) لأجزاء الفولاذ

---

مطابقة سرعة القطع مع درجة الفولاذ

تتطلب أنواع الفولاذ المختلفة سرعات سطحية مختلفة:

النتيجة في ورشة الإنتاج:
خفض السرعة القطعية (Vc) من ١٩٥ إلى ١٦٥ م/دقيقة على الفولاذ ٤١٤٠ زاد عمر القاطع بمقدار 35%.

---

اختر الطلاء والركيزة المناسبين

• AlTiN / TiAlN → درجات حرارة عالية، تشغيل جاف أو باستخدام تزييت كمي محدود (MQL)

• TiCN متعدد الطبقات → قطع متقطعة

• كربايد ذو حبيبات دقيقة وصلب → ترتيبات معرضة للاهتزاز (التشويش)

تجنب أدوات التغليف الصلب المُعتمدة على DLC المخصصة فقط للألومنيوم — فهي تفشل بسرعة عند التشغيل على الفولاذ.

---

تحسين إخراج الرُّقاقات

سوء التحكم في الرُّقاقات يُسرّع من التآكل.

الحلول المُجربة:

• مبرد عالي الضغط (٥٠–٨٠ بار)

• هندسات كاسرات الرُّقاقات

• زِد التغذية بنسبة ٦–١٠٪ لزيادة سماكة الرُّقاقات

• مثاقب/مثقابات نهاية ذات تبريد داخلي عبر الأداة

---

كيفية منع كسر الأدوات في التشغيل الآلي للصلب باستخدام الحاسب الآلي

يؤدي الكسر عادةً إلى الحمل الزائد أو الاهتزاز ، وليس التآكل التدريجي.

---

اقصر تجميعات الأدوات وقوّها

• احتفظ بالجزء البارز أقل من ٤ أضعاف قطر الأداة

• استخدم حاملات هيدروليكية أو حاملات ذات تركيب انكماشي

• حوّل إلى قضبان الحفر الممتصة للصدمات لفتحات التثبيت العميقة

تحسّن مُقاس: انخفض عدم التمركز من ٦ ميكرومتر → ٢ ميكرومتر.

---

تقليل التداخل الشعاعي

يُثبِّت الطحن عالي الكفاءة الأحمال:

• نسبة تداخل تتراوح بين ١٠٪ و٢٠٪

• قصات محورية عميقة

• مسارات أداة دورانية حلزونية

وقد خفض هذا من قمم قوة القطع بنسبة 40%في القوالب المصنوعة بالطرق.

---

رصد الحمل وضبط الإنذارات

استخدم مستشعرات حمل المغزل أو الاهتزاز لـ:

• إيقاف الآلات قبل حدوث الكسر

• تفعيل تحديثات التعويض

• تحديد نطاقات السرعة غير المستقرة

قلّل مصنع واحد حالات الفشل الكارثي بنسبة 52%بعد تفعيل إنذارات تعتمد على الحمل.

---

استراتيجية سائل التبريد لتحقيق عمر أطول للأدوات

---

خطة عمل خطوة بخطوة لتقليل تكاليف الأدوات

قبل الإنتاج:

• ✅ تحقق من درجة الفولاذ وصلابته

• ✅ اختر الطلاء والركيزة

• ✅ خطِّط لمسارات التشغيل الخشن باستخدام تقنية HEM

• ✅ صمِّم تثبيتات صلبة

أثناء الاختبارات:

• ✅ تسجيل عمر الأداة لكل حافة

• ✅ قياس الاهتزاز والحمل

• ✅ ضبط السرعات بشكل منهجي

في مرحلة الإنتاج:

• ✅ استبدال الأدوات بشكل استباقي

• ✅ استخدام أدوات مُكمِّلة (أدوات شقيقة)

• ✅ تتبع تكلفة الأدوات لكل قطعة

---

الأسئلة الشائعة: اهتراء الأدوات في عمليات التشغيل الآلي بالحاسوب (CNC) للأجزاء الفولاذية

ما التكرار الموصى به لاستبدال الأدوات؟

للفولاذ متوسط الكربون، يتراوح العدد المعتاد من الأجزاء لكل حافة بين ٢٥٠ و٥٠٠ جزء عندما تُحسَّن المعايير.

---

هل يؤدي إبطاء السرعة دائمًا إلى إطالة عمر الأداة؟

ليس بالضرورة— فالاحتكاك يسبب تراكم الحرارة. وسمك الرقائق المناسب أهم من انخفاض عدد الدورات في الدقيقة (RPM).

---

هل يمكن أن يقلل الفولاذ الأشد صلابة من حدوث الكسر؟

أحيانًا— فالمواد المسبقة التصلب تُقطَع بشكل أكثر اتساقًا مقارنةً بالمواد المُنقَّاة حراريًّا التي تتصلب أثناء التشغيل.