الدليل الكامل للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي (التحكم العددي الحاسوبي) هو عملية تصنيع عالية الدقة تستخدم برامج حاسوبية للتحكم في أدوات الماكينات لقطع الأجزاء المعدنية أو البلاستيكية آليًا. وتكمن مزاياها الأساسية في الدقة العالية والكفاءة العالية والتكرار القوي.
فيما يلي مقدمة مفصلة لخطوات التنفيذ القياسية لـ الدليل الكامل للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي:

تصميم المنتجات والنمذجة ثلاثية الأبعاد (التصميم والنمذجة بمساعدة الحاسوب)

تصميم نماذج الأجزاء ثلاثية الأبعاد باستخدام احترافي CAD البرامج (على سبيل المثال, سوليدووركس, أوتوكادأو CATIA);

تحديد الأبعاد الحرجة، والتفاوتات الحرجة، ومواصفات الخيط، والشطب، ومتطلبات الملاءمة;

تصدير الملفات بتنسيقات قياسية مثل .الخطوة, .IGES, أو .DXF;

دمج بدلات التشغيل الآلي أثناء التصميم لضمان استقرار العملية.

الهدف: إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد متوافقة هندسيًا توفر بيانات دقيقة للبرمجة وتخطيط العمليات.

تخطيط العمليات وبرمجة CAM

استيراد نماذج CAD إلى كام برامج (مثل Mastercam و Fusion 360 و UG NX);
حدد نوع الأداة الآلية (على سبيل المثال, 3 محاور, 4 محاورأو 5 محاور ماكينة CNC);
ضبط أدوات القطع، وسرعة الدوران (RPM)، ومعدل التغذية، وعمق القطع;
محاكاة مسارات الأدوات لمنع التداخل أو التصادم;
المخرجات كود G و الرمز M-كود-تعليمات تحكم يمكن التعرف عليها آليًا.

الهدف: تحويل رسومات التصميم إلى برامج تصنيع آلي قابلة للتنفيذ من أجل معالجة دقيقة وفعالة.

إعداد الماكينة وتركيب الشُّغْلَة

اختر الأدوات المناسبة (قواطع التفريز، والمثاقب، والصنابير، وما إلى ذلك) والتركيبات (الرذائل، والأظرف المغناطيسية، والرقع المغناطيسية، وما إلى ذلك);
قم بتركيب قطعة العمل بإحكام على طاولة الشغل للحفاظ على ثبات الوضع;
معايرة طول الأداة، ونقاط إعداد الأداة، وتحديد أصل إحداثيات قطعة العمل;
افحص حالة الماكينة: سائل التبريد، وزيوت التشحيم، وضغط الهواء، وإمدادات الطاقة، وأجهزة السلامة.

الهدف: التأكد من أن المعدات في حالة مثالية لمنع انحرافات الأبعاد الناجمة عن أخطاء التثبيت أو أعطال المعدات.

التشغيل التجريبي والمحاكاة

قم بإجراء تشغيل تجريبي للتحقق من مسارات الأدوات;
محاكاة عملية التصنيع الآلي باستخدام محاكاة CAM أو نظام التحكم في الماكينة;
تحقق من وجود أخطاء في البرنامج أو تصادمات الأدوات أو انتهاكات حدود المسار;
إجراء قطع اختباري على مناطق التصنيع الحرجة للتحقق من صحة الأبعاد وجودة السطح.

الهدف: منع تصادم الأدوات وهدر المواد، وضمان سلامة البرنامج وموثوقيته.

التصنيع الآلي الخشن

إزالة المواد الزائدة من الفراغ بسرعة باستخدام معدلات تغذية وأعماق قطع أكبر;
استخدام أدوات مقاومة للتآكل (مثل أدوات الكربيد) لتعزيز الكفاءة;
الاحتفاظ ببدل صغير لعمليات نصف التشطيب اللاحقة;
مراقبة تآكل الأداة وتغيرات درجة حرارة الشُّغْلَة أثناء التشغيل الآلي.

الهدف: إنشاء المحيط العام للجزء بسرعة، مما يوفر أساسًا ثابتًا لعمليات التشطيب اللاحقة.

نصف التشطيب والتشطيب

ضبط معلمات القطع واستخدام أدوات عالية الدقة لتصحيح الأبعاد;
التركيز على تصنيع الأسطح الحرجة وثقوب التزاوج والمناطق عالية الدقة;
إجراء إزالة النتوءات و الشطب الطحن على حواف القِطع قرب نهاية التصنيع الآلي;
التحكم في تفاوتات الأبعاد ضمن مواصفات التصميم;
يستخدم التشطيب عادةً معدلات تغذية أقل وأعماق قطع أصغر;
تأكد من أن خشونة السطح تفي بمتطلبات التصميم (على سبيل المثال، Ra ≤ 0.8 ميكرومتر).
يجب أن تخضع الأجزاء المشكّلة آليًا بعد التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي CNC لإزالة الأزيز وفقًا ل ISO 13715 المعايير:
ارتفاع النتوءات السطحية الوظيفية ≤ 0.05 مم
تتطلب أسطح التركيب شطب C0.3 - C0.5 مم
يستخدم الطحن الآلي روبوتات ذات 6 محاور + رؤوس طحن نايلون (3000 دورة في الدقيقة)

الهدف: تحقيق دقة أبعاد عالية وتشطيب سطح أملس.

الاختلافات بين التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي ثلاثي المحاور ورباعي المحاور وخماسي المحاور والاختيار الموصى به

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ثلاثي المحاور: أساسية وفعالة ومناسبة للهياكل البسيطة

تصنيع آلي ثلاثي المحاور: أساسية وفعالة ومناسبة للهياكل البسيطة
المبدأ: تتحرك الأداة على طول المحاور الخطية X وY وZ، بينما تظل قطعة العمل ثابتة.
الأجزاء القابلة للتطبيق:
المستوى، والأخاديد، والثقوب، والخطوط ثنائية الأبعاد (مثل لوحات العدادات والأقواس)
أسطح بسيطة ثلاثية الأبعاد (تتطلب تشبيكًا متعددًا)
المزايا:
منخفضة التكلفة: تتميز المعدات بهيكل بسيط، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الصيانة والتشغيل.
كفاءة عالية: مسارات التشغيل الآلي البسيطة والبرمجة السريعة تجعلها مناسبة للإنتاج بكميات صغيرة إلى متوسطة الحجم (على سبيل المثال، 50-5000 قطعة).
دقة مستقرة: يمكن التخفيف من مشكلة سرعة خط الوسط الصفرية للقاطع الكروي من خلال تحسين العملية، مما يجعلها مناسبة للقوالب ذات متطلبات الدقة المنخفضة.
القيود:
غير قادر على تشغيل الأسطح المعقدة؛ تتطلب الماكينات الجانبية تشبيكات متعددة، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء بسهولة.
تنخفض الكفاءة بشكل كبير عند تصنيع التجاويف العميقة أو الثقوب ذات الشكل الخاص.
التطبيقات الموصى بها:
الشركات ذات الميزانيات المحدودة التي تحتاج إلى إنتاج أجزاء بسيطة بسرعة.
تصنيع المكونات غير الأساسية في صناعات الطيران والسيارات (مثل أقواس سبائك الألومنيوم).

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي رباعي المحاور: مرنة وفعالة، ومناسبة للأجزاء متعددة السطوح.

المبدأ: تسمح إضافة محور دوّار (A أو B) إلى نظام الماكينات ثلاثي المحاور بتدوير قطعة العمل، مما يسمح للأداة بالتشغيل الآلي من زوايا متعددة.
الأجزاء القابلة للتطبيق:
الأجزاء الأسطوانية، والأجزاء ذات الثقوب الجانبية (مثل التوربينات، والتروس الدودية، والمراوح الدودية);
الأجزاء على شكل صندوق، والأجزاء متعددة السطوح (حيث يلزم تشكيل أسطح رأسية متعددة بشكل متواصل);
المزايا:
تقليل أوقات التشبيك: يمكن تشكيل أسطح متعددة في عملية تشبيك واحدة، مما يحسن الكفاءة بمقدار 30%-50%.
دقة محسّنة: يتجنب التموضع الدقيق للمحور الدوّار أخطاء التشبيك الثانوية، مما يجعله مناسبًا للأسطح المائلة أو الملامح ذات الزوايا المحددة.
يمكن التحكم في التكلفة: تكلفة المعدات مماثلة لتكلفة نظام الماكينات ثلاثية المحاور، ولكن قدرة الماكينات معززة بشكل كبير.
القيود:
في ظل الاستخدام المكثف، يمكن أن تتعرض آلية التروس الدودية للتآكل الشديد.
تتطلب الأجزاء المعقدة تعديلاً متكررًا لزاوية المحور الدوار، مما يزيد من تعقيد البرمجة.
التطبيقات الموصى بها:
الشركات ذات الميزانيات المحدودة التي تحتاج إلى تشغيل الأسطح المنحنية المعقدة (مثل القوالب والمستحضرات الصيدلانية).
الأجزاء الدقيقة غير الأساسية في صناعة الطيران (مثل قوالب الأحذية والعارضات).

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي خماسي المحاور: متعدد الاستخدامات ودقيق، ومناسب للتصنيع المتطور.

المبدأ: تسمح إضافة محورين دوّارين (محورين من المحاور A/B/C) إلى مركز تصنيع آلي ثلاثي المحاور للأداة بالاقتراب من الشُّغْلَة بأي زاوية.
الأجزاء القابلة للتطبيق:
الأسطح المنحنية المعقدة (مثل ريش الطائرات وشفرات التوربينات);
الأجزاء الهيكلية ذات الشكل الخاص (مثل غرسات تقويم العظام والعدسات البصرية);
أجزاء تجويف القالب (تتطلب صب على مرحلة واحدة).
المزايا:
تشغيل آلي متعدد الأسطح في إعداد تشبيك واحد: يتجنب التداخل والقطع الزائد والقطع السفلي، مما يزيد من الكفاءة بأكثر من 50%.
دقة فائقة: تصل إلى مستويات دون الميكرون (± 0.001 مم)، وهي مناسبة للتطبيقات المتطورة مثل البصريات والطب.
توافق واسع للمواد: قادرة على تصنيع المواد الصلبة مثل سبائك التيتانيوم والسيراميك.
القيود:
ارتفاع تكلفة المعدات: 2-3 أضعاف تكلفة مركز الماكينات ثلاثي المحاور، والصيانة والتشغيل المعقدين.
صعوبة برمجة عالية: يتطلب تخطيط مسار أداة متعدد المحاور، واكتشاف التصادم، والتحكم في متجه محور الأداة.
التطبيقات الموصى بها:
تصنيع الآلات للمكونات الأساسية في الصناعات التحويلية المتطورة مثل صناعة الطيران، والطاقة، وتوليد الطاقة.
الأجزاء التي تتطلب دقة عالية للغاية (مثل المفاصل الاصطناعية) في الصناعات الطبية وصناعة الأدوات الدقيقة.

التصنيع الآلي بالقطع السلكي EDM (EDM)

في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي، تُعد عملية EDM عملية بالغة الأهمية للتعامل مع المواد عالية الصلابة (HRC 50+) والتجاويف المعقدة. كما أنها تزيل المواد الزائدة من الأجزاء المطحونة لمنع التشوه:

ماكينة EDM السلكية السريعة

الوصف: تستخدم ماكينة EDM السلكية عالية السرعة (WEDM-HS) سلك موليبدينوم كقطب كهربائي يدور بسرعة 8-10 م/ثانية. وهو يزيل المعدن من خلال تفريغ الشرارة، مما يحقق قطعاً واحداً.
الدقة: ± 0.01 مم، خشونة السطح Ra 1.25-2.5 ميكرومتر، مما يلبي احتياجات التشغيل الآلي العامة.
سرعة المعالجة: زادت سرعات القطع بشكل عام من 20-40 مم²/الدقيقة إلى أكثر من 100 مم²/الدقيقة، بحد أقصى 260 مم²/الدقيقة.
تكلفة المعالجة: منخفضة التكلفة، وبهيكل بسيط، وبأسعار معقولة، مما يجعلها مناسبة للتصنيع الآلي بكميات كبيرة ودقة منخفضة.

ماكينة EDM السلكية المتوسطة

الوصف: تندرج ماكينات EDM ذات الأسلاك المتوسطة (MS-WEDM) ضمن فئة القطع السلكي عالي السرعة، مما يتيح إجراء عمليات قطع متعددة. يتم تشغيل القطع الخشن بسلك الموليبدينوم بسرعات عالية (8-12 م/ث)، بينما يتم التشطيب بسرعات أقل (1-3 م/ث).
الدقة: ± 0.003 مم، وخشونة السطح Ra 0.65 ميكرومتر، مما يؤدي إلى جودة تصنيع أعلى من القطع السلكي السريع.
سرعة المعالجة: تقريبي لقطع الأسلاك السريع، مع تقليل السرعة لتحسين الجودة أثناء عمليات القطع المتعددة.
تكلفة المعالجة: توازن معتدل بين التكلفة والكفاءة، مع الاحتفاظ بمزايا القطع السلكي السريع مع تحسين الجودة من خلال القطع المتعدد. مناسبة للتشغيل الآلي متوسط الدقة.

سلك بطيء EDM EDM

الوصف: تستخدم ماكينة EDM السلكية منخفضة السرعة (WEDM-LS) قطباً كهربائياً سلكياً بطيئاً أحادي الاتجاه، يتحرك بسرعة أقل من 0.2 م/ثانية، ويتم إيقافه بعد التفريغ.
الدقة: ± 0.001 مم، وخشونة السطح Ra بحد أدنى 0.05 ميكرومتر، مما يحقق جودة تصنيع عالية. سرعة المعالجة: بحد أقصى 400 مم/دقيقة، أبطأ من القطع السلكي السريع، مما يؤدي إلى تصنيع آلي عالي الجودة للأجزاء المعقدة.
تكلفة المعالجة: معدات عالية التكلفة وباهظة الثمن، مع سلك قطب كهربائي يمكن التخلص منه. مناسبة لتصنيع القوالب المعقدة عالية الدقة والمعقدة.

الفروق بين الآلة EDM السلكية السريعة، والآلة EDM السلكية البطيئة، والآلة EDM السلكية المتوسطة:

ماكينة EDM السلكية السريعة
توفر أسرع سرعة معالجة وهي مناسبة للأشكال البسيطة والأجزاء رقيقة الجدران والأسطح المسطحة والخشونة العالية للسطح.
التطبيقات: القطع المعدني السريع وإنتاج قوالب أو قطع منخفضة إلى متوسطة الدقة. مناسبة لعمليات الإنتاج الصغيرة والمتوسطة الحجم ذات المواعيد النهائية الضيقة.

ماكينة EDM السلكية المتوسطة
توفر السرعة والدقة بين السرعة العالية والبطيئة في التشغيل الآلي للتشغيل الآلي بالأسلاك ذات السرعة العالية والبطيئة في آن واحد، مما يوازن بين وقت المعالجة وجودة السطح.
التطبيقات: معالجة القوالب والقطع متوسط الدقة للأجزاء الميكانيكية. مناسبة للإنتاج بكميات كبيرة أو حيثما كان التوازن بين الدقة والكفاءة مطلوباً.

إدارة EDM السلك البطيء
يوفر سرعات معالجة أبطأ ولكن بدقة وجودة سطح عالية، مع الحد الأدنى من التشوه الحراري، مما يجعله مناسبًا للتصنيع الآلي المعقد والدقيق.
التطبيقات: معالجة القِطع عالية الدقة وذات الجودة السطحية العالية، مثل تلك المستخدمة في مجال الطيران، والأجهزة الطبية، وتصنيع القوالب المتطورة.

الفحص ومراقبة الجودة

يتم إجراء قياسات ما بعد التصنيع باستخدام أدوات متخصصة:

الفرجار ذو الورنية، والميكرومتر، ومقاييس العمق (للفحص السريع)
ماكينة قياس الإحداثيات (CMM) (فحص الأبعاد عالي الدقة)
جهاز اختبار خشونة السطح (قياس قيمة Ra)
فحوصات الدقة الهندسية (التعامد، والتركيز، والتسطيح، إلخ)
يتم توثيق نتائج الفحص وأرشفتها؛ ويتم تعديل معايير العملية على الفور في حالة حدوث انحرافات.

الهدف: التأكد من أن كل جزء يلبي متطلبات التفاوت المسموح به ومعايير العميل (على سبيل المثال, ISO 2768).

ما بعد المعالجة والتشطيب

قم بإزالة النتوءات يدويًا من المناطق التي يتعذر الوصول إليها بأدوات الطحن وتنظيف قطع العمل;
إجراء المعالجات السطحية اللازمة:
التلميع, السفع الرملي, الطلاء بأكسيد الألومنيوم, الطلاء الكهربائي, التخميلإلخ;
وضع علامة على أرقام القطع أو النقش بالليزر;
قم بتغليفها بشكل وقائي لمنع تلف الشحن.

الهدف: تحسين مظهر المنتج ومقاومة التآكل والأداء الوظيفي.

التغذية المرتدة للبيانات وتحسين العمليات

تخزين معلمات التصنيع الآلي، وعمر الأداة، وبيانات الفحص;
تلخيص الخبرة لتحسين مسارات الأدوات أو تصميمات التَرْكِيبات أو معلمات القطع;
إنشاء قاعدة بيانات موحدة للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي;
توفير حلول معالجة قابلة للتكرار والتتبع للأجزاء المتشابهة.

الهدف: تحقيق التحسين المستمر، وتعزيز اتساق الإنتاج وكفاءته.

ملخص الدليل الكامل للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي هي تقنية تصنيع دقيقة مؤتمتة للغاية حيث تؤثر كل خطوة، بدءًا من نمذجة التصميم إلى تحسين الفحص، تأثيرًا مباشرًا على جودة القِطع وكفاءة الإنتاج.
ومن خلال العمليات الموحدة والبرمجة العلمية والفحص الدقيق، فإنها تحقق دقة عالية وثباتًا واتساقًا في نتائج الإنتاج. إذا كانت لديك مكونات مُشكَّلة بنظام التحكم الرقمي لإنتاجها، فاتصل بـ ويلدو التصنيع بالقطع للحصول على أحدث عرض أسعار.