כרסום הוא תהליך CNC חיוני המשתמש בחותכים רב-קצוות כדי להסיר חומר על מנת ליצור אובייקטים בצורות שונות בצורה מדויקת. כרסום תהליכים, החיוניים בייצור, ניתנים לסווג על סמך כיוון החותך כגון כרסום פנים, כרסום קצה, כרסום חוטים, כרסום זוויתי, כרסום כתף וסוגים אחרים שלכל אחד מהם יכולות ויישומים מיוחדים משלו.
סקירה כללית של סוגי תהליכי כרסום
כרסום הוא אחת הפעולות המרכזיות בעיבוד שבבי המבוצעות כיום, הכוללות פעילויות שונות בהן מומחים מעצבים חומרי עבודה על ידי הסרת החומרים מהחלקים. הסיווג לפי כרסום מתחלק לעתים קרובות לקווי מיקום אופקי ואנכי של החותך ליצירת גישות בסיסיות המאפשרות להם לעצב חומרי עבודה בעיצובים רבים.
פעולות הטחינה הנדונות בעיקר במאמר זה הן הבאות:
- כרסום פנים
- כרסום סוף
- כרסום חוטים
- כרסום זוויתי
- כרסום כתף
1. כרסום פנים: טכניקות ויישומים
כרסום פנים הוא טכניקה קריטית בייצור מודרני, הידועה ביכולתה לייצר משטחים שטוחים לחלוטין. לכרסום פנים יש ציר המאונך לחומר העבודה, והוא מסיר במהירות חומר בסדרה של חיתוכים ויוצר משטח חלק. פעולת ייצור זו נחוצה עבור מגזרי דיוק גבוהים כמו תעופה וחלל ורכב, שבהם יש צורך לכרסום שטחים רחבים באופן שווה.
יישומים של כרסום פנים מגוונים וניתן לחלק אותם למספר תחומים עיקריים:
2. הסרת מלאי כבד: בשל גורמי התכנון בנוגע לסוג זה של חותך, הוא מאפשר הסרה מהירה או כמויות גדולות של חומר, המבוצעות בעיקר כצעד ראשוני כאשר חלקים יצוקים או מזויפים זקוקים לעיבוד שבבי.
3. גימור: את עיבוד השחזה הסופי של החלק ניתן לבצע על ידי כרסום פנים באמצעות כלים מתאימים כדי לקבל גימורים עדינים מאוד ובכך לבטל כל צורך בשחיקה או עיבוד שבבי נוסף.
4. ייצור תבניות ותבנית: דיוק וגימור פני השטח הופכים לחשובים יותר ויותר בייצור תבניות ותבניות. שימוש אחד כאן הוא חיתוך באמצעות חיתוך מהיר כדי להביא את התבנית או התבנית למידות ולגימור פני השטח הסופיים.
5. תעופה וחלל ורכב: כרסום פנים משמש באזורים אלה ליצירת משטחים שטוחים גדולים על חלקי גוף ומסגרות שבהם דיוק וחוזק הם קריטיים.
למרות איכות פני השטח המצוינת וקצב הייצור המהיר, ישנם כמה אתגרים שכדאי לציין. חיסרון נוסף של כרסום פנים הוא עלות ייצור הכלים, שלעתים קרובות יקרה, במיוחד כאשר מדובר במשימות עיבוד שבבי מיוחדות או בקנה מידה קטן. אף על פי כן, זהו תהליך ייצור מוליכים למחצה הכרחי עבור יצרנים המעריכים יעילות ודיוק בפעילויות העיבוד השבבי שלהם.
2. כרסום סוף
תהליך כרסום קצה הוא שיטת עיבוד שבבי CNC שיכולה לפעול על ידי חיתוך בקצה ובמשטח ההיקפי של חותך קצה. בניגוד לכרסום פנים, הפועלת על פני הכלי, כרסום קצה כרוך בשימוש בקצה החותך לחיתוך או לעצב חומר עבודה. ניתן להשתמש בתהליך ליצירת חריצים, כיסים וכן קווי מתאר מורכבים.
כמה דוגמאות ליישומים בטחינת קצה הן:
1. חריצת: זהו אחד השימושים הנפוצים ביותר עבור טחנת קצה שבו נוצרים חריצים בצורות ובגדלים שונים.
2. כיסים: זה גם עובד טוב מאוד בעת חלול חלקים בתוך חומר עבודה כדי ליצור כיסים או שקעים.
3. יצירת פרופילים: פעולות פרופילציה משתמשות גם בתהליך זה שבו קצוות חיתוך בהיקף מגדירים את הצורה החיצונית של החלק המיוצר.
4. עיצוב קווי מתאר: היכולת של כרסום קצה לנוע לאורך נתיבים מורכבים מאפשרת לו לייצר קווי מתאר מורכבים ביותר ופרטים עדינים בחלקי עבודה.
5. קידוח וצלילה: למרות שקידוח אינו המטרה העיקרית שלו, מקדחות קצה יכולות לצלול בקלות לתוך חומרים בדיוק במידה הדרושה כדי ליצור חור התחלה לכל פעולת כרסום אחרת.
3. כרסום חוטים
כרסום הברגה מתייחס לתהליך שבו מייצרים הברגות בתוך חור או סביב החלק החיצוני של גליל על ידי מכונות ייעודיות. זה כרוך בשימוש בכורסות הברגה - סוג של חותכים מרובי נקודות מסתובבים - כדי לבנות תבנית הברגה מדויקת על/בצורה מעגלית סביב דגימות ריקות הנבדקות. כרסום הברגה ניתן להתאמה בכל הנוגע לייצור הברגות פנימיות או חיצוניות, הברגות ישרות או מחודדות, ואפילו הברגות מרובות על כלי אחד בקטרים שונים.
כאשר קו הסליל הזה עולה או יורד עם כל סיבוב של 360 מעלות, נוצר הברגה מלאה בסיבוב אחד, דבר שמתקבל רק על ידי הזזת כרסום הברגה למעלה/למטה בהתאם. בשונה מהברגה כאשר צריך לקדוח חורים בגודל ספציפי בחלקי העבודה; לכן, לכרסום הברגה יש גמישות רבה יותר מכיוון שניתן להשתמש בכלי אחד ליצירת הברגות בקטרים ופסעות שונים. בנוסף, תהליך זה מאפשר ביצוע התאמות מבחינת סבולות, התאמת הברגה ושינויי חומר.
סוגי הברגות שניתן לחרוט
כרסום הברגה הוא תהליך מדויק ורב-תכליתי המשמש בעיבוד שבבי CNC לפיתוח חלקים מושרשים. הוא ידוע בדיוקו, כמו גם ביכולתו ליצור מגוון רחב של צורות הברגה הכוללות:
חוטים פנימיים: טחינות הברגה מסוגלות לייצר הברגות פנימיות מדויקות ומלוטשות המשמשות בדרך כלל באומים, קדחים ויישומי הברגה פנימית אחרים.
Eחוטים חיצוניים: יתר על כן, כרסום הברגה יוצר הברגות חיצוניות מדויקות על ברגים, צירים וכן רכיבים גליליים אחרים.
חוטים ישרים: הסוג הרגיל של הברגות המשמשות ברוב יישומי ההידוק בעלות קטרים דומים לכל אורכן.
חוטים מחודדים: סוגים אלה של הברגות מצטמצמים בקוטר לאורכן וניתן לעבד אותן באמצעות טחנות הברגה מיוחדות; הן נפוצות באביזרי צנרת.
הברגות ימניות: זהו הסוג הפופולרי ביותר שבו כיוון ההידוק הוא עם כיוון השעון.
חוטים שמאליים: הם אינם בשימוש נפוץ מכיוון שהם מתהדקים נגד כיוון השעון, במיוחד כשמדובר במניעת סיבוב או כוח הגורמים לאובדן הברגות ימניות עקב כיוון סיבוב רופף או כוח המופעל.
הברגות עדינות וגסות - בהתאם למידת הדחיסה או המרווח בין ההברגות עבור כל יישום נתון, ניתן לחתוך הברגות עדינות (במרווחים צמודים) או גסות (במרווחים רחבים) באמצעות טחינות הברגה.
חוטים מרובי התחלות - הם מכילים שני סרטים או יותר שזורים במקביל, מה שאומר שיש להם מעורבות חוטים מהירה יותר.
שימו לב שאלה רק כמה סוגי הברגה נפוצים, וסוגי הברגה מיוחדים יותר עשויים להיות מעורבים ביישומים בפועל. למידע נוסף על הברגה, אנא עיינו ב- אספת התקנים IFI-8.
יתרונות כרסום הברגה על פני שיטות הברגה מסורתיות
רבגוניות: כלי אחד יכול לייצר גדלי וסוגי הברגה שונים, וחוסך את הצורך בהרבה הברגות או שבלונות.
איכות וחוזק: בדרך כלל כרסום הברגה מניב הברגות באיכות גבוהה יותר מבחינת חוזק, דיוק ממדי וגימור פני השטח.
אין סיכון שבירה: בניגוד לברזים, טחינות הברגה אינן נשברות בתוך חומר העבודה מכיוון שיש להן פחות סיכוי להישבר ובכך הודות לעיצובן שמפזר את העומס כך שהוא לא מרוכז בנקודה אחת במהלך העיבוד.
כוונון: בעזרת כרסום הברגה, קל להתאים את הביצועים לסבולות שונות ובכך להציע שליטה טובה יותר על מידות ההברגה הסופיות.
ללא קוצים: שיטת הכרסום בה נעשה שימוש בדרך כלל משאירה משטח חלק ונקי על הברגים ובכך מבטלת כל דרישות גימור משניות.
השחלה לתחתית: מצד שני, טחינות הברגה אינן זקוקות למרווח נוסף בקצה; ניתן להשתמש בהן כדי ליצור הברגות קרוב יותר לתחתית חורים עיוורים, בעוד שברזים ידרשו כמות מסוימת של מרווח בנקודה זו.
חיי כלי משופרים: בהשוואה לברזים, כרסומי הברגה מחזיקים מעמד זמן רב יותר בזכות עומס החיתוך המפוזר שלהם בין מספר להבי שיניים, אשר ניתן לעצב מחדש או להחליף אותם כשהם קהים.
טוב יותר לחומרים קשים: בחומרים קשים או שבירים שבהם הברגה אגרסיבית מדי, שכן כרסום איום מספק פעולת חיתוך פחות חמורה ובכך מפחית את הסבירות לפגיעה בהם.
4 . כרסום זוויתי
מבין ההיבטים השונים של עיבוד שבבי CNC, כרסום זוויתי הוא גישה מדויקת מאוד לייצור שיפועים ספציפיים ומאפיינים זוויתיים מסוימים על רכיבים. ניתן לבצע שיפועים ופרופילים זוויתיים מורכבים באמצעות תהליך זה מכיוון שהוא חיוני עבור חלקים בעלי משטחים משופעים או חיתוכים זוויתיים כמו סוגריים וגלגלי שיניים.
יכולתו לייצר צורות אווירודינמיות, כמו גם כאלה הדורשות הרכבה בזוויות ספציפיות, מציבה אותו בביקוש גבוה, במיוחד בתעשיות התעופה והחלל והרכב. ידוע כי לכרסום זוויתי יש דיוק גבוה, דבר הכרחי למדי כשמתמודדים עם עיצובים מורכבים הדורשים אומנות מעולה.
טחנת כרסום זו בולטת בכך שהיא מצמצמת התערבויות ידניות ושגיאות אפשריות הקשורות לעיבוד זוויתי מורכב. טכנולוגיית בקרה נומרית ממוחשבת (CNC) מתקדמת מבטיחה זמני ייצור מהירים יותר מבלי לפגוע בדיוק החיתוכים. בחירה בטכנולוגיית טחינה זוויתית מבטיחה גימור מורכב עם פרטים שאין שני להם במוצר הסופי.
5 . כרסום כתף
כרסום כתפיים הוא פעולה קריטית בצורות הכרסום השונות, היוצרת קצוות זוויתיים נכונים על רכיבים המורכבים. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות כמו רכב ותעופה וחלל לייצור מאפיינים כמו חריצי גלגלי שיניים באמצעות עיבוד שבבי CNC המספק דיוק וחזרתיות גבוהים.
בשיטה זו, גיוון הוא הנקודה החזקה שלה; היא יכולה לעבוד על חומרים רבים ובכך לייצר פרופילים מורכבים של חלקים בעלי מפרטים הנדסיים מחמירים. כרסום כתף עדיין חשוב בייצור מכיוון שהוא מספק קצוות חדים ונקיים לגימור מוצר מעולה.
השוואה בין סוגים שונים של תהליכי כרסום
לכל תהליך כרסום יש את המאפיינים הייחודיים שלו שהופכים אותו למתאים יותר לתרחישי ייצור ספציפיים.
| מאפיין | כרסום סוף | כרסום פנים | כרסום חוטים | כרסום זוויתי | כרסום כתף |
|---|---|---|---|---|---|
| פעולת חיתוך | קצה ופריפריה | פני החותך | קצה חיתוך סלילי | חותך ממוקם בזווית | חיתוך פריפריאלי עם גימור כתף מרובע |
| יישומים | חריצים, כיסים, קווי מתאר מורכבים ופרטים עדינים | משטחים שטוחים, גימורים איכותיים, חומרי גלם כבדים | הברגות מדויקות, פנימיות וחיצוניות | שיפוטים, שיפועים, מאפיינים מחודדים | מאפייני מדרגה, חריצים בעלי קצוות מרובעים וקצוות עדינים |
| הסרת חומרים | בינוני עד גבוה | גָבוֹהַ | נמוך עד בינוני, תלוי בגודל החוט | לְמַתֵן | בינוני עד גבוה |
| עוד רגע והחנות באוויר | משתנה בין גס לדק, תלוי בכלי | בדרך כלל עדין וחלק מאוד | חוטים נקיים ומדויקים | חיתוכים זוויתיים נקיים, בדרך כלל דורשים גימור | קצוות ישרים ומדויקים עם גימור משטח טוב |
| גמישות | רב-תכליתי במיוחד עבור צורות שונות | מוגבל למשטחים מישוריים | מתמחה בחוטים בלבד | מוגבל לתכונות זוויתיות | טוב לקצוות של 90 מעלות ולפרופילים מורכבים |
| הגדרה | מורכבות עקב חיתוך רב כיווני | התקנה פשוטה יותר כחיתוך מישורי בעיקר | הגדרה מיוחדת עבור חוטים | דורש הגדרת זווית מדויקת | מורכב עקב הצורך ביישור קצה מדויק |
סיכום
המאמר הראה לנו עד כה שכרסום הוא דבר גדול ומורכב. הוא כולל סגנונות רבים ושונים של כרסום, כאשר לכל אחד מהם יש יישום ויתרונות משלו. החל מכרסום פנים קלאסי וכרסום קצה ועד לדיוק של כרסום הברגה או יכולת הסתגלות של כרסום כתף, ייצור מודרני מסתמך עליהם ליצירת חלקים בתעשיות שונות.
