أخبار - كيفية اختيار الأسنان المناسبة لشفرة المنشار

في مجال القطع الصناعي، يُخلط غالبًا بين شفرات المنشار والمواد الاستهلاكية العادية. مع ذلك، بالنسبة للمهندسين ذوي الخبرة أو مديري الإنتاج، تُعد شفرة المنشار أداة مصممة بدقة متناهية. غالبًا ما تعتمد جودة القطع على انحراف بسيط يتراوح بين درجتين وثلاث درجات فقط في شكل أسنان الشفرة، وهو ما قد يؤدي إلى كسر شديد في الشفرة أو إلى سطح قطع أملس كسطح المرآة.

هذه المرة نتعمق في الخصائص الفيزيائية لزوايا أسنان المنشار، ونشرح بالتفصيل كيف تؤثر أشكال الأسنان المحددة على تراكم الحرارة وحمل الرقائق وجودة القطع لثلاثة أنواع رئيسية من المواد: المعادن الحديدية (القطع الجاف) والخشب والمواد المركبة المعمارية.

تشريح السن

قبل تحليل تطبيقات محددة، يجب علينا توحيد مصطلحاتنا فيما يتعلق بالأبعاد الزاوية الثلاثة الحاسمة التي تحدد أداء القطع.

زاوية القطع هي زاوية وجه السن بالنسبة لخط شعاعي مرسوم من مركز الشفرة إلى طرف السن.

وظيفة:يحدد ذلك مدى "حدة" القطع. ويحدد زاوية مستوى القص - الزاوية التي تتشوه عندها المادة وتنفصل عن قطعة العمل.

القاعدة العامة:تتطلب الزوايا الموجبة الأعلى طاقة أقل، لكنها تُنتج سطحًا خشنًا وحافة أقل متانة. أما الزوايا السالبة فتتطلب قوة أكبر، لكنها توفر تحكمًا أفضل وقوة حافة أعلى.

زاوية الخلوص (زاوية التخفيف) —β

هذا هو الشطف الموجود أعلى السن والذي يكون بعيدًا عن حافة القطع.

تتمثل وظيفتها في منع رؤوس الكربيد من الاحتكاك بالمادة التي قمت بقطعها للتو.

إليك المقابل:إذا كانت الزاوية شديدة الانحدار، ستكون أطراف الأسنان هشة وتفتقر إلى الدعم، مما يؤدي إلى تكسرها. أما إذا كانت الزاوية ضحلة للغاية، فسيولد الاحتكاك حرارة زائدة، مما يتسبب في تمدد حراري واحتراق قطعة العمل في نهاية المطاف.

الخلوص القطري (الجانبي)

تعمل هذه الزاوية على تضييق السن من الأمام إلى الخلف على طول الجوانب.

يقلل هذا التصميم من الاحتكاك بين جوانب الأسنان وجدران شق القطع. في عمليات القطع الجاف التي لا يتوفر فيها مُزلِّق لتبريد جوانب الأسنان، تُعد هذه الزاوية بالغة الأهمية لمنع تراكم الحرارة.

المعادن الحديدية (منشار القطع الجاف البارد)

التركيز: إدارة الحرارة ومقاومة الصدمات

تُعدّ المناشير الباردة ذات القطع الجاف (المزودة برؤوس من السيرميت أو الكربيد المطلي) الفئة الأكثر تعقيدًا من الناحية التقنية في التصميم. وهنا يكمن الهدف غير البديهي: نريد توليد الحرارة، ولكن علينا التخلص منها فورًا.

أثناء القطع الجاف، تتولد الحرارة نتيجة التشوه اللدن للفولاذ. يجب أن ينقل تصميم الأداة ما بين 80% إلى 90% من هذه الحرارة إلى الرايش، وبهذه الطريقة، تبقى كل من الشفرة وقطعة العمل باردة. هذا هو بالضبط مبدأ "القطع البارد".

هندسة "القطع البارد"

عند قطع الفولاذ الطري، نستخدم عادةً تقنية الطحن ثلاثي الرقائق (TCG). لكن الزاوية تختلف باختلاف البنية المجهرية للفولاذ.

تطبيقات الجدران الرقيقة (الأنابيب، والحديد الزاوي، والقنوات)

زاوية الميل: إيجابي (+5° إلى +10°)

زاوية الخلوص: من 10° إلى 12°

المنطق:تساعد الخلوصات الأعلى قليلاً على خروج السن من القطع بشكل نظيف دون الاحتكاك بالنتوء الذي يتشكل عادة داخل الأنبوب.

تطبيقات صلبة (قضبان، صفائح سميكة)

زاوية الميل: من الصفر إلى درجات موجبة منخفضة من 0° إلى +3°

الفيزياء:عند قطع الفولاذ الصلب، يتداخل السن مع المادة لفترة أطول، مما يُولّد حملاً مستمراً وعالي التأثير. أما الزاوية الموجبة الحادة فتترك طرف الكربيد غير مدعوم وضعيفاً.زاوية ميل صفريةيوجه قوى القطع إلى الخلف داخل جسم الشفرة، مستفيدًا من قوة الضغط للكربيد (وهي عالية) بدلاً من قوة القص الخاصة به (وهي أقل).

زاوية الخلوص: 8 درجات

المنطق:تؤدي زاوية الخلوص المنخفضة إلى إضافة المزيد من "اللحم" خلف حافة القطع، مما يعمل كمشتت حراري ودعم هيكلي.

الفولاذ المقاوم للصدأ (تحدي التصلب بالتشكيل)

زاوية الميل: 0°حتى +5 درجة
اعتبار خاص:يميل الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل SUS304) إلى "التصلب" عند احتكاكه. الشفرةيجباقطع، لا تنزلق. في حين أن القطع بزاوية صفرية يوفر قوة، فإننا غالبًا ما نحتاج إلى زاوية أكبر قليلاً.زاوية الخلوص (12°)أكثر استخدامًا للفولاذ الطري. وهذا يضمن أنه بعد إجراء القطع، لا يلامس الجزء الخلفي من السن المادة، التي "ترتد" بشكل طفيف بسبب مرونتها.

تطبيقات النجارة

التركيز: اتجاه الحبوب وقطع الألياف

الخشب مادة غير متجانسة الخواص، إذ تختلف خصائصه الفيزيائية باختلاف اتجاه القوة بالنسبة لألياف الخشب. لذلك، يجب أن تتكيف هندسة شفرة المنشار مع اتجاه ألياف الخشب.

أ. التقطيع (القطع مع اتجاه الألياف)

عملية التمزيق هي في الأساس عملية نحت. والهدف منها هو رفع خيوط الألياف الطويلة من الطريق.
- زاوية الميل: إيجابي مرتفع (+20°(حتى +25 درجة مئوية)
- الهندسة: طحن السطح المسطح (FTG)
- الفيزياء:تعمل زاوية الخطاف العالية كالمِسحاج اليدوي، فتزيل المواد بسرعة. هذه الزاوية الحادة تسحب الخشب نحو النصل. ورغم أن هذا يسمح بمعدلات تغذية سريعة جدًا (وهو أمر بالغ الأهمية لمناشر الخشب)، إلا أنه يترك سطحًا خشنًا.
- عامل البلع:يجب أن يكون "الفجوة" (الوادي بين الأسنان) عميقة وكبيرة. ألياف الخشب الطويلة تُنتج رقائق كبيرة الحجم؛ إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا، فإن نشارة الخشب تنضغط، مما يُسبب احتكاكًا واحتراق الخشب (والشفرة).
ب. القطع العرضي (القطع عكس اتجاه الألياف)

يتطلب القطع العرضي قطع الألياف المتعامدة مع اتجاه القطع. إذا استخدمت شفرة تقطيع (FTG) هنا، فسوف تتسبب في تفتيت الخشب أو تشظيه عند جانب الخروج.
- زاوية الميل: إيجابي معتدل (+10)°إلى +15°)
- الهندسة: شطف علوي بديل (ATB) أو شطف علوي عالي (Hi-ATB)
- الفيزياء:تُشطف الأسنان لتشكيل رؤوس حادة تشبه السكاكين على الجانبين المتناوبين. تقوم هذه الأسنان بخدش الألياف على جانبي الشق.قبلإزالة المادة المركزية. زاوية القطع السفلية (10°مقابل 20°) يبطئ من "قبضة" الشفرة، مما يسمح بعملية قص أكثر سلاسة تترك نهاية مصقولة للحبوب.

المعادن غير الحديدية والمواد المركبة

التركيز: السلامة ومقاومة التآكل

أ. الألومنيوم والمعادن غير الحديدية

الألومنيوم معدن لين، قابل للطرق، وله درجة انصهار منخفضة. وهو معروف بقوامه اللزج الذي يميل إلى سد أسنان الشفرات.
- زاوية الميل: سلبي (-5°إلى -6°)
- الهندسة: لعبة بطاقات التداول
- فيزياء السلامة:إذا استخدمت زاوية ميل موجبة (مثل شفرة الخشب) على الألومنيوم، فإن الشفرة ستلتصق بالمادة. في منشار القطع اليدوي، قد يؤدي ذلك إلى سحب مقبض المنشار للأسفل بعنف أو قذف قطعة العمل.نسبة الخصم السلبيتغير الزاوية متجه القوة: فهي تدفع المادةبعيدمن الشفرة وعلى طول السياج الخلفي، مما يضمن قطعًا آمنًا ومتحكمًا فيه.
- تشحيم:على عكس القطع الجاف للفولاذ، يتطلب الألومنيوم عادةً تزييتًا بالرذاذ لمنع الرقائق من الالتصاق بالفتحة.
ب. المواد المركبة الإنشائية (الرقائق، الميلامين، الأسمنت الليفي)
- زاوية الميل: سلبي (-2°(حتى -5 درجة مئوية)
- الفيزياء:تتميز مواد مثل الميلامين بطبقة سطحية هشة وصلبة كالزجاج تغطي لبًا من الخشب المضغوط الناعم. يؤدي خطاف موجب إلى رفع المادة لأعلى، مما يتسبب في تكسر السطح الهش.الخطاف السلبييضغط على المادة لأسفل أثناء القطع، مما يؤدي إلى ضغط الطبقة السطحية ومنع التكسر.
- ملاحظة حول المادة:بالنسبة للأسمنت الليفي (الذي يحتوي على نسبة عالية من السيليكا الكاشطة)، فإن الزاوية أقل أهمية من مادة الطرف.الماس متعدد البلورات (PCD)تُعدّ النصائح ضرورية لضمان طول العمر، وعادةً ما تتميز بزوايا موجبة منخفضة (+5).°) لإدارة كمية الغبار الكبيرة.