ثماني خصائص للمثقاب اللولبي ووظائفه

هل تعرف هذه المصطلحات: زاوية الحلزون، زاوية الرأس، حافة القطع الرئيسية، شكل المجرى؟ إذا لم تكن تعرفها، فتابع القراءة. سنجيب على أسئلة مثل: ما هي حافة القطع الثانوية؟ ما هي زاوية الحلزون؟ وكيف تؤثر هذه المصطلحات على الاستخدام في التطبيقات المختلفة؟

لماذا من المهم معرفة هذه الأمور؟: تختلف متطلبات الأدوات باختلاف المواد المستخدمة. لذا، يُعد اختيار مثقاب حلزوني ذي بنية مناسبة أمرًا بالغ الأهمية لنتائج الحفر.

دعونا نلقي نظرة على الميزات الأساسية الثمانية لمثقاب اللولب: زاوية النقطة، حافة القطع الرئيسية، حافة القطع الإزميلية، القطع النقطي وترقيق النقطة، شكل الأخدود، القلب، حافة القطع الثانوية، وزاوية الحلزون.

لتحقيق أفضل أداء للقطع في المواد المختلفة، يجب أن تتطابق جميع الميزات الثمانية مع بعضها البعض.

ولتوضيح ذلك، نقارن بين المثاقب اللولبية الثلاثة التالية:

• مثقاب حلزوني DIN 338، HSS-E
• مثاقب حلزونية DIN 338، HSSE-Co M35
• مثقاب حلزوني DIN 338، HSS 4341

زاوية النقطة

تقع زاوية رأس المثقاب اللولبي على رأسه. تُقاس الزاوية بين حافتي القطع الرئيسيتين في الأعلى. وتُعدّ زاوية الرأس ضرورية لتوسيط المثقاب اللولبي في المادة.

كلما صغرت زاوية رأس القلم، كلما سهُل توسيطه في المادة. وهذا يقلل أيضاً من خطر الانزلاق على الأسطح المنحنية.

كلما زادت زاوية رأس المثقب، قلّ وقت الطرق. مع ذلك، يتطلب الأمر ضغط تلامس أعلى، ويصبح التمركز في المادة أكثر صعوبة.

من الناحية الهندسية، تعني زاوية النقطة الصغيرة حواف قطع رئيسية طويلة، بينما تعني زاوية النقطة الكبيرة حواف قطع رئيسية قصيرة.

حواف ماين كون

تتولى حواف القطع الرئيسية عملية الحفر الفعلية. تتميز حواف القطع الطويلة بأداء قطع أعلى مقارنةً بحواف القطع القصيرة، حتى وإن كانت الفروقات طفيفة للغاية.

يحتوي المثقاب اللولبي دائمًا على حافتين قاطعتين رئيسيتين متصلتين بحافة إزميل قاطعة.

حافة الإزميل المقطوعة

تقع حافة الإزميل المقطوعة في منتصف رأس المثقاب، وهي غير قادرة على القطع. ومع ذلك، فهي ضرورية لتصنيع المثقاب الحلزوني، إذ تربط بين حافتي القطع الرئيسيتين.

تتولى حافة الإزميل المقطوعة مهمة اختراق المادة، مما يؤدي إلى الضغط والاحتكاك عليها. وتتسبب هذه الخصائص، غير المواتية لعملية الحفر، في زيادة توليد الحرارة واستهلاك الطاقة.

ومع ذلك، يمكن تقليل هذه الخصائص من خلال ما يسمى "التخفيف".

القطع المدببة والتخفيف المدبب

يؤدي ترقيق رأس المثقاب إلى تقليل حافة القطع في أعلى المثقاب اللولبي. وينتج عن هذا الترقيق انخفاض كبير في قوى الاحتكاك في المادة، وبالتالي انخفاض في قوة التغذية اللازمة.

هذا يعني أن التخفيف هو العامل الحاسم في التمركز داخل المادة. فهو يحسن عملية التثبيت.

تُوحّد أشكال ترقيق الرؤوس المختلفة في معيار DIN 1412. وأكثر الأشكال شيوعاً هي الرأس الحلزوني (الشكل N) والرأس المشقوق (الشكل C).

شكل أخدود المزمار (شكل الأخدود)

بفضل وظيفتها كنظام قنوات، فإن شكل المجرى يعزز امتصاص الرقائق وإزالتها.

كلما كان شكل الأخدود أوسع، كان امتصاص الرقائق وإزالتها أفضل.

إن ضعف إزالة الرقائق يعني زيادة في توليد الحرارة، مما قد يؤدي بدوره إلى التلدين وفي النهاية إلى كسر مثقاب اللف.

تتميز الأخاديد العريضة بأنها مسطحة، بينما تتميز الأخاديد الرقيقة بأنها عميقة. ويحدد عمق الأخاديد سُمك لب الحفر. تسمح الأخاديد المسطحة باستخدام لب ذي أقطار كبيرة (سميكة)، بينما تسمح الأخاديد العميقة باستخدام لب ذي أقطار صغيرة (رقيقة).

جوهر

يُعد سُمك اللب هو المقياس الحاسم لاستقرار مثقاب اللولب.

تتميز المثاقب الحلزونية ذات القطر الكبير (السميك) بثبات أعلى، مما يجعلها مناسبة لعزوم الدوران العالية والمواد الصلبة. كما أنها مناسبة جدًا للاستخدام في المثاقب اليدوية نظرًا لمقاومتها العالية للاهتزازات والقوى الجانبية.

ولتسهيل إزالة الرقائق من الأخدود، يزداد سمك اللب من طرف المثقاب إلى الساق.

شطبات التوجيه وحواف القطع الثانوية

يقع شطفا التوجيه عند الأخاديد. ويعمل هذان الشطفان المصقولان بدقة على الأسطح الجانبية للبئر، ويدعمان توجيه مثقاب اللولب داخل البئر المحفور. كما تعتمد جودة جدران البئر على خصائص شطفي التوجيه.

تشكل الحافة القاطعة الثانوية نقطة الانتقال من شطبات التوجيه إلى شكل الأخدود. وهي تعمل على فك وقطع الرقائق العالقة بالمادة.

يعتمد طول شطبات التوجيه وحواف القطع الثانوية بشكل كبير على زاوية الحلزون.

زاوية حلزونية (زاوية لولبية)

من السمات الأساسية للمثقاب اللولبي زاوية الحلزون (زاوية اللولب). فهي تحدد عملية تكوين الرقائق.

تُتيح زوايا الحلزون الأكبر إزالة فعّالة للمواد اللينة ذات الرقائق الطويلة. أما زوايا الحلزون الأصغر، فتُستخدم للمواد الصلبة ذات الرقائق القصيرة.

تتميز المثاقب الحلزونية ذات زاوية الحلزون الصغيرة جدًا (10° - 19°) بلف حلزوني طويل. في المقابل، تتميز المثاقب الحلزونية ذات زاوية الحلزون الكبيرة (27° - 45°) بلف حلزوني قصير. أما المثاقب الحلزونية ذات اللف الحلزوني العادي، فتتراوح زاوية حلزونها بين 19° و40°.

وظائف الخصائص في التطبيق

للوهلة الأولى، يبدو موضوع المثاقب الحلزونية معقداً للغاية. صحيح أن هناك العديد من المكونات والخصائص التي تميز المثقاب الحلزوني، إلا أن العديد من هذه الخصائص مترابطة فيما بينها.

للعثور على المثقاب اللولبي المناسب، يمكنك تحديد التطبيق الذي تستخدمه في الخطوة الأولى. يحدد دليل DIN للمثاقب والمثاقب الغاطسة، بموجب معيار DIN 1836، تقسيم مجموعات التطبيقات إلى ثلاثة أنواع N و H و W:

لن تجد اليوم في السوق الأنواع الثلاثة N وH وW فقط، بل تمّ ترتيبها بشكل مختلف مع مرور الوقت لتحسين أداء مثاقب اللفّ لتطبيقات خاصة. ونتيجةً لذلك، ظهرت أشكال هجينة لا تخضع أنظمة تسميتها لمعايير DIN. ستجد في MSK ليس فقط النوع N، بل أيضاً الأنواع UNI وUTL وVA.

الخلاصة والملخص

الآن تعرف ما هي خصائص المثقاب اللولبي التي تؤثر على عملية الحفر. يوضح لك الجدول التالي نظرة عامة على أهم خصائص كل وظيفة.

بشكل أساسي، يمكنك تحديد التطبيق والمادة التي تريد الحفر فيها.

ألق نظرة على أنواع المثاقب الحلزونية المتوفرة وقارن بين الميزات والوظائف التي تحتاجها لحفر المواد التي ترغب في حفرها.