كيف تختار المثقاب؟

سأشارككم اليوم كيفية اختيار مثقاب الحفر من خلال ثلاثة شروط أساسية.مثقابوهي: خصائص المادة والطلاء والخصائص الهندسية.

1

كيفية اختيار مادة المثقاب

يمكن تقسيم المواد تقريبًا إلى ثلاثة أنواع: الفولاذ عالي السرعة، والفولاذ عالي السرعة المحتوي على الكوبالت، والكربيد الصلب.

الفولاذ عالي السرعة (HSS):

يُعدّ الفولاذ عالي السرعة حاليًا أكثر مواد أدوات القطع استخدامًا وأرخصها. ويمكن استخدام رؤوس الحفر المصنوعة من هذا الفولاذ ليس فقط في المثاقب الكهربائية اليدوية، بل أيضًا في بيئات أكثر استقرارًا كآلات الحفر. ولعلّ من أسباب طول عمر الفولاذ عالي السرعة إمكانية إعادة شحذ الأدوات المصنوعة منه مرارًا وتكرارًا. وبفضل سعره المنخفض، لا يقتصر استخدامه على صناعة رؤوس الحفر فحسب، بل يُستخدم أيضًا على نطاق واسع في أدوات الخراطة.

فولاذ الكوبالت عالي السرعة (HSSCO):

يتميز الفولاذ عالي السرعة المحتوي على الكوبالت بصلابة أعلى ومقاومة أفضل للتآكل مقارنةً بالفولاذ عالي السرعة العادي، كما أن زيادة الصلابة تُحسّن من مقاومته للتآكل، ولكنها في الوقت نفسه تُقلل من متانته. وكما هو الحال مع الفولاذ عالي السرعة، يمكن تحسين خصائصه من خلال عمليات الصقل والطحن.

 

الكربيد (CARBIDE):

الكربيد الملبد مادة مركبة معدنية. يُستخدم كربيد التنجستن كمادة أساسية، بينما تُستخدم مواد أخرى كمادة رابطة، ويتم تلبيدها عبر سلسلة من العمليات المعقدة، مثل الضغط المتساوي الساخن. بالمقارنة مع الفولاذ عالي السرعة من حيث الصلابة، والصلابة عند درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة التآكل، وغيرها، تُحقق أدوات الكربيد الملبد تحسناً كبيراً، إلا أن تكلفتها أعلى بكثير. يتميز الكربيد بمزايا عديدة مقارنةً بمواد الأدوات السابقة من حيث عمر الأداة وسرعة المعالجة. يتطلب طحن الأدوات المتكرر استخدام أدوات طحن متخصصة.

2

كيفية اختيار طلاء المثقاب

يمكن تصنيف الطلاءات تقريبًا إلى الأنواع الخمسة التالية وفقًا لنطاق الاستخدام.

غير مطلي:

تُعد السكاكين غير المطلية هي الأرخص ثمناً، وعادة ما تُستخدم في تشكيل المواد الأكثر ليونة مثل سبائك الألومنيوم والفولاذ الطري.

طلاء أكسيد أسود:

يمكن أن توفر الطلاءات المؤكسدة تزييتًا أفضل من الأدوات غير المطلية، كما أنها أفضل من حيث مقاومة الأكسدة والحرارة، ويمكن أن تزيد من عمر الخدمة بأكثر من 50٪.

طلاء نتريد التيتانيوم:

يُعد نتريد التيتانيوم أكثر مواد الطلاء شيوعًا، وهو غير مناسب لمعالجة المواد ذات الصلابة العالية نسبيًا ودرجة حرارة المعالجة العالية.

طلاء كربونات التيتانيوم:

يُصنع كربونات نتريد التيتانيوم من نتريد التيتانيوم، ويتميز بمقاومة عالية للحرارة والتآكل، وعادةً ما يكون لونه بنفسجيًا أو أزرق. يُستخدم في تشكيل قطع الحديد الزهر في ورشة هاس.

طلاء نتريد الألومنيوم والتيتانيوم:

يتميز نتريد الألومنيوم والتيتانيوم بمقاومة أعلى لدرجات الحرارة المرتفعة مقارنةً بجميع الطلاءات المذكورة أعلاه، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في بيئات القطع ذات درجات الحرارة العالية، مثل معالجة السبائك الفائقة. كما أنه مناسب لمعالجة الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن نظرًا لاحتوائه على الألومنيوم، قد تحدث تفاعلات كيميائية أثناء معالجة الألومنيوم، لذا يُنصح بتجنب معالجة المواد التي تحتوي على الألومنيوم.

3

هندسة لقمة الحفر

يمكن تقسيم السمات الهندسية إلى الأجزاء الثلاثة التالية:

طول

نسبة الطول إلى القطر تُسمى القطر المزدوج، وكلما صغر القطر المزدوج، زادت الصلابة. اختيار مثقاب بطول حافة مناسب لإزالة الرايش وطول بروز قصير يُحسّن الصلابة أثناء التشغيل، مما يزيد من عمر الأداة. أما طول الشفرة غير الكافي فقد يُتلف المثقاب.

زاوية رأس المثقاب

تُعد زاوية رأس المثقاب 118 درجة الأكثر شيوعًا في عمليات التشغيل الآلي، وتُستخدم غالبًا للمعادن اللينة كالفولاذ الطري والألومنيوم. عادةً ما يكون تصميم هذه الزاوية غير مُتمركز ذاتيًا، مما يعني ضرورة حفر ثقب التمركز أولًا. أما زاوية رأس المثقاب 135 درجة، فتتميز عادةً بخاصية التمركز الذاتي. وبما أنه لا حاجة لحفر ثقب التمركز، فإن ذلك يُغني عن حفره بشكل منفصل، مما يوفر الكثير من الوقت.

زاوية حلزونية

تُعدّ زاوية حلزونية تبلغ 30 درجة خيارًا مناسبًا لمعظم المواد. ولكن في البيئات التي تتطلب إزالة أفضل للرقائق وحافة قطع أقوى، يُمكن اختيار مثقاب بزاوية حلزونية أصغر. أما بالنسبة للمواد صعبة التشغيل، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، فيُمكن اختيار تصميم بزاوية حلزونية أكبر لنقل عزم الدوران.