تصنيع الشرائح: الوظائف الرئيسية واعتبارات التصميم

في الهندسة، يشير تشغيل ماكينات التقطيع باستخدام الحاسب الآلي إلى تقريب الزوايا الداخلية أو الخارجية. يمكن أن تكون هذه الحواف المستديرة في الأجزاء الداخلية والخارجية.

الشرائح المحدبة هي شرائح خارجية، في حين أن الشرائح المقعرة هي شرائح داخلية. وظيفتها الرئيسية هي تقليل تركيز الإجهاد وتوزيع الإجهاد داخل الهيكل.

تُعرَّف أقطار الشرائح بأنها حواف أو زوايا داخلية مستديرة. وتعمل هذه على تعزيز جودة الصب وقدرته على تحمل الأحمال. كما تستفيد تصميمات الصب من أقطار الشرائح لتحسين الأداء. 

يساعدك هذا الدليل على فهم ما هي الشرائح، وكيفية تصنيع الشرائح وتصميمها، وتطبيقاتها الأساسية. 

ما هو الفيليه؟ الغرض منه وتصميم الفيليه

اسم الصورة: تصنيع الشرائح

تعريف الهندسة الفيليه تُستخدم الحواف عند تغير الاتجاه لتقليل الإجهاد. كما يوضح أن هذه الحواف أكثر سلاسة وأن الحواف المستديرة تقلل الاحتكاك وتزيد من متانة المنتج وطول عمره. كما أنها تساعد في تقليل مستوى التعب وزيادة قدرة الأجزاء على تحمل الأحمال. في معظم التصميمات، يتم تحقيق تقليل الإجهاد باستخدام الحشوات بدلاً من استخدام الحواف المشطوفة.

على الرغم من أن الشرائح لها استخدامات عملية، إلا أنها تجعل الأشياء تبدو جمالية أيضًا. كما أن نعومة الحافة أكثر تقريبًا وتمنح الجسم مظهرًا أكثر احترافية. تبدو الشرائح الداخلية وكأنها مجوفة، بينما تبدو الشرائح الخارجية وكأنها بارزة. ومع ذلك، إذا تم استخدام الشرائح لأغراض تجميلية فقط، فقد يكون استخدام الآلات ذات التحكم الرقمي بالكمبيوتر مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً.

غالبًا ما تبدو الحواف المشطوفة أو المشطوفة مثل الشرائح. ومع ذلك، فهي ليست متماثلة. تكون الشرائح مستديرة بينما يكون للشطبة قطع زاوية. يمكن أيضًا شطبة الحواف المصنعة إذا كان من المقرر لحام الحواف أو استخدامها بطريقة أخرى لإنشاء اتصال دائم قوي.

متى يجب تجنب استخدام الشرائح في تصميمات الأجزاء؟

اسم الصورة: مقاومة التعب عند الزوايا المقطوعة

تعمل الحشوات على تحسين تصميم الأجزاء ولكنها قد تضيف تكلفة إضافية في بعض الأحيان. لا تستخدم الحشوات عندما لا تقدم لك أي فائدة وظيفية من أجزائك. فيما يلي بعض السيناريوهات لتجنب الحشوات؛

تجنب الشرائح على الحواف السفلية

الاسم: تحديات حواف الشرائح

إن صقل الحواف السفلية للثقوب أو الجيوب العمياء يحسن المظهر ولكنه يميل إلى تكبد تكاليف إضافية. هناك حاجة إلى مطاحن الكرات النهائية، وهي أكثر تكلفة من المطاحن المربعة. تتطلب هذه المطاحن النهائية عمليات تصنيع ثلاثية الأبعاد مما يجعل الإنتاج بطيئًا ويعقد الإجراء. بالإضافة إلى ذلك، فإن مطاحن الكرات النهائية لها عمر أداة أقل ومعدلات قطع المواد أقل مقارنة بأدوات القطع ذات القاع المربع.

عادةً ما يتم تحسين تقليل الضغط في أسفل التجويف عن طريق تغيير العمق أو تغيير موضع الهندسة. تعد هذه التغييرات أكثر اقتصادية مقارنة بمعالجة التجاويف المعقدة على مستوى الأرضية.

لا تستخدم الشرائح في الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

اسم الصورة: نماذج شرائح ثلاثية الأبعاد

تصبح عملية تصنيع الشرائح غير ضرورية مع الطباعة ثلاثية الأبعاد، وذلك لأن هذه التقنية تمكن من إنشاء هياكل معقدة. ولا توجد حاجة إلى شرائح تخفيف الضغط على الأجزاء المصنعة باستخدام المواد المضافة. ويمكن طباعة الحواف المسطحة أو المستقيمة أو الجيوب مثل الزوايا الحادة مباشرة دون أي ميزة إضافية. ومن الممكن تصميم وتصنيع تجاويف مغلقة مغلفة بالكامل بمادة ولا يتم تصنيعها بالضرورة.

عند الانتقال من الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، إعادة النظر في التصاميم. إن القيود الكبيرة على العمليات تؤدي إلى إهدار الوقت والنفقات التي لا تتسم بالكفاءة من حيث التكلفة.

الشطب مقابل الشريحية: ما هي الاختلافات؟

اسم الصورة: تصميم الشريحه مقابل التصميم المشطوف

فيما يلي الاختلافات الأساسية بين فيليه مقابل الشطب

بالقطع:

• في عملية تصنيع الشرائح، تحتاج إلى أدوات بأحجام أقطار مختلفة. في حين تستخدم الحواف المشطوفة حجم أداة واحد لأبعاد متعددة.
• إن استخدام آلات القطع المشطوفة أمر ميسور التكلفة مقارنة بآلات القطع بالشرائح. وعادة ما تؤدي آلات القطع بالشرائح إلى زيادة تكلفة إنتاج الأجزاء والتجهيزات.
• تعتبر الشرائح أكثر أمانًا لأنها لا تحتوي على حواف/زوايا حادة. تتكون الحواف المشطوفة من حواف حادة عند اللمس، وبالتالي تتطلب الحذر.
• تسمح عملية تصنيع الشرائح بتوزيع الضغط على أقطار أكبر. وبالتالي، فهي لا تتشوه بسهولة. تركز الحواف المشطوفة الضغط بشكل أكبر وقد تنحني.
• بالمقارنة بتصنيع الحواف المشطوفة، فإن الحواف تستهلك وقتًا أطول في تصنيعها. تتطلب تصميمات الحواف المزيد من الدقة أثناء التصنيع.
• تتطلب عملية تصنيع الشرائح وقتًا ومهارة أكبر نظرًا لحافتها المنحنية. الصب والتشكيل هما الخياران الأفضل لصنع الشرائح. وبالمقارنة مع العمليات الأخرى، فإن عملية الشطب أسرع ولا تتطلب الكثير من المعالجة.

كيفية تصنيع الشرائح: الاعتبارات الرئيسية 

اسم الصورة: تصوير الحافة المستديرة للفيليه

لتصميم الشرائح، ضع ما يلي في الاعتبار؛

1. نهايات الجزء السفلي في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

اسم الصورة: حواف مضلعة مقعرة

إن تشكيل الحواف السفلية مثل الحواف المقعرة في التجاويف يمثل تحديًا في الآلات باستخدام أدوات التحكم الرقمي بالكمبيوتر. وتشمل هذه الأدوات مثل مطاحن الكرات الطرفية، والتي تعد حساسة وتتطلب دورات أبطأ في الدقيقة. وهذا يزيد من تكاليف التصنيع وكذلك وقت التسليم بشكل كبير. إن اختيار ميزات القاع المربع أرخص نسبيًا في معظم الحالات.

في حالة احتياج تصميمك إلى شرائح من أجل الوظيفة، فقد تحتاج إلى التحول إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد. يتم تنفيذ هذه الأشكال الهندسية المعقدة دون عبء التعقيدات الأخرى للتصنيع من خلال عمليات التصنيع الإضافي (AM).

2. الفواصل الداخلية بين الجدران الرأسية

اسم الصورة: تصميم جدار الشرائح

إن الطحن باستخدام الحاسب الآلي يخلق بطبيعته حافة داخلية مستديرة، حيث تتجاور الجدران الجانبية الرأسية، والتي تسمى بالشرائح. يتم تحديد حجم الشريحة من خلال قطر القاطعة الطرفية التي سيتم استخدامها في العملية المعينة. على سبيل المثال، تنتج أداة بقطر 0.8 مم شريحة بنصف قطر 0.4 مم. من المستحيل عمل نصف قطر أصغر مثل 0.2 مم باستخدام مثل هذه الأدوات.

علاوة على ذلك، أثناء تشغيل آلة القطع بين الجدران الرأسية والمنحنية، يجب أن تأخذ في الاعتبار حجم الأداة وطولها. يجب أن يكون طول القواطع الطرفية من 3 إلى 5 أضعاف قطرها للحصول على أفضل النتائج عند استخدام آلة CNC.ادخل إلى أعماق نفسكإلى دليل تصميم الصفائح المعدنية)

طلبات الشرائح

الاستخدامات الشائعة للشرائح هي؛

1. حواف الوجه التجميلية

من خلال الحشوات على الأسطح التجميلية، يتم دمج الحواف. وهذا يخلق مظهرًا ناعمًا مصقولًا بينها. لا تضيف الحشوات التجميلية هذه القوة أو الصلابة إلى القطعة ولكنها يمكن أن تضيف قيمة إلى المظهر. يجب إضافة الحشوات التجميلية بعد تحديد الخصائص الهندسية الأخرى لمنع النفقات الإضافية. نظرًا لأن هذه الحشوات لا تضيف إلى الوظائف، فيجب استخدامها من حين لآخر للحفاظ على تكاليف التشغيل المعقولة.

2. تحسين سهولة الاستخدام والسلامة

تساهم الحشوات أيضًا في إزالة الزوايا الحادة في المكونات المعدنية التي غالبًا ما يكون التعامل معها صعبًا. الحشوات هي ميزة جديدة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. غالبًا ما تتم إزالة الحواف الحادة. تعمل الحشوات على تحسين السلامة في التصميمات المريحة. توفر الحواف نصف القطر السلامة للمستخدم وتجعل الجزء أكثر أمانًا في التعامل معه. عندما لا تكون هناك حاجة إلى أقطار مثالية، فقد يكون من الكافي ثني الزوايا الحادة لتقليل تكاليف التصنيع.

3. المساعدة في وضع الدبابيس والمثبتات

تعمل الشرائح على تسهيل إدخال الدبوس أو المثبت مع توفير قوة تثبيت محسنة للهيكل حول محيطات الفتحة. 

على الرغم من أن الشطف يفضل في الثقوب المضغوطة أو الملولبة، إلا أن الحواف المشطوفة قد تساعد أيضًا في محاذاة الجزء في التطبيقات ذات التفاوتات الدقيقة. 

تعمل الحواف الملولبة بشكل جيد مع البراغي والمسامير والدبابيس. يوجهها الحافة المشطوفة إلى داخل المادة. تعمل هذه الحواف المستديرة على تقليل تركيز الإجهاد. كما تضمن أن الأسطح المتزاوجة لها هندسة متوافقة.

أين تكون الفيليه ضرورية؟

تعتبر عملية تصنيع الشرائح أمرًا بالغ الأهمية لـ؛

1. الحواف الداخلية بين الوجوه المستوية

اسم الصورة: تقطيع الزاوية الداخلية

من المستحيل تشكيل زوايا مربعة حادة بين جدارين رأسيين. لأن أدوات CNC مستديرة ومتماثلة محوريًا. ينطبق هذا على أي حافة حيث تلتقي الجدران الرأسية بزاوية أقل من 180 درجة. في هذه الحالة، هناك حاجة إلى شريحة للتشغيل الآلي. يُنصح بإدخال الشرائح في هذه المناطق أثناء تحليل DFM. معظم أدوات الطحن CNC متماثلة محوريًا. على الرغم من أنه من الممكن أن يكون هناك قواطع الذبابة تختلف بعض أدوات المخرطة عن الأدوات المحورية المتماثلة. قد تكون هذه الأدوات مفيدة في بعض الحالات الخاصة، ولكن تظل هناك حاجة إلى الحواف في معظم عمليات التحكم الرقمي بالكمبيوتر.

2. الانتقالات بين الأسطح المائلة أو العضوية

تعد الحواف ضرورية عندما يتقاطع سطح مائل أو عضوي مع سطح آخر بزاوية أقل من 180 درجة. وعادة ما يتم تصنيع هذه الحواف باستخدام مطاحن نهاية كروية. 

يحدد نصف قطر الأداة أصغر حجم ممكن للشرائح. وإلا، فقد لا يكون الانتقال بين هذه الأسطح دقيقًا وقد يقلل من قوة القطعة المعنية. يعمل تصميم الشرائح الأمثل على تحسين التدفق والفائدة، وفي الوقت نفسه زيادة عمر الهيكل.

3. الانتقالات بين الأسطح الرأسية والأسطح المنحدرة

تُستخدم الحشوات حيث تتجاور الجدران الرأسية مع الأجزاء المنحنية أو المنحنية أو ذات الشكل العضوي للهيكل. إذا تم تخطي هذه الخطوة، فستبقى المواد المتبقية عند الوصلة عند فتح القالب، مما قد يؤدي إلى تغيير التصميم. تحدث هذه المشكلة لأن مطاحن النهاية المربعة أو الكروية لا يمكنها إزالة المواد عند مثل هذه التحولات بدون الحشوة. 

تعتبر الشرائح مفيدة في توفير وسيلة لربط جزأين بحواف ناعمة دون المساس بقدرة الجزء على تحمل الحمل.

يتم تسليم الأجزاء المخصصة بسرعة في Boda

الآن وقد تعرفت على عملية تشكيل الحواف، يمكنك الانتقال إلى تطبيق هذه المعرفة على مشروعك التالي الذي يتضمن الآلات المعقدةإذا كانت لديكم أي استفسارات حول كيفية تحديد أو اختيار حجم القطع المناسب، فلا تترددوا في التواصل مع مهندسي شركة برولين تك. فهم متخصصون في تحسين تصميمات المكونات المصنعة باستخدام التحكم الرقمي الحاسوبي، مهما بلغت درجة تعقيدها.

للحصول على الاحتراف خدمة الآلاتسجل في Boda وقم بتحميل قطعتك اليوم للحصول على تقدير فوري لسعر CNC عبر الإنترنت بالإضافة إلى تحليل DFM. شاهد كيف يقوم محترفو Boda بتسليم مكونات دقيقة مع سرعة التسليم!