Drilling metal/ar
إن المثاقب اللولبية المستخدمة في الحفر عبر المعدن تشبه إلى حد كبير تلك المستخدمة في أعمال النجارة. يتراوح حجم هذه المثاقب من 0.0135 بوصة فما فوق. ومن المعتاد في المثاقب الأكبر حجمًا استخدام فولاذ عالي السرعة، مع ساق من الفولاذ القوي ملحوم به. وعادة ما تُصنع المثاقب الصغيرة (حتى 1/2 بوصة) بساقين متوازيين، بينما غالبًا ما يتم تصميم المثاقب الأكبر حجمًا بساق مدببة.
يتم تثبيت الساق المدببة في محور آلة الحفر، والذي يحتوي على ثقب مدبب مماثل، ومع زيادة الضغط، يصبح المثقاب أكثر ثباتًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيع المثقاب بلسان أو مِقبض يتناسب مع فتحة مقابلة في محور آلة الحفر. وهذا يوفر دفعًا أكثر إيجابية.
جسم المثقاب هو الجزء الرئيسي المستخدم في الحفر الفعلي وهو مصنوع بدقة وفقًا للحجم المحدد، على الرغم من أنه عادة ما يتم طحنه بشكل أقل قليلاً نحو نهاية الساق، بحيث يكون هناك خلوص صغير لا يزيد عن 1/1000 بوصة. الأراضي هي الشرائط الضيقة على طول الحافة القاطعة للأخاديد. إنه القطر عبر هذه الشرائط الذي يتم تصنيعه بدقة وفقًا للحجم والذي يمثل حجم المثقاب. يتم طحن جزء الجسم المحدد بعلامة X في الشكل 1 قليلاً لمنع الاحتكاك.
يتم تصنيع الأخاديد لضمان زاوية القطع الصحيحة وفي نفس الوقت إعطاء مساحة كافية لتدفق المواد المهدرة خارج الحفرة. تسمى هذه الزاوية (الشكل 2) بزاوية الالتواء وعادة ما تكون حوالي 27 درجة ونصف. زاوية القطع هي درجة حدة أو خشونة المثقاب وتختلف حسب نوع المادة المراد حفرها. عادة ما يتم طحن المثاقب القياسية إلى زاوية قطع تبلغ 59 درجة وهذا هو الأنسب للأعمال العامة. ثم يتم طحن الأسطح المشكلة عن طريق طحن نهاية المثقاب إلى زاوية القطع بشكل أكبر بحيث تنحدر حافة القطع للخلف من 10 إلى 15 درجة؛ تُعرف هذه الزاوية بزاوية الخلوص، وهي موضحة أيضًا في الشكل 2.
ملاحظات حول الحفر. يجب توخي الحذر الشديد لضمان الحفاظ على زاوية القطع وزاوية الخلوص عند إعادة طحن المثقاب؛ لا يمكن بالطبع تغيير زاوية الالتواء عن طريق الطحن.
فيما يلي بعض الأخطاء التي من المحتمل أن تحدث عند الحفر بسبب الطحن الخاطئ. إذا كانت الفتحة أكبر من المثقاب، فمن المحتمل ألا تكون زاويتا القطع متطابقتين. سيؤدي هذا إلى إخراج نقطة الحفر من المركز ويتسبب في اهتزاز المثقاب. ستكون النتيجة ثقبًا أكبر مما ينبغي. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم تكن زوايا حافتي القطع متطابقتين، فإن شفة واحدة تقوم بكل العمل وتتلاشى بسرعة. لتصحيح هذا، يجب إعادة طحن المثقاب.
إن أجهزة الطحن الخاصة (انظر الشكل 3) والتي يمكن ربطها بعجلات الطحن التي تعمل بالطاقة تجعل من الممكن إعادة طحن المثقاب بدقة وفي وقت قصير. عندما تكون المثاقب بحاجة إلى الطحن، فمن الأفضل أن تأخذها إلى متجر لاجهزة الكمبيوتر أو متجر معادن يحتوي على معدات من هذا النوع وأن تقوم بطحن المثقاب هناك بدلاً من محاولة القيام بالعمل يدويًا. من المستحيل تقريبًا الحصول على الزوايا الصحيحة من خلال عملية يدوية. إن اختبار إعادة الطحن الدقيق هو وضع المثقاب في الفتحة التي صنعها ومعرفة ما إذا كان سيسقط عموديًا بثقله الخاص من خلال الفتحة. إذا لم يحدث ذلك، فمن الواضح أن الفتحة ليست أكبر من المثقاب الذي صنعها وبالتالي فإن المثقاب دقيق. هذا اختبار شديد للغاية.
يتم اختيار زاوية رأس المثقاب وفقًا لصلابة المادة التي سيتم استخدامها عليها. يمكن استخدام زاوية أكثر حدة على المعادن اللينة مقارنة بالمعادن الصلبة جدًا. وبالتالي، فإن الزاوية من 45 إلى 60 درجة هي زاوية قطع أفضل للحديد الزهر من الزاوية الأكثر عمومية 59 درجة. كما أن الزاوية 45 درجة أكثر ملاءمة للنحاس، على الرغم من أنه يمكن الحصول على مثاقب خاصة للنحاس ذات أخاديد مستقيمة، بالإضافة إلى وجود زاوية قطع أصغر. يتم قطع المعادن اللينة، مثل النحاس أو الألومنيوم، بشكل أفضل باستخدام مثقاب بزاوية قطع 90 درجة ومصنوع من أنبوب صغير ليكون بمثابة دليل، كما هو موضح في الشكل 4.
يمكن حفر الفولاذ شديد الصلابة، مثل الفولاذ المنغنيزي، بشكل أكثر إرضاءً باستخدام مثقاب بزاوية التواء أقل من المعتاد - على سبيل المثال 24 درجة. كما يجب أن تكون زاوية القطع أكثر تسطحًا - حوالي 75 درجة.
عندما يتعين حفر ثقب كبير، فمن الأفضل حفر ثقب صغير أولاً ليكون بمثابة دليل. وهذا يوفر مركزًا للثقب الأكبر ويقلل من خطر حفر ثقب غير صحيح تمامًا.
بالإضافة إلى التدريبات المذكورة سابقًا، هناك تدريبات مصممة خصيصًا لأنواع أخرى من العمل.
الشكل 5 يوضح مثقابًا مخروطيًا يشبه ذلك المستخدم في أعمال النجارة. يُستخدم لعمل ثقوب لرؤوس البراغي أو المسامير، وأيضًا للثقب. هذا النوع من المثقاب المخروطي مخصص للاستخدام في المعادن اللينة. للثقب المخروطي العادي، يتم استخدام مثقاب لولبي، ضعف حجم الثقب الذي تم حفره.
الشكل 6 يوضح مثقابًا مسطح النهاية يمكن من خلاله تسوية ثقب تم حفره مسبقًا إلى العمق الصحيح باستخدام مثقاب ملتوي للحصول على قاع مسطح؛ والأنبوب الصغير ضروري لضمان تشغيل المثقاب بشكل مركزي.
يوضح الشكل 7 نوعًا آخر من المثقاب ذي النهاية المسطحة المستخدم في تجويف ثقب موجود لاستيعاب رأس مسمار أو برغي برأس جبن. يجب أن يكون دبوس المثقاب بنفس قطر الثقب المراد تجويفه. من الأفضل قطع الثقوب الكبيرة في المعدن الرقيق باستخدام قاطع وقضيب، ويوضح الشكل 8 مبدأ العمل. يتم حفر ثقب صغير أولاً، ويدور القضيب المركزي فيه؛ ثم يتم ضبط القاطع على نصف القطر الصحيح وإحكام ربط القاطع الإسفيني.
آلات الحفر. هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من آلات الحفر، وقد تكون هذه الآلات تعمل بالطاقة أو تعمل يدويًا.
إن المثقاب اليدوي الصغير من النوع الموضح في الشكل 9 يستخدم بشكل أساسي لحفر ثقوب ذات قطر صغير في صفائح معدنية رقيقة، وهو مفيد بشكل خاص لأعمال الإصلاح وللحفر في المواضع التي يستحيل فيها استخدام آلة أكبر وأكثر قوة. وهو من النوع المستخدم في النجارة: ويبلغ طوله حوالي 12 بوصة؛ ويستطيع المقبض ذو الفكين الثلاثة أن يتحمل مثاقب يصل قطرها إلى 1/4 بوصة. يجب توخي الحذر عند استخدام المثقاب اليدوي وإبقائه ثابتًا تمامًا ومتماشيًا مع المثقاب اللولبي. وإذا لم يتم اتباع هذا الاحتياط، فإن الثقب الناتج سيكون خارج المسار الصحيح ومن المؤكد تقريبًا أن المثقاب سوف ينحني أو ينكسر.
إن المثقاب الصدري الموضح في الشكل 10 أكبر حجمًا وأكثر قوة في الصنع من المثقاب اليدوي، وله صفيحة صدرية قابلة للتعديل، والتي يمكن من خلالها تطبيق ضغط أكبر بكثير على المثقاب. أما الآلة الموضحة في الشكل 23، فلديها نسبتان بديلتان للسرعة. ويتم الحصول على هاتين النسبتين عن طريق تحريك محور عجلة القيادة إلى أحد الوضعين كما هو موضح في الشكل 23. في الوضع الأول، تدفع الأسنان الموجودة حول الجزء الخارجي من العجلة المائلة الكبيرة العجلة الصغيرة المرفقة بمحور المخرطة؛ وهذا يعطي محركًا عالي السرعة. وبتحريك المغزل، يتم تشغيل مجموعة الأسنان الداخلية بحيث يدور المخرطة بسرعة أكبر قليلاً من سرعة المقبض. كل ما يلزم هو الضغط على مكبس محمل بنابض للسماح بسحب المغزل من أي جلبة. وعادةً ما يكون للمخرطة ذات الفكين الثلاثة في هذا النوع من الآلات سعة تصل إلى ½ بوصة. وهذا المثقاب مناسب جدًا لورشة العمل المنزلية.
المثاقب الكهربائية. حتى بضع سنوات مضت، كانت المثاقب الكهربائية ضخمة وثقيلة ومكلفة، ولا توجد إلا في ورش الآلات. ولكن الآن، هناك العديد من العلامات التجارية الممتازة للمثاقب الكهربائية المحمولة التي تتميز بخفة وزنها ومتاحة لميكانيكي الميكانيكا بتكلفة معقولة. تحتوي الأنواع الأصغر من المثاقب الكهربائية على مقبض مسدس ومفتاح تشغيل بحيث يمكن تشغيل المثقاب بيد واحدة. وباستخدام ملحقات خاصة، يمكن استخدام هذه المثاقب الكهربائية في التلميع والتوجيه والعديد من الوظائف الأخرى، إلى جانب حفر المعادن. بالنسبة للأعمال المعدنية الخفيفة جدًا، توجد أدوات يدوية كهربائية أصغر حجمًا وأقل تكلفة من المثاقب الكهربائية القياسية. هذه الآلات جيدة جدًا للأعمال المعدنية الزخرفية حيث يمكن شراؤها بملحقات للنقش والتوجيه والتلميع وما إلى ذلك.
تشمل الأنواع الأخرى من معدات الحفر عمود الحفر والسقاطة، وهي أداة تعمل يدويًا وتستخدم للحفر عبر معادن سميكة أو شديدة الصلابة. في هذا النوع من المعدات، يتم تصنيع المثقاب اللولبي ليدور بواسطة مقبض طويل وترتيب سقاطة؛ ويتم إدخاله ببطء في المعدن بواسطة خيط لولبي رفيع على المغزل وعلى الجانب الداخلي من الغلاف المثمن؛ وعادةً ما يكون للمثقاب فتحة مدببة مربعة للمثاقب ذات الساق المربعة بدلاً من المقبض ثلاثي الفكين (انظر الشكل 11).
المثاقب ذات المقعد (الشكل 12)، سواء كانت تعمل بالطاقة أو باليد، أقوى وأكثر صلابة من الأنواع الأخرى من المثاقب. يجب تثبيتها على المقعد بمسامير.
عند استخدام المثقاب اليدوي، فإن الشيء الوحيد الذي يجب الانتباه إليه هو منع المثقاب اللولبي من الانحناء أو الكسر بسبب حركة العمل أو المثقاب نفسه. يجب توخي المزيد من الحذر عند استخدام المثقاب الآلي، وخاصة في المثاقب الآلية التي توضع على المنضدة، حيث يكون هناك خطر إصابة العامل بجروح خطيرة ما لم يتم تشغيل الآلة بشكل صحيح. القاعدة الأولى في استخدام المثقاب الآلي هي التأكد من تثبيت المثقاب في ظرف المثقاب وأن العمل المراد حفره مثبت بطريقة لا تجعل من الضروري الإمساك به باليدين. نقطة أخرى هي استخدام المثقاب الحاد فقط. السرعة الصحيحة لتشغيل المثقاب مهمة جدًا في تشغيل المثقاب الكهربائي. إذا دار المثقاب بسرعة كبيرة فإنه يصبح ساخنًا للغاية، ويفقد الصلابة الصحيحة، ويصبح المثقاب طريًا وبالتالي عديم الفائدة. من ناحية أخرى، إذا لم يتم استخدام ضغط كافٍ لجعل المثقاب يقطع المعدن، فسوف يتلف المثقاب. كلما كان حجم المثقاب أكبر، كلما كان من الضروري أن يدور ببطء. العامل الآخر الذي يدخل في تحديد السرعة التي يمكن بها تشغيل المثقاب هو صلابة المعدن الذي يتم حفره. فمع المعادن اللينة، مثل النحاس والألمنيوم، يمكن تشغيل المثقاب بسرعة كبيرة، بينما مع الحديد الزهر والصلب يجب تقليل السرعة بشكل كبير. ويجب تشحيم المثقاب جيدًا أثناء الاستخدام، وبينما يكفي وضع علبة الزيت بحرية على المثقاب اليدوي أو المثقاب الصدري، فإن هذه الطريقة غير مرضية مع آلات الحفر الأكبر حجمًا التي تعمل بالطاقة. ولهذه الآلات، يتم استخدام مزيج من الصابون والماء، أو مزيج من الصابون الناعم والصودا والماء، بحرية؛ وهذا يسمح بتشغيل المثاقب بسرعات وتغذية متزايدة وفي نفس الوقت يطيل عمر المثقاب عن طريق منع ارتفاع درجة الحرارة.
عندما يبرز المثقاب من المعدن الذي يتم حفره، يلزم توخي الحذر لمنع سحب المثقاب بسرعة إلى الفتحة المقطوعة جزئيًا وبالتالي كسره. بعد بعض الخبرة، يمكن للمشغل أن يشعر عندما يوشك هذا على الحدوث، ويقلل من التغذية. ومع ذلك، يلزم بذل جهد أكبر بكثير للحفاظ على ثبات العمل ومنعه من الدوران مع المثقاب. من الحكمة وضع كتلة من الخشب أو المعدن اللين أسفل العمل لمنع المثقاب من الإمساك به عندما يخترقه.
يجب استخدام كماشة صغيرة، كما هو موضح في الشكل 13، مع مثقاب المنضدة لإبقاء العمل ثابتًا. يتم تثبيت الكماشة بمسامير في قاعدة المثقاب.
يحدث كثيرًا أن تنكسر المثقاب - عادةً بسبب الاستخدام غير الدقيق أو سوء الطحن - ويترك الجسم محشورًا بشكل آمن في الحفرة التي تم حفرها جزئيًا. غالبًا ما يكون من الصعب جدًا بعد ذلك سحب الجزء المكسور. إذا برز أي جزء من المثقاب، فقد يتم الإمساك بالطرفين بالكماشة وسحب الطرف المكسور؛ لسوء الحظ، فإن المثقاب هش للغاية لدرجة أن هذه القطع الصغيرة تنهار غالبًا قبل الحصول على أي قبضة حقيقية. إذا كان ذلك ممكنًا على الإطلاق، فيجب تسخين المهمة حتى الاحمرار وتركها لتبرد ببطء قدر الإمكان - على سبيل المثال عن طريق دفنها في الجمر. بعد ذلك، يصبح المثقاب صلبًا وناعمًا، ويمكن استخدام الأجزاء البارزة لسحب الأجزاء المكسورة.
في حالة عدم وجود جزء بارز، يمكن صنع أداة صغيرة (الشكل 14) أو شراؤها. يتم تثبيت الإصبعين الصغيرين في أخاديد المثقاب المكسور، ومن الممكن تدوير المثقاب في الفتحة وبالتالي فكه. في حالة فشل هذه الطرق، يجب تليين المثقاب كما هو موضح وحفره بمثقاب جديد.
