קטגוריות אלצר: ברגים כדוריים

משתמשים במספר תהליכים שונים לייצור ברגים כדוריים: ערגול, סחרור- Whirling והשחזת

התבריג. חלק מן היצרנים משלבים תהליכים אלו על מנת להשיג תוצאה מסוימת, כדיוק רב יותר, ייעול הייצור או הורדת עלויות. ניתן להבחין בהבדלים משמעותיים בביצועים התלויים באופן ייצור הבורג.קיימים שני תחומים כלליים בהם צריך להתחשב: השפעת תהליך הייצור על תכונות החומר, בייחוד בנוגע לעמידות לעייפות ודיוק. האחרון כולל פרמטרים כסטיית פסיעה, מרכוז עם מסילות הכדור, עגלגלות התבריג, רטט פסיעה, אפיצויות הפרופיל וחספוס פני השטח. כל אלה משפיעים על סטיית מומנט החיכוך, רמת רעש נשמעת, קשיחות האום ופרמטרים נוספים של ביצועי הבורג הכדורי.

• השחזה

השחזת תבריג עושה שימוש בגלגל משחיז, המתאים בדיוק לפרופיל התבריג ומוטה בזוית

המעלה של התבריג. כשהגלגל מסתובב במהירות גבוהה, מסתובב הגל לאט ונע לאורך צירו על

מנת לייצר את הפסיעה הרצויה. במשחזות תבריג סטנדרטי, נתמך הגל בין מרכזים, המגדירים

את ציר הסימטריה של התבריג.

השחזה הינה מתודולוגיה, האורכת זמן לייצור ההברגות המדויקות והעקביות ביותר. מבוצעת

בפעם אחת או במספר חזרות, יוצרת השחזה מדויקת פרופיל תבריג מדויק ומורכב ביותר בעל

אפיצויות גיאומטריות מצוינות. היתרון הגדול ביותר של השחזה הוא האפשרות לחזור שוב ושוב

על אותו חלק מעובד, וכך לאפשר פיקוח ותיקון של הבורג לפי הצורך. כיוון שכמות החומר

המושחז מורדת צעד אחר צעד, פוחתים כוחות החיתוך וההשפעה התרמית. באופן זה יכולה

השחזה להשיג דיוקים טובים בהרבה מתהליכים אחרים. אף ניתן להשחיז ברגים כדוריים

בדיוקים טובים מאלה הנמצאים במכונת ההשחזה עצמה!

אין הגבלה בנוגע לעיבוד קטעי הקצה. קטעי קצה של ברגים מושחזים יכולים להיות מעובדים

במחרטה תוך שימוש בקוטרו הנומינאלי של הבורג, המושחז באופן מדויק, אך השיטה

האופטימאלית הינה השארת חומר להשחזה, וגימור קטעי הקצה במשחזת גלילית, תוך שימוש

באותם חורי מרכז, בהם נעשה שימוש להשחזת התבריג.

השחזה בד"כ כלל משיגה דיוקים, שאינם אפשריים בשאר התהליכים והדיוק הנחוץ ברוב

הברגים הכדוריים (דרגה 3 או 5) מושג בקלות. כמו כן, מאפשרת השחזה שליטה נפרדת

בפרמטרים שונים של דיוק, כמו: דיוק של פסיעה, רטט פסיעה, עקביות קוטר התבריג, עגלגלות,

אמיתות הפרופיל ועוד.

• ערגול

ערגול הינו תהליך יצירה קר. המוט הרך מוזן דרך זוג סכינים, המעוצבים להזיז חומר מחריצי ההברגה. החומר המוסט מופקד בין כריכות סמוכות לאורך הקוטר הנומינאלי של הבורג. מאחר ששני שטפי חומר מנוגדים נפגשים באמצע בין שתי כריכות, נוצר "תפר", הנראה בד"כ על הקוטר הנומינאלי. תפר זה אומר מיד ל"מומחה" שהמוט עורגל. מכונות ערגול בסיסיות מפעילות כח נתון, הנוצר ע"י מערכת הידראולית עם לחץ קבוע. על מנת לדחוף את שני הסכינים לעבר המוט, קוטר ההברגה של הבורג המוגמר תלוי ונשלט ע"י קוטר המוט הפשוט טרם הערגול. קצב ההזנה הליניארית של המוט מבוקר בעזרת פסיעת הסכינים (הם מכילים חריצים סליליים או מעגליים) וזווית הנטייה שלהם- ללא כל לולאת בקרה. המטרה היא השגת פסיעה מסוימת לאחר טיפול חום (המשנה את הפסיעה עקב התפשטות תרמית). ניתן להשיג בסך הכל דיוקי פסיעה (המבוטאים כסטיית פסיעה לקטעים באורך 300 מילימטר) טובים יותר מ-ISO דרגה 5. למרות זאת, כל רטט או שינוי בטווח קצר בקצב ההזנה קשה לשליטה.

הרצון להשיג קוטר נומינאלי של המוט המעורגל, שיהיה חלק יחסית וללא תפרים הוא הסיבה

שלברגים בעלי פסיעה גדולה חייבות להיות מספר התחלות, אפילו אם האום אינו משתמש בהן. פסיעה גדולה עם התחלה יחידה גורמת לכריכות שכנות להתרחק יותר והחומר המוסט מהכריכות מופקד כשכבה דקה יחסית המפוזרת לאורך איזור רחב בקוטר הנומינאלי של הבורג. הדבר דורש לחצים גבוהים, העוברים בד"כ את כח הרקיעה של הפלדה. באופן זה, מעורגלים מסלולי כדורים נוספים והמרחק שעל החומר המוסט לכסות, מתקצר.

במגבלה חשובה אחת צריך להבחין: תהליך הערגול מניב קצה מחודד של החלק המוברג של המוט ומספר הכריכות האחרונות אינן ברות שימוש. לכן מוטות ארוכים יותר מעורגלים ולאחר מכן נחתכים לאורך. בשני קטעי הקצה המעובדים, לכל קוטר הגדול יותר מקוטר השורש של התבריג הכדורי תהיה הופעת כריכות חלקית. אף קוטר לא יכול להיות גדול יותר מהקוטר הנומינאלי של הבורג.

כיוון שזהו תהליך של יצירה קרה, על הפלדה להיות רכה. הקשיה נעשית לאחר מכן ועיוותים נוצרים עקב כך- קיים שינוי ניכר באורך המוט, הנובע ממאמץ הלחיצה. בהתחשב בחומר צריך לצפות זאת ולפצות על כך. באופן זה דיוק פסיעה צריך להיות מבוקר באמצעות טיפולי חום עוקבים של המוטות המעורגלים ולא ע"י תהליך יצירת התבריג עצמו. כמו כן אפשרי לשלוט על דיוק הפסיעה לאורך מרחק מסוים בלבד, כאשר רטט ואפיצויות גיאומטריות נוספות של התבריגים אינן ניתנות לשליטה ישירה.

על הבורג לעבור טיפול בחום בתום הערגול, לכן גם הרכב החומר הדחוס וגם פני השטח החלקים אינם נשמרים. במהלך טיפולי החום, החומר צריך להגיע לטמפרטורת ההתקשות שלו, כאשר הרכבו מסודר מחדש. לאחר טיפול החום נשאר הרכב חומר הזהה לזה של בורג שעבר עיבוד או השחזה.

בד"כ נעשה שימוש בתהליך הברקה על מנת להשיג פני שטח נקיים. חספוס פני שטח הבורג נקבע על פי החול שעל גלגל ההברקה בו משתמשים.

מאחר שערגול הינו תהליך מתמשך, בלתי אפשרי לייצר בעזרתו הברגות עד כתף הבורג. מוטות ארוכים מעורגלים ורק לאחר מכן נעשה בהם כל שאר העיבוד.

• סחרור

בדומה לפעולת טחינה נעשה שימוש בכלי בצורת גלגל חלול עם סכינים, המופנים פנימה. הכלי

מסתובב במהירות גבוהה סביב העובד, אשר מסתובב גם כן אך לאט יותר. כמו כן נע כלי הסחרור צירית עפ"י הפסיעה הרצויה. כלי הסחרור והעובד מסתובבים בכיוון זהה, אך מרכזיהם אינם חופפים, כך שהסכינים חותכים את הגל בצד אחד בלבד. כאשר העובד מסתובב ומתקדם לאיטו דרך הגלגל החותך, נוצר התבריג.

 

אחד המאפיינים המעניינים ביותר של תהליך זה הוא מהירות החיתוך הגבוהה ביותר, תוך שימוש בחומרים קראמיים מתקדמים. כיוון שחומר הבורג מותך למעשה בסביבה הסמוכה ללהב החותך, הוא נעשה משמן עצמי. עובדה זו מאפשרת חיתוך יבש, ההופך את הסחרור לא רק לכלכלי, אלא גם לידידותי לסביבה. רוב החום נוצר בשבב והעובד נותר קר. תהליך הסחרור דורש עומק חיתוך גדול וחריגה בתבריג אינה יכולה להיות מתוקנת (כל ניסיון תיקון של פני שטח מעובדים יגרום לעלייה דרמטית בכוחות והרס אפשרי של העובד והכלים). על המוט להיתמך קרוב ככל האפשר לכלי הגלגל, והנחיה דרך מכונת הסחרור מושגת בעזרת שימוש במסעדים יציבים, הרוכבים על הקוטר הנומינאלי. הדבר הופך את הקוטר הנומינאלי לייחוס עבור מסילות הכדור, כשחורי המרכז, המעובדים לאחר מכן מיוחסים לקטעי הקצה. קטרי ההברגה מבוקרים בעזרת "NC axis", אך מאחר שעל הגל לשאת בכוחות משמעותיים, הוא מתכופף בתהליך, עובדה המשפיעה על עקביות הקוטר של התבריג המוגמר.

בסחרור ניתן ליצור תבריג, המגיע עד לכתף ע"י עצירה בלבד של סיבוב העובד והתקדמות נושא הכלי, כשגלגל הסחרור מסתובב עדיין.

סחרור יכול להתבצע במוטות רכים על מנת להוריד מתכת ולהקטין את מכסת ההשחזה העוקבת. החריץ באמצע מסלול הכדורים של ברגים מושחזים נוצר בד"כ עקב סחרור שנעשה קודם. כאשר סחרור הינו התהליך הסופי ביצירת התבריג, טיפול החום מתבצע לפניו בכדי שפסיעת התבריג לא תשתנה לאחר מכן כפי שקורה בהקשיית מוט מעורגל. הכוחות במהלך הסחרור הינם גבוהים ולמרות שבקוטר הנומינלי נעשה שימוש גם בעת סחרור על מנת למרכז את המוט, מרכוז התבריג וקטעי הקצה דומים לזה המתבצע בבורג מעורגל. שליטה על קוטר התבריג תלויה ביכולת שמירת המוט ממורכז ביציבות תחת עומס גבוה וזוהי נקודת החולשה בתהליך.

השוואה ישירה של דיוק בין שיטות העיבוד

[table “235” not found /]

ערך המשמש לחישוב אורך חיי הבורג הכדורי תוך התחשבות בשקול העומס הצירי הדינאמי ובאורך חיים רצוי עבור הבורג.