سير الصنع: جدول المستويات والجمع في مراحل
يشرح الدرس الانتقال من الرسم التعريفي إلى سير الصنع: جرد السطوح وترقيمها، مخطط الإجبارات، جدول المستويات، جمع السطوح في مراحل وترتيب المراحل، وكتابة السير المنطقي للصنع، مطبَّقاً على قطعة مخروطة وقطعة مفرَّزة، ويُختم بتمارين محلولة بنمط البكالوريا.
يتكوّن الدرس من 6 أجزاء: 1. من الرسم التعريفي إلى سير الصنع: المصطلحات والطريقة وجرد السطوح، 2. مخطط الإجبارات وجدول المستويات، 3. الجمع في مراحل وترتيب المراحل والسير المنطقي للصنع، 4. حالة محلولة 1: سير صنع قطعة مخروطة (عجلة مسننة)، 5. حالة محلولة 2: سير صنع قطعة مفرَّزة (كتلة توجيه)، 6. تمارين محلولة بنمط البكالوريا.
1. من الرسم التعريفي إلى سير الصنع: المصطلحات والطريقة وجرد السطوح
ما هو سير الصنع؟
بعد أن يقرأ مكتب الطرائق (bureau des méthodes) الرسم التعريفي ويجرد إجبارات التشغيل (درس الإجبارات والترميز الهندسي)، يجب أن يجيب عن سؤال واحد: بأيّ ترتيب، وعلى أيّ آلة، وفي أيّ وضعية تُشغَّل سطوح القطعة؟ الجواب وثيقة تسمّى سير الصنع (gamme d'usinage).
> سير الصنع هو التسلسل المرتَّب للمراحل التي تحوّل الخام إلى قطعة مطابقة للرسم التعريفي؛ ويحدّد لكلّ مرحلة: رقمها، الآلة، السطوح المشغلة، وسطوح الوضع في الموضع.
نكتبه على درجتين:
- السير المنطقي للصنع (gamme logique): جدول المراحل بترتيبها، مع الآلة والسطوح المشغلة وسطوح الوضع في كلّ مرحلة، دون تفاصيل القطع. هو موضوع هذا الدرس.
- عقود المراحل (contrats de phase): لكلّ مرحلة وثيقة مفصّلة فيها رسم المرحلة والعمليات بترتيبها الزمني والأدوات وشروط القطع (درس عقد المرحلة).
المصطلحات الأساسية
| المصطلح | تعريفه | مثال | |---|---|---| | المرحلة (phase) | مجموع العمليات المنجزة على آلة واحدة (مركز عمل واحد) قبل أن تنتقل القطعة إلى غيرها | المرحلة 20: خراطة على المخرطة TP | | المرحلة الجزئية (sous-phase) | مجموع العمليات المنجزة في وضعية واحدة للقطعة دون فكّها | قلب القطعة على المخرطة نفسها يبدأ مرحلة جزئية جديدة | | العملية (opération) | عمل أداة واحدة على سطح أو على مجموعة سطوح | تخشين الأسطوانة 2 بأداة خرط | | التخشين (ébauche) | نزع أكبر كمية من المعدن بسرعة، مع ترك سمك صغير | ترك $0{,}4\ mm$ على نصف القطر | | الإنهاء (finition) | الوصول إلى البعد والسماح والخشونة المطلوبة | خرط Ø20 f7 بخشونة Ra 0,8 |
ترقيم المراحل. ترقّم المراحل بالعشرات: 10، 20، 30… حتى يمكن إدخال مرحلة لاحقاً (25 مثلاً لإزالة الزوائد) دون إعادة الترقيم. وتُرقَّم أحياناً بالمئات (100، 200…)، والمعنى واحد. في هذا الدرس نعطي مرحلة قطع الخام بالمنشار الرقم 00، فتبدأ مراحل التشغيل دائماً بالمرحلة 10 كما في درسَي الإجبارات وأبعاد الصنع. وفي بعض مواضيع البكالوريا تأخذ مراقبة الخام أو قطعه الرقم الأوّل (100) وتبدأ الخراطة بالرقم 200: اتّبع عندئذ ترقيم الموضوع، فالترتيب هو المهمّ لا الرقم.
ملاحظة حول المرحلة والمرحلة الجزئية. إذا قُلبت القطعة على المخرطة نفسها وأُكملت فوراً، فالوضعيتان مرحلتان جزئيتان من مرحلة واحدة. أمّا في الإنتاج بالسلاسل، فتُنجز الوضعية الأولى على كلّ قطع السلسلة، ثم تُضبط الآلة من جديد للوضعية الثانية؛ لذلك نعطي كلّ وضعية رقم مرحلة مستقلاً (10 ثم 20)، وهذا ما تفعله أغلب مواضيع البكالوريا وما نفعله في هذا الدرس.
المعطيات اللازمة قبل البدء
- الرسم التعريفي: الشكل، الأبعاد وسماحاتها، المواصفات الهندسية، الخشونة، المادة، المعالجة الحرارية إن وُجدت.
- الخام (brut): طبيعته (قضيب مدرفل أو مسحوب، قطعة مسبوكة، قطعة مطروقة) وأبعاده، ومنه السمك الزائد (surépaisseur) الذي يجب نزعه.
- حجم السلسلة ووتيرة الإنتاج: سلسلة كبيرة تبرّر حامل قطعة خاصاً أو آلة خاصة.
- حضيرة الآلات: لا نقترح آلة غير موجودة في الورشة.
الطريقة العامة في ست خطوات
يبيّن الشكل الخطوات بالترتيب: من الرسم التعريفي ومعطيات الإنتاج نجرد السطوح (1)، ثم نرسم مخطط الإجبارات (2)، ونستخرج منه جدول المستويات (3)، ثم نجمع السطوح في مراحل (4)، ونرتّب المراحل (5)، فنحصل على السير المنطقي للصنع (6)، وأخيراً تُفصَّل كلّ مرحلة في عقد مرحلة.
الخطوة 1: جرد السطوح وترقيمها
قواعد الترقيم:
- نرقّم كلّ سطح مشغل برقم: مستوٍ، أسطوانة، مخروط، كتف، مجرى، لولبة، ثقب.
- مجموعة سطوح متماثلة تُنجز بالأداة نفسها والطريقة نفسها تأخذ رقماً واحداً: أربعة ثقوب Ø9 على دائرة = سطح واحد.
- الشطفات (chanfreins) والحواف الصغيرة تُلحق بالسطح المجاور ولا تُرقَّم عادة.
- السطوح الخام لا تُرقَّم بأرقام السطوح المشغلة؛ نسمّيها في هذا الدرس Br (من brut)، أو Br1 وBr2 إذا احتجنا إلى التمييز بينها.
ثم نكتب لكلّ سطح طبيعته ومتطلباته (السماح، الخشونة، المواصفات) ونستنتج العمليات اللازمة. الجدول الآتي يعطي قيماً استرشادية تكفي في أسئلة البكالوريا:
| الدقة المطلوبة | الخشونة Ra (µm) | العمليات اللازمة عادة | |---|---|---| | سماح عام (IT12 فأوسع) | 6,3 إلى 12,5 | تخشين فقط | | من IT9 إلى IT11 | 3,2 | تخشين ثم نصف إنهاء | | من IT7 إلى IT8 | 0,8 إلى 1,6 | تخشين ثم إنهاء | | IT6 أو أدقّ، أو سطح مقسّى | 0,2 إلى 0,4 | تخشين ثم إنهاء ثم تصحيح (rectification) |
القطعة المرجعية للأجزاء الثلاثة الأولى: محور بكرة
يبيّن الشكل محور بكرة (axe de galet) من الفولاذ C35، خامه قضيب Ø32 مقطوع بطول 88 mm، يُصنع في سلسلة من 300 قطعة، وفي الورشة مخرطة متوازية TP ومفرزة شاقولية FV. تدور البكرة على الأسطوانة Ø20 f7 (المرجع A)، وتستند جانبياً إلى الكتف 3، وتمسكها من الجهة الأخرى حلقة مرنة في المجرى 9؛ ويُثبَّت المحور في هيكله باللولبة M16.
مثال محلول 1: جدول سطوح المحور
| السطح | طبيعته | متطلباته | العمليات اللازمة | |---|---|---|---| | 1 | الوجه الأيسر | $32 \pm 0{,}1$ من الكتف 3 | تسوية (dressage) | | 2 | أسطوانة Ø20 f7 (المرجع A) | IT7، Ra 0,8 | تخشين ثم إنهاء | | 3 | وجه الكتف | ⊥ 0,02 بالنسبة لـ A، مرجع الأبعاد الطولية | تسوية تخشين ثم إنهاء | | 4 | أسطوانة الطوق Ø30 | سماح عام | تخشين بمرور واحد | | 5 | الوجه الأيمن للطوق | $10 \pm 0{,}1$ من 3 | تسوية | | 6 | أسطوانة Ø16 | سماح عام (قطر رؤوس اللولبة) | تخشين ثم نصف إنهاء | | 7 | لولبة M16 | ◎ Ø0,1 بالنسبة لـ A | لولبة (filetage) بعدّة مرور | | 8 | الوجه الأيمن | $53 \pm 0{,}2$ من 3 | تسوية وشطف | | 9 | مجرى الحلقة المرنة | جانبه البعيد عن الكتف على $28^{+0{,}1}_{0}$ من 3 | أداة مجرى (outil à gorge) |
مثال محلول 2: كمية المعدن المنزوعة وعدد المرور
نريد الأسطوانة Ø20 f7 انطلاقاً من الخام Ø32، بعمق قطع أقصى في التخشين $a_p = 3\ mm$، ونترك للإنهاء $0{,}4\ mm$ على نصف القطر.
السمك الكلي على نصف القطر:
$ e = \frac{32 - 20}{2} = 6\ mm $
سمك التخشين بعد ترك سمك الإنهاء:
$ e_{eb} = 6 - 0{,}4 = 5{,}6\ mm $
$ \frac{5{,}6}{3} \approx 1{,}87 $
فنحتاج مرورين للتخشين، عمق كلّ منهما $2{,}8\ mm$، أي قطر بعد التخشين $32 - 2 \times 5{,}6 = 20{,}8\ mm$، ثم مرور إنهاء بعمق $0{,}4\ mm$ يعطي Ø20 f7.
وبالطريقة نفسها: الطوق من Ø32 إلى Ø30 سمكه $1\ mm$ على نصف القطر، فيكفيه مرور واحد؛ وطول الخام $88\ mm$ والطول النهائي $85\ mm$، فنترك $1{,}5\ mm$ لكلّ وجه طرفي.
> ملاحظة للامتحان: في سؤال «رقّم السطوح المشغلة» أو «أتمم جدول السطوح»، اكتب لكلّ سطح طبيعته ومتطلباته والعملية اللازمة. الدقة والخشونة هما اللتان تحدّدان عدد العمليات: سطح بسماح عام لا يحتاج إنهاءً، وسطح IT7 يحتاج تخشيناً ثم إنهاءً.
أخطاء شائعة
- ترقيم السطوح الخام كأنها سطوح مشغلة، أو نسيانها تماماً: هي مراجع المرحلة الأولى (المستوى 0 في الجزء الثاني).
- إعطاء كلّ ثقب من مجموعة ثقوب متماثلة رقماً مستقلاً: هي سطح واحد يُنجز بالأدوات نفسها.
- نسيان السطوح الصغيرة (مجرى، لولبة، شطفة وظيفية) فتختفي من سير الصنع.
- الخلط بين المرحلة (آلة واحدة) والعملية (أداة واحدة).
2. مخطط الإجبارات وجدول المستويات
تذكير بمخطط الإجبارات
رأينا في درس الإجبارات أنّ مخطط الإجبارات (graphe des contraintes) يمثّل كلّ سطح بدائرة، وكلّ إجبار ترتيب بسهم من سطح المرجع نحو السطح التابع: «أ ← ب» تعني «أ يُشغَّل قبل ب أو معه في الوضعية نفسها». الخط المتصل للإجبار البعدي، والمتقطّع الأزرق للهندسي، والمنقّط البرتقالي (T) للتكنولوجي، والخط دون سهم يربط سطحين مترافقين يُنجزان معاً.
مخطط إجبارات محور البكرة
يبيّن الشكل المخطط المستخرج من الرسم التعريفي للمحور، ونقرأ منه الأسهم الآتية:
| السهم | النوع | السبب | |---|---|---| | 2 ← 3 | هندسي | تعامد الكتف 3 مع المرجع A | | 3 ← 1 | بعدي | $32 \pm 0{,}1$ يُقاس من الكتف | | 3 ← 5 | بعدي | $10 \pm 0{,}1$ | | 3 ← 8 | بعدي | $53 \pm 0{,}2$ | | 3 ← 9 | بعدي | $28^{+0{,}1}_{0}$ | | 2 ← 9 | تكنولوجي | المجرى يُخرط في قطر منجز | | 2 ← 7 | هندسي | تمحور اللولبة مع A | | 6 ← 7 | تكنولوجي | اللولبة تُنجز على قطر Ø16 منجز | | 8 ← 7 | تكنولوجي | أداة اللولبة تبدأ من وجه منجز مشطوف | | 5 — 6 | ترافق | أداة خرط وتسوية واحدة تُنجز الكتف 5 والقطر 6 في مرور واحد |
السطح 4 (Ø30 بسماح عام) لا يرتبط بأيّ سطح مشغل؛ مرجعه الوحيد هو الخام.
جدول المستويات (tableau des niveaux)
> جدول المستويات يصنّف السطوح في طبقات: المستوى 0 للسطوح الخام (Br) التي نضع عليها القطعة في المرحلة الأولى، ثم يأخذ كلّ سطح مشغل S المستوى $N(S) = 1 + N_{max}$، حيث $N_{max}$ أعلى مستوى بين سوابقه (السطوح التي تصل منها أسهم إليه).
معنى ذلك أنّ سطحاً في المستوى $n$ لا يمكن تشغيله قبل كلّ سوابقه، وهي كلّها في مستويات أدنى من $n$. وسطحان من المستوى نفسه لا يسبق أحدهما الآخر.
صلة بدرس الإجبارات. هناك رتّبنا السطوح المشغلة ابتداءً من المستوى 0. هنا نضع الخام في المستوى 0 لأنه المرجع الأوّل الحقيقي، فتنزاح السطوح المشغلة مستوى واحداً إلى الأعلى (المستوى 0 هناك هو المستوى 1 هنا). الترتيب الناتج هو نفسه في الطريقتين، وكذلك الجمع في مراحل. إذا أعطاك الموضوع جدولاً يبدأ بالسطوح المشغلة من المستوى 0، فاتّبع ترقيمه.
طريقة الإنشاء بالحذف المتتالي
- اكتب جدول السوابق: أمام كلّ سطح السطوح التي تسبقه (اكتب Br إن لم يسبقه سطح مشغل).
- الدورة 1: السطوح التي لا تسبقها إلا Br تأخذ المستوى 1.
- احذف هذه السطوح من عمود السوابق. الدورة 2: السطوح التي صارت كلّ سوابقها محذوفة تأخذ المستوى 2، وهكذا.
- التصحيح بالترافق: سطحان مترافقان يُنقلان معاً إلى أعلى المستويين، ثم يُعاد حساب مستوى السطوح التابعة لهما.
- إذا وصلت إلى دورة لا يتحرّر فيها أيّ سطح وما زالت سطوح باقية، ففي المخطط حلقة: إمّا سهم معكوس، وإمّا سطحان يجب تشغيلهما في الوضعية نفسها (نعود إلى هذه الحالة في الجزء الرابع).
مثال محلول: جدول مستويات المحور
جدول السوابق:
| السطح | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| | سوابقه | 3 | Br | 2 | Br | 3 | Br | 2، 6، 8 | 3 | 2، 3 |
الحذف المتتالي:
- الدورة 1: السطوح 2 و4 و6 لا يسبقها إلا الخام: المستوى 1.
- الدورة 2: بعد حذفها يتحرّر 3 (سابقه 2 محذوف): المستوى 2. أمّا 9 فما زال ينتظر 3، و7 ما زال ينتظر 8.
- الدورة 3: يتحرّر 1 و5 و8 (سابقها 3)، و9 (سابقاه 2 و3): المستوى 3.
- الدورة 4: يتحرّر 7 (سوابقه 2 و6 و8): المستوى 4.
- التصحيح: 6 مترافق مع 5، فيُنقل من المستوى 1 إلى المستوى 3.
نتحقّق بالقاعدة على السطح 9: سابقاه في المستويين 1 و2، فمستواه $1 + 2 = 3$، أي واحد زائد أعلى مستوى، لا واحد زائد عدد السوابق.
جدول المستويات النهائي:
| المستوى | السطوح | ملاحظة | |---|---|---| | 0 | Br | الخام Ø32 ووجهاه المقطوعان | | 1 | 2، 4 | المرجع A والطوق | | 2 | 3 | مرجع الأبعاد الطولية | | 3 | 1، 5، 6، 8، 9 | 6 نُقل إليه بالترافق مع 5 | | 4 | 7 | اللولبة آخر السطوح |
يبيّن الشكل المخطط نفسه مرتَّباً في أشرطة أفقية، شريط لكلّ مستوى: كلّ الأسهم تنزل من مستوى إلى مستوى أكبر رقماً يقع تحته في الشكل، ولا يصعد أيّ سهم، وهذا دليل غياب الحلقات. الدائرة الرمادية المتقطّعة تمثّل الموضع الأوّل للسطح 6 في المستوى 1 قبل نقله إلى المستوى 3 بجوار السطح 5 الذي يرافقه.
ماذا نقرأ في جدول المستويات؟
- الترتيب الأدنى المفروض: لا يمكن أن يأتي سطح في مرحلة تسبق مرحلة أحد سوابقه.
- المستوى ليس المرحلة: يمكن أن تضمّ مرحلة واحدة سطوحاً من عدّة مستويات، بشرط أن تكون السوابق في المرحلة نفسها أو قبلها. في المحور ستضمّ المرحلة الأولى السطح 2 (المستوى 1) و3 (المستوى 2) و1 و9 (المستوى 3)، لأنّ البعد بين سطحين يُنجزان في الوضعية نفسها يضمنه ضبط الآلة.
- السطوح الأولى (المستوى 1) هي غالباً مراجع: المرجع A هنا. ومنها تنطلق أكثر الأسهم.
> ملاحظة للامتحان: يُطلب غالباً «أتمم جدول المستويات» انطلاقاً من مخطط أو من جدول سوابق. اكتب الدورات واحدة بعد أخرى، ثم صحّح بالترافق، وتحقّق في الأخير أنّ كلّ سهم يتّجه من مستوى أدنى إلى مستوى أعلى.
أخطاء شائعة
- حساب المستوى بعدد السوابق أو بمجموع مستوياتها: القاعدة واحد زائد أعلى مستوى.
- نسيان التصحيح بالترافق، فيظهر السطح 6 في المستوى 1 بعيداً عن السطح 5 الذي يُنجز معه.
- اعتبار عدد المستويات هو عدد المراحل: المراحل تتحدّد بالجمع في الجزء الثالث.
- وضع الخام في المستوى 1: الخام هو المستوى 0 لأنه موجود قبل أيّ تشغيل.
3. الجمع في مراحل وترتيب المراحل والسير المنطقي للصنع
من المستويات إلى المراحل
جدول المستويات يعطي ترتيباً ممكناً للسطوح، لكنه لا يقول أيّها يُنجز معاً. الخطوة الرابعة هي الجمع في مراحل (groupement en phases): نبحث عن أكبر مجموعات من السطوح يمكن تشغيلها على الآلة نفسها وفي الوضعية نفسها، دون مخالفة أيّ سهم.
قواعد الجمع في مرحلة
- الآلة نفسها: سطوح الدوران (أسطوانات، أوجه، مجاري، لولبات، ثقوب محورية) على المخرطة؛ المستويات والمجاري المستقيمة على المفرزة؛ الثقوب غير المحورية على المثقبة أو المفرزة.
- الوضعية نفسها: سطوح تصل إليها الأدوات دون فكّ القطعة؛ لا نشغّل سطحاً تحمله الارتكازات أو تمسكه الفكوك.
- احترام السوابق: كلّ سوابق السطح في مرحلة سابقة أو في المرحلة نفسها.
- الإجبار القويّ يجمع: سماح هندسي أو بعدي صغير جداً بين سطحين يفرض تشغيلهما في الوضعية نفسها (التعامد 0,02 بين 2 و3 في المحور).
- السطوح المترافقة في المرحلة نفسها وبالأداة نفسها.
- الإجبار الاقتصادي: أقلّ عدد ممكن من المراحل، لأنّ كلّ مرحلة تضيف زمن ضبط وخطأ وضع.
- فصل التخشين عن الإنهاء في مرحلتين مختلفتين عندما تكون بينهما معالجة حرارية، أو عندما يحرّر نزع كمية كبيرة من المعدن إجهادات تشوّه القطعة (قطع مسبوكة أو مطروقة كبيرة)، أو عندما يُنجز الإنهاء على آلة أدقّ.
قواعد ترتيب المراحل
- ترتيب المستويات: المرحلة التي تحتوي سطحاً تأتي بعد المراحل التي تحتوي سوابقه.
- المراجع أوّلاً: المرحلة الأولى تُنجز السطوح التي ستُستعمل للوضع في الموضع في المراحل اللاحقة.
- التخشين قبل الإنهاء، والسطوح الدقيقة أو الهشّة آخراً (أسنان، لولبات، أقطار مصحّحة) حتى لا تتلف عند الشدّ والنقل.
- المعالجة الحرارية بعد كلّ التشغيل الذي لا يمكن إنجازه على معدن مقسّى (مجاري، ثقوب، لولبات) وقبل التصحيح الذي يصحّح تشوّهها.
- التثقيب واللولبة بعد تشغيل الوجه الذي تدخل منه الأداة.
- المراقبة: مراقبة الخام في البداية عند الحاجة، ومراقبة نهائية في الأخير، ومراقبة وسيطة قبل عملية غالية (قبل المعالجة الحرارية مثلاً). وتُزال الزوائد (ébavurage) بعد التفريز والتثقيب.
تطبيق على محور البكرة
على المخرطة لا نصل إلى طرفي المحور في وضعية واحدة: الطرف الممسوك في الفكوك لا يُشغَّل. فنحتاج وضعيتين، ونجمع السطوح حسب الجهة:
- المرحلة 10 (الجهة اليسرى): 1 و2 و3 و4 و9. نمسك الخام من طرفه الأيمن. التعامد $0{,}02$ يفرض أن يكون 2 و3 معاً؛ والبعدان 32 و28 بين سطوح تُنجز في الوضعية نفسها فيحقّقهما ضبط الآلة؛ والطوق 4 بالأداة نفسها اقتصاداً.
- المرحلة 20 (الجهة اليمنى): 5 و6 و7 و8. نمسك القطعة على Ø20 f7 بفكوك ليّنة ونسندها على الكتف 3، فتكون أبعاد الصنع $10 \pm 0{,}1$ و$53 \pm 0{,}2$ هي أبعاد الرسم نفسها، ويتحقّق تمحور اللولبة مع A لأنّ التمركز على A نفسه.
لماذا لا نبدأ بالجهة اليمنى؟ جدول المستويات يجيب: 5 و8 في المستوى 3 وسابقهما 3 في المستوى 2؛ لو خُرطت الجهة اليمنى أوّلاً لكان 3 غير موجود بعد، فتُقاس الأبعاد من سطح خام وتلزم أبعاد صنع محوّلة بسماحات أضيق (درس أبعاد الصنع)، ولا يُضمن تمحور اللولبة مع A.
يبيّن الشكل في الأعلى المرحلة 10: القطعة ممسوكة بفكوك صلبة على الخام Ø32 (تمركز قصير 4-5) ومسنودة على وجهه الخام (ارتكاز مستوٍ 1-2-3)، والسطوح 1 و2 و3 و4 و9 بالأحمر، مع بعدي الصنع $Cf_1 = 32 \pm 0{,}1$ و$Cf_2 = 54{,}5 \pm 0{,}3$ (يترك $1{,}5\ mm$ للوجه 8). وفي الأسفل المرحلة 20: الارتكاز المستوي على الكتف 3 والتمركز القصير على Ø20 f7، والسطوح 5 و6 و7 و8 بالأحمر، مع $Cf_3 = 10 \pm 0{,}1$ و$Cf_4 = 53 \pm 0{,}2$.
السير المنطقي لصنع المحور
| المرحلة | التعيين | الآلة | السطوح المشغلة | الوضع في الموضع | |---|---|---|---|---| | 00 | قطع الخام Ø32 بطول 88 | منشار آلي | — | — | | 10 | خراطة الجهة اليسرى | TP | 1، 2، 3، 4، 9 | تمركز قصير على الخام Ø32 + ارتكاز مستوٍ على وجهه الخام | | 20 | خراطة الجهة اليمنى | TP | 5، 6، 7، 8 | ارتكاز مستوٍ على 3 + تمركز قصير على 2 (فكوك ليّنة) | | 30 | مراقبة نهائية | منصّة المراقبة | — | — |
مثال محلول 1: الجمع والكلفة
زمن ضبط الآلة لكلّ مرحلة $T_p = 30\ min$، وزمن تركيب القطعة وفكّها في كلّ مرحلة $1\ min$، والسلسلة 300 قطعة. نقارن جمعنا (مرحلتا خراطة) بسير يفصل التخشين عن الإنهاء في كلّ جهة (أربع مراحل خراطة). أزمنة القطع متساوية في الحالتين، فنحسب الأزمنة غير المنتجة فقط:
$ T_2 = 2 \times 30 + 2 \times 300 \times 1 $
$ T_2 = 660\ min = 11\ h $
$ T_4 = 4 \times 30 + 4 \times 300 \times 1 $
$ T_4 = 1320\ min = 22\ h $
الفصل غير الضروري يضيّع $11\ h$ على السلسلة، فضلاً عن خطأ وضع إضافي في كلّ وضعية. لذلك لا نفصل التخشين عن الإنهاء إلا لسبب تقني.
مثال محلول 2: لو كان القطر Ø20 مقسّى ومصحّحاً
نفترض أنّ القطر 2 يجب أن يُقسّى بالتحريض ثم يُصحَّح إلى Ø20 g6 بخشونة Ra 0,4. يتغيّر السير:
- في المرحلة 10 يُخرط 2 بسمك زائد للتصحيح $0{,}3\ mm$ على القطر، أي Ø20,3، وتُنجز في المرحلتين 10 و20 ثقوب المركزة على الوجهين 1 و8، لأنّ التصحيح الأسطواني يتمّ بين ذنيبتين.
- اللولبة 7 والمجرى 9 تُنجز قبل المعالجة، لأنها لا تُشغَّل بأداة عادية بعد التقسية.
- مرحلة معالجة حرارية (تقسية سطحية بالتحريض للقطر 2).
- مرحلة تصحيح أسطواني (RC) للقطر 2 بين ذنيبتين، ومعه الكتف 3 بحافة الحجر حتى يبقى التعامد $0{,}02$ مضموناً بالنسبة لـ A الجديد.
- مراقبة نهائية.
سمك التصحيح على نصف القطر:
$ \frac{20{,}3 - 20}{2} = 0{,}15\ mm $
وهو صغير عمداً: حجر الجلخ ينزع أجزاء من المئة من الميليمتر في كلّ مرور.
> ملاحظة للامتحان: السير المنطقي يُكتب جدولاً بخمسة أعمدة على الأقل: رقم المرحلة، تعيينها، الآلة، السطوح المشغلة، سطوح الوضع في الموضع. برّر كلّ جمع بقاعدة (آلة، وضعية، إجبار قويّ، ترافق) وكلّ ترتيب بالمستويات.
أخطاء شائعة
- جمع سطوح من جهتي القطعة في مرحلة خراطة واحدة: الجهة الممسوكة لا تُشغَّل.
- وضع التصحيح قبل المعالجة الحرارية، أو اللولبة بعدها.
- اختيار سطح خام للوضع في مرحلة لاحقة بينما يوجد سطح مشغل هو مرجع البعد.
- نسيان مرحلة المراقبة النهائية، أو وضعها في البداية.
4. حالة محلولة 1: سير صنع قطعة مخروطة (عجلة مسننة)
المعطيات
نريد السير المنطقي لصنع عجلة مسننة (roue dentée) لمخفّض سرعة، من الفولاذ C45، في سلسلة من 500 قطعة. الخام قضيب مدرفل Ø90 يُقطع بطول 40 mm. في الورشة: منشار آلي، مخرطة متوازية TP، آلة تحليق أفقية BH، آلة نحت الأسنان بالفريزة الأم (taillage par fraise-mère)، ومنصّة مراقبة.
يبيّن الشكل العجلة بنصف مقطع: النصف العلوي مقطوع ومهشّر، والأسنان لا تُهشَّر في المقطع المحوري حسب الاصطلاح، والخط المختلط على Ø80 هو الدائرة الابتدائية؛ والنصف السفلي مسقط خارجي. على اليمين مسقط جزئي للجوف يبيّن مجرى الخابور، وهو مسقط من اليسار (vue de gauche) لأنّ الإسقاط الأوروبي يضع على يمين المسقط الأمامي ما يُرى من يساره. السطوح: الوجه الأيسر للإكليل 1 (المرجع B)، أسطوانة الرؤوس Ø84 h8 (السطح 2)، الوجه الأيمن للإكليل 3، أسطوانة الصُّرّة (moyeu) Ø40 (السطح 4)، الوجه الأيمن للصُّرّة 5، الجوف Ø25 H7 (السطح 6، المرجع A)، مجرى الخابور 7، والأسنان 8.
نتحقّق أولاً من انسجام معطيات التسنين مع القطر الخارجي:
$ d = m \cdot z = 2 \times 40 = 80\ mm $
$ d_a = m(z + 2) = 2 \times 42 = 84\ mm $
فقطر الرؤوس Ø84 h8 هو فعلاً $d_a$، وقطر الأقدام $d_f = m(z - 2{,}5) = 75\ mm$ أكبر بكثير من قطر الصُّرّة Ø40. ومجرى الخابور لعمود Ø25 يحمل خابوراً $8 \times 7$ عمقه في الجوف $t_2 = 3{,}3\ mm$، فالبعد $d + t_2 = 25 + 3{,}3 = 28{,}3\ mm$ يُقاس من الجهة المقابلة للجوف إلى قاع المجرى.
الخطوة 1: جدول السطوح
| السطح | طبيعته | متطلباته | العمليات | |---|---|---|---| | 1 | الوجه الأيسر للإكليل (B) | ⊥ 0,02 بالنسبة لـ A | تسوية تخشين ثم إنهاء | | 2 | أسطوانة الرؤوس Ø84 h8 | ↗ 0,03 بالنسبة لـ A | خرط تخشين ثم إنهاء | | 3 | الوجه الأيمن للإكليل | $20 \pm 0{,}05$ من 1، و// 0,02 بالنسبة لـ B | تسوية تخشين ثم إنهاء | | 4 | أسطوانة الصُّرّة Ø40 | سماح عام | خرط تخشين | | 5 | الوجه الأيمن للصُّرّة | $35 \pm 0{,}1$ من 1 | تسوية | | 6 | الجوف Ø25 H7 (A) | IT7، Ra 1,6 | مركزة، تثقيب، تجويف تخشين ثم إنهاء | | 7 | مجرى الخابور 8 JS9 | $28{,}3^{+0{,}2}_{0}$، ≡ 0,03 بالنسبة لـ A | تحليق (brochage) | | 8 | الأسنان $m = 2$، $z = 40$ | — | نحت بالفريزة الأم |
الخطوة 2: الإجبارات
| السهم | النوع | السبب | |---|---|---| | 6 ← 1 | هندسي | تعامد الوجه 1 مع A | | 6 ← 2 | هندسي | خفقان أسطوانة الرؤوس بالنسبة لـ A | | 1 ← 3 | بعدي وهندسي | $20 \pm 0{,}05$ والتوازي مع B | | 1 ← 5 | بعدي | $35 \pm 0{,}1$ | | 6 ← 7 | بعدي وهندسي | البعد 28,3 من الجوف والتناظر مع A | | 1 ← 7 | تكنولوجي | القطعة تستند على 1 أثناء التحليق | | 6 ← 8 و1 ← 8 | تكنولوجي | الأسنان تُنحت والقطعة على محور في الجوف ومسنودة على B | | 2 ← 8 | تكنولوجي | قطر الرؤوس يُنجز قبل الأسنان لأنه يحدّد عمق النحت | | 3 — 4 | ترافق | أداة خرط وتسوية واحدة تُنجز الكتف 3 والقطر 4 |
حلقة بين الوجه 1 والجوف 6
يظهر هنا إجبار تكنولوجي آخر: المثقب يدخل من الوجه 1، فيجب تسوية هذا الوجه قبل التثقيب (1 ← 6)، بينما التعامد يفرض العكس (6 ← 1). هذه حلقة. نحلّها بتقسيم السطح 1 إلى عمليتين:
- 1E تسوية تخشين قبل التثقيب (تكفي ليدخل المثقب مستقيماً)؛
- 1F تسوية إنهاء بعد تجويف الجوف إنهاءً، في الوضعية نفسها، فيتحقّق التعامد $0{,}02$.
الحلقة إذن لا تُحذف بل تتحوّل إلى قاعدة جمع: 1 و6 في الوضعية نفسها، مع ترتيب العمليات: 1E ← 6 ← 1F. في جدول المستويات نحتفظ بالسهم الهندسي 6 ← 1 الذي يخصّ السطح النهائي.
الخطوة 3: جدول المستويات
جدول السوابق:
| السطح | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |---|---|---|---|---|---|---|---|---| | سوابقه | 6 | 6 | 1 | Br | 1 | Br | 6، 1 | 6، 1، 2 |
- الدورة 1: 4 و6 (لا يسبقهما إلا الخام): المستوى 1.
- الدورة 2: 1 و2 (سابقهما 6): المستوى 2.
- الدورة 3: 3 و5 (سابقهما 1)، و7 (سابقاه 6 و1)، و8 (سوابقه 6 و1 و2): المستوى 3.
- التصحيح: 4 مترافق مع 3، فيُنقل من المستوى 1 إلى المستوى 3.
| المستوى | السطوح | |---|---| | 0 | Br (الخام Ø90 ووجهاه المقطوعان) | | 1 | 6 | | 2 | 1، 2 | | 3 | 3، 4، 5، 7، 8 |
يبيّن الشكل المخطط مرتَّباً حسب المستويات، والإطارات الملوّنة المتقطّعة هي المراحل: الإطار الأحمر (Ph 10) يجمع 6 و1 و2 من المستويين 1 و2، والإطار الأزرق (Ph 20) يجمع 3 و4 و5، والأخضر (Ph 30) المجرى 7، والبرتقالي (Ph 40) الأسنان 8. السطوح الخمسة من المستوى 3 توزّعت على ثلاث مراحل لأنها تحتاج ثلاث آلات مختلفة.
الخطوة 4: الجمع في مراحل
- المرحلة 10 (TP): 6 و1 و2. هي المراجع A وB ومعها قطر الرؤوس: التعامد $0{,}02$ والخفقان $0{,}03$ صغيران، فتُنجز الثلاثة في وضعية واحدة حول المحور نفسه. نمسك الخام من جهة الصُّرّة.
- المرحلة 20 (TP): 3 و4 و5 من الجهة الأخرى. نسند القطعة على B (الوجه 1) ونمسكها على Ø84 h8 بفكوك ليّنة: البعدان $20 \pm 0{,}05$ و$35 \pm 0{,}1$ يُقاسان من سطح الارتكاز فيُنجزان مباشرة، والتوازي مع B مضمون بالارتكاز نفسه.
- المرحلة 30 (BH): المجرى 7، آلة أخرى. الوجه 1 على صفيحة الآلة والأداة المحلِّقة تتمركز في الجوف.
- المرحلة 40 (نحت الأسنان): 8، على محور (mandrin) جزؤه الممركز قصير في الجوف 6، والوجه 1 مسنود على كتف المحور.
الخطوة 5: ترتيب المراحل
- 10 قبل 20: المرحلة 10 تُنجز المرجعين A وB اللذين تُسند عليهما كلّ المراحل اللاحقة (قاعدة «المراجع أوّلاً»)، ومستوياتها 1 و2.
- 30 و40 بعد الخراطة: سوابق 7 و8 (6 و1 و2) منجزة في المرحلة 10.
- 30 قبل 40: الأسنان أدقّ السطوح الوظيفية وأكثرها عرضة للتلف؛ إذا نُحتت قبل التحليق فقد تُخدش عند تركيب القطعة في آلة التحليق وتحت جهدها الكبير، فنتركها آخراً.
الخطوة 6: السير المنطقي للصنع
| المرحلة | التعيين | الآلة | السطوح | الوضع في الموضع | |---|---|---|---|---| | 00 | قطع الخام Ø90 بطول 40 | منشار آلي | — | — | | 10 | خراطة جهة الإكليل | TP | 1، 2، 6 | تمركز قصير على الخام Ø90 + ارتكاز مستوٍ على وجهه الخام | | 20 | خراطة جهة الصُّرّة | TP | 3، 4، 5 | ارتكاز مستوٍ على 1 + تمركز قصير على 2 (فكوك ليّنة) | | 30 | تحليق مجرى الخابور | BH | 7 | ارتكاز مستوٍ على 1 + تمركز قصير في 6 | | 40 | نحت الأسنان | آلة النحت بالفريزة الأم | 8 | ارتكاز مستوٍ على 1 + تمركز قصير في 6 على محور | | 50 | مراقبة نهائية | منصّة المراقبة | — | — |
في المرحلتين 30 و40 تكفي خمسة نواظم: الوضع الزاوي للمجرى بالنسبة للأسنان غير محدّد على الرسم، فلا حاجة إلى ناظم سادس يمنع الدوران حول المحور.
يبيّن الشكل في الأعلى المرحلة 10: القطعة ممسوكة من طرف الخام (فكوك صلبة)، والسطوح 1 و2 والجوف 6 (بخط متقطّع لأنه مخفي) بالأحمر، مع $Cf_1 = 37{,}5 \pm 0{,}2$ من الوجه الخام المسنود إلى الوجه 1. وفي الأسفل المرحلة 20: الوجه 1 على أكتاف الفكوك اللينة الممسكة بـ Ø84 h8، والسطوح 3 و4 و5 بالأحمر، مع $Cf_2 = 20 \pm 0{,}05$ و$Cf_3 = 35 \pm 0{,}1$، وهما بُعدا الرسم نفسهما لأنّ الارتكاز على المرجع B.
مثال محلول: الأبعاد والسمك المنزوع
طول الخام $40\ mm$ والطول النهائي $35\ mm$، فنترك $2{,}5\ mm$ لكلّ وجه:
$ Cf_1 = 40 - 2{,}5 = 37{,}5\ mm $
فيبقى للمرحلة 20 على الوجه 5:
$ 37{,}5 - 35 = 2{,}5\ mm $
وعلى نصف القطر: الإكليل من Ø90 إلى Ø84 سمكه $(90 - 84)/2 = 3\ mm$، أمّا الصُّرّة فمن Ø90 إلى Ø40:
$ e = \frac{90 - 40}{2} = 25\ mm $
بعمق أقصى $3\ mm$ في المرور: $25/3 \approx 8{,}3$، أي 9 مرورات تخشين على طول 15 mm. هذه الكمية الكبيرة تبيّن أنّه في سلسلة من 500 قطعة قد يكون خام مطروق قريب من الشكل النهائي أوفر من القضيب، وهذا قرار يأخذه مكتب الطرائق بحساب الكلفة.
ترتيب العمليات داخل المرحلة 10 (يُفصَّل في عقد المرحلة): تسوية تخشين 1E، خرط تخشين 2، تثقيب مركزة، تثقيب Ø12 ثم Ø23، تجويف تخشين، تجويف إنهاء Ø25 H7، تسوية إنهاء 1F، خرط إنهاء Ø84 h8. نرى فيه حلّ الحلقة: التخشين قبل التثقيب والإنهاء بعد الجوف.
> ملاحظة للامتحان: في قطعة مسننة، لا تنسَ أنّ الأسنان سطح يُرقَّم ويأخذ مرحلة خاصة على آلة النحت، وأنّ قطر الرؤوس والجوف والوجه المرجع من سوابقها. والأسنان تأتي في آخر سير الصنع (قبل المعالجة الحرارية إن وُجدت).
أخطاء شائعة
- وضع الجوف والوجه 1 في مرحلتين مختلفتين، فيضيع التعامد $0{,}02$ بخطأ إعادة الوضع.
- البدء بجهة الصُّرّة: يصير الارتكاز في المرحلة الأولى على الخام، وتُقاس الأبعاد 20 و35 من سطح لم يُنجز بعد.
- رسم سهم في اتجاه واحد بين 1 و6 وإهمال الحلقة، فيُقترح تثقيب الخام دون تسوية.
- نسيان المرحلة الخاصة بالأسنان أو جمعها مع الخراطة.
5. حالة محلولة 2: سير صنع قطعة مفرَّزة (كتلة توجيه)
المعطيات
نريد السير المنطقي لصنع كتلة توجيه (bloc de guidage) من الفولاذ C35، في سلسلة من 200 قطعة. الخام مسطّح مسحوب على البارد (plat étiré) مقطعه $50 \times 45$، يُقطع بطول 85 mm. الوجهان الأمامي والخلفي (عرض 50) يبقيان خامين لأنّ دقة السحب تكفي. في الورشة: منشار آلي، مفرزة شاقولية FV، مفرزة أفقية FH، منضدة لإزالة الزوائد، ومنصّة مراقبة.
يبيّن الشكل المسقط الأمامي في الأعلى والمسقط العلوي في الأسفل. السطوح المشغلة: الوجه السفلي 1 (المرجع A)، الوجه العلوي 2، الوجه الأيسر 3 (المرجع B)، الوجه الأيمن 4، جانبا المجرى 5 (16 H8)، قاع المجرى 6، والثقبان 7 (2× Ø8 H7، سطح واحد). الوجه الأمامي الخام اسمه Br1، ومنه يُقاس البعد $25 \pm 0{,}1$ لمحور الثقبين؛ والوجه العلوي الخام (قبل التشغيل) اسمه Br2.
الخطوة 1: جدول السطوح
| السطح | طبيعته | متطلباته | العمليات | |---|---|---|---| | 1 | الوجه السفلي (A) | Ra 3,2 | تفريز سطحي (surfaçage) | | 2 | الوجه العلوي | $40 \pm 0{,}1$ من A، و// 0,04 بالنسبة لـ A | تفريز سطحي | | 3 | الوجه الأيسر (B) | ⊥ 0,05 بالنسبة لـ A | تفريز | | 4 | الوجه الأيمن | $80 \pm 0{,}1$ من B | تفريز | | 5 | جانبا المجرى 16 H8 | محوره على $40 \pm 0{,}05$ من B | تفريز تخشين ثم إنهاء | | 6 | قاع المجرى | $30 \pm 0{,}05$ من A | تفريز مع 5 | | 7 | الثقبان Ø8 H7 | $15 \pm 0{,}05$ و$65 \pm 0{,}05$ من B، $25 \pm 0{,}1$ من Br1، ⊥ Ø0,02 بالنسبة لـ A | مركزة، تثقيب Ø7,8، توسيع بالمجوّف Ø8 H7 |
الخطوة 2: الإجبارات
| السهم | النوع | السبب | |---|---|---| | 1 ← 2 | بعدي وهندسي | $40 \pm 0{,}1$ والتوازي مع A | | 1 ← 3 | هندسي | التعامد مع A | | 3 ← 4 | بعدي | $80 \pm 0{,}1$ | | 3 ← 5 | بعدي | $40 \pm 0{,}05$ لمحور المجرى | | 1 ← 6 | بعدي | $30 \pm 0{,}05$ لقاع المجرى | | 2 ← 5 | تكنولوجي | لو فُرّز الوجه 2 بعد المجرى لترك زوائد على حافتيه | | 1 ← 7 | هندسي | تعامد الثقبين مع A | | 3 ← 7 | بعدي | 15 و65 من B | | Br1 ← 7 | بعدي | 25 من الوجه الخام | | 2 ← 7 | تكنولوجي | المثقب يدخل من الوجه 2 | | 5 — 6 | ترافق | الفريزة نفسها تُنجز الجانبين والقاع |
البعد الوحيد بين الخام والمشغل في اتجاه العرض هو $25 \pm 0{,}1$ من Br1. القاعدة (درس الإجبارات): في كلّ اتجاه بُعد واحد فقط يربط الخام بالمشغل، ونسند القطعة على ذلك السطح الخام في المرحلة التي تُنجز البعد، فيتحقّق مباشرة.
الخطوة 3: جدول المستويات
جدول السوابق:
| السطح | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |---|---|---|---|---|---|---|---| | سوابقه | Br2 | 1 | 1 | 3 | 2، 3 | 1 | 1، 2، 3، Br1 |
- الدورة 1: السطح 1 (سابقه الخام): المستوى 1.
- الدورة 2: 2 و3 و6 (سابقها 1): المستوى 2.
- الدورة 3: 4 (سابقه 3)، و5 (سابقاه 2 و3)، و7 (سوابقه 1 و2 و3 وBr1): المستوى 3.
- التصحيح: 6 مترافق مع 5، فيُنقل إلى المستوى 3.
| المستوى | السطوح | |---|---| | 0 | Br1، Br2 | | 1 | 1 | | 2 | 2، 3 | | 3 | 4، 5، 6، 7 |
يبيّن الشكل المخطط مرتَّباً حسب المستويات مع إطارات المراحل: Ph 10 للوجه 1 وحده، وPh 20 للوجه 2، وPh 30 (الأزرق) يجمع الطرفين 3 و4 من مستويين مختلفين، وPh 40 (الأخضر) يجمع المجرى 5 و6 والثقبين 7. لاحظ السهم الأسود الطويل الخارج من Br1: هو البعد 25 الذي يربط الخام بالثقبين.
الخطوة 4: الجمع في مراحل
- المرحلة 10 (FV): الوجه 1 وحده بفريزة تسطيح. لا يمكن تشغيل 1 و2 معاً لأنهما وجهان متقابلان: أحدهما يحمل الارتكاز دائماً.
- المرحلة 20 (FV): الوجه 2، والقطعة مسنودة على 1، فيُنجز $40 \pm 0{,}1$ مباشرة والتوازي مضمون.
- المرحلة 30 (FH): الطرفان 3 و4 معاً بفريزتين ثلاثيتي القطيعة (fraises 3 tailles) مركّبتين على عمود الآلة وبينهما فاصل (entretoise) طوله المضبوط يعطي $80 \pm 0{,}1$: هذا بعد أداة (cote outil) لا يتغيّر من قطعة إلى أخرى. في الملزمة على FV يصعب الوصول إلى الطرفين لأنّ فكّي الملزمة يحيطان بهما، لذلك نستعمل حامل قطعة خاصاً (montage) تبرّره سلسلة من 200 قطعة.
- المرحلة 40 (FV): المجرى 5 و6 والثقبان 7 في وضعية واحدة: كلّ سوابقها منجزة، والفكّ الثابت على B (الوجه 3) والارتكاز على A والمِصدّ على Br1 تجعل كلّ أبعاد الصنع مساوية لأبعاد الرسم.
الخطوة 5: الترتيب ورسوم المراحل
المرحلة 10 أوّلاً لأنها تُنجز المرجع A. المرحلتان 20 و30 من المستوى 2 ويمكن تبديلهما نظرياً؛ نقدّم 20 لأنّ حامل القطعة في المرحلة 30 يشدّ القطعة من الأعلى، والشدّ على وجه منجز أفضل. المرحلة 40 أخيراً لأنها تضمّ سطوح المستوى 3 التي تحتاج 1 و2 و3 معاً. ثم إزالة الزوائد والمراقبة.
يبيّن الشكل المراحل الأربع. في 10 و20 (مسقط أمامي) ارتكاز مستوٍ 1-2-3 على الوجه الذي في الأسفل (Br2 في 10 والوجه 1 في 20)، وناظمان 4 و5 على الوجه الخام Br1 (دائرتان لأنهما عموديان على مستوى الرسم)، والسطح المشغل بالأحمر في الأعلى. في 30 الفريزتان (بالرمادي، نصفهما السفلي) على جانبي القطعة والفاصل بينهما على العمود. في 40 (مسقط علوي) الارتكاز المستوي على A (الدوائر 1 و2 و3)، والارتكاز الخطي 4-5 على الوجه 3 (الفكّ الثابت)، والناظم 6 على Br1 (المِصدّ)، والشدّ بالفكّ المتحرك على الوجه 4.
| المرحلة | السطوح | الارتكاز المستوي | الارتكاز الخطي | النقطي | عدد النواظم | |---|---|---|---|---|---| | 10 | 1 | Br2 | Br1 | — | 5 | | 20 | 2 | 1 | Br1 | — | 5 | | 30 | 3، 4 | 1 | Br1 | — | 5 | | 40 | 5، 6، 7 | 1 | 3 | Br1 | 6 |
في المراحل 10 و20 و30 لا نحتاج الناظم السادس: الوجه السطحي لا يتغيّر بانسحاب القطعة على طوله، والطرفان يُنجزان معاً بفريزتين بعدهما ثابت فلا يرتبط أيّ منهما بسطح منجز آخر في اتجاه الطول. أمّا في المرحلة 40 فموضع الثقبين محدّد في الاتجاهين، فتلزم النواظم الستة.
الخطوة 6: السير المنطقي للصنع
| المرحلة | التعيين | الآلة | السطوح | الوضع في الموضع | |---|---|---|---|---| | 00 | قطع الخام بطول 85 | منشار آلي | — | — | | 10 | تفريز الوجه السفلي | FV | 1 | مستوٍ على Br2 + خطي على Br1 (ملزمة) | | 20 | تفريز الوجه العلوي | FV | 2 | مستوٍ على 1 + خطي على Br1 (ملزمة) | | 30 | تفريز الطرفين | FH | 3، 4 | مستوٍ على 1 + خطي على Br1 (حامل خاص) | | 40 | تفريز المجرى وإنجاز الثقبين | FV | 5، 6، 7 | مستوٍ على 1 + خطي على 3 + نقطي على Br1 | | 50 | إزالة الزوائد | منضدة | — | — | | 60 | مراقبة نهائية | منصّة المراقبة | — | — |
مثال محلول 1: أبعاد الصنع في المرحلتين 10 و20
سمك الخام $45\ mm$ والسمك النهائي $40\ mm$، فنترك $2{,}5\ mm$ لكلّ وجه. في المرحلة 10 تُسند القطعة على Br2 فبُعد الصنع:
$ Cf_{10} = 45 - 2{,}5 = 42{,}5\ mm $
وفي المرحلة 20 تُسند على 1 فيكون $Cf_{20} = 40 \pm 0{,}1$ وهو بُعد الرسم. وبالطريقة نفسها، طول الخام $85\ mm$ والطول النهائي $80\ mm$، فتنزع كلّ فريزة في المرحلة 30 نحو $2{,}5\ mm$ من طرف.
مثال محلول 2: لماذا الفريزتان معاً في المرحلة 30؟
نقارن المرحلة 30 على FH (وضعية واحدة) بحلّ على FV يفرّز الطرفين في مرحلتين (القطعة واقفة في الملزمة لكلّ طرف). زمن الضبط $20\ min$ لكلّ مرحلة، وزمن التركيب والفكّ $1{,}5\ min$ لكلّ قطعة في كلّ مرحلة، والسلسلة 200 قطعة:
$ T_{FH} = 20 + 200 \times 1{,}5 = 320\ min $
$ T_{FV} = 2 \times (20 + 200 \times 1{,}5) $
$ T_{FV} = 640\ min $
نربح $320\ min$ من الأزمنة غير المنتجة، ويصير البعد 80 بعد أداة ثابتاً لكلّ القطع بدل بعد يضبطه العامل في كلّ مرة. ثمن ذلك فريزتان وفاصل وحامل قطعة خاص، وهو مبرّر في سلسلة من 200 قطعة؛ أمّا في قطعة واحدة فالحلّ على FV أبسط.
> ملاحظة للامتحان: في القطع المنشورية، تذكّر أنّ الوجهين المتقابلين لا يُنجزان في وضعية واحدة بفريزة تسطيح، وأنّ الارتكاز على الوجه الذي يُقاس منه البعد يجعل بُعد الصنع مساوياً لبُعد الرسم. وإذا وُجد بعد من سطح خام فذلك السطح الخام هو سطح الوضع في المرحلة التي تُنجز البعد.
أخطاء شائعة
- وضع المجرى قبل الوجه 2: يُفرّز الوجه 2 بعده فيترك زوائد على حافتي المجرى ويغيّر عمقه الظاهر.
- اعتبار الثقبين سطحين في مرحلتين مختلفتين: لهما الوضعية نفسها والأدوات نفسها.
- إسناد القطعة في المرحلة 40 على الوجه 4 بدل الوجه 3: الأبعاد 15 و40 و65 تُقاس من B، فيلزم تحويلها.
- نسيان أنّ Br1 هو مرجع البعد 25، واختيار الوجه الخلفي الخام للمِصدّ.
6. تمارين محلولة بنمط البكالوريا
التمرين 1: جنبة مدحرجة لمخفّض سرعة
التقديم. في مخفّض سرعة، يدور العمود المخرج على مدحرجة 6206 (قطرها الخارجي 62 mm) مركّبة في جوف الهيكل Ø62 H7. تُغلق جنبة (flasque) هذا الجوف: الحافة Ø62 g6 (السطح 4، المرجع A) تتمركز في الجوف، والوجه 3 (المرجع B) يرتكز على الهيكل، والوجه 5 يضغط الحلقة الخارجية للمدحرجة، فالبعد $8 \pm 0{,}05$ هو الذي يضبط ضغطها المحوري. في الجوف Ø42 H8 (السطح 6) حلقة كتامة ذات شفة، والجنبة تُثبَّت بأربعة براغي M8 تمرّ في الثقوب Ø9 (السطح 7). المعطيات التقنية: المادة E295، سلسلة من 100 قطعة، الخام قرص Ø105 بسمك 22 mm مقطوع من قضيب؛ الحضيرة: منشار آلي، مخرطة متوازية TP، مثقبة ذات قائم PC مع حامل تثقيب (montage de perçage)، منصّة مراقبة.
يبيّن الشكل الجنبة بنصف مقطع يمرّ بأحد الثقوب الأربعة (الشريط غير المهشّر في الإكليل هو الثقب Ø9)، والنصف السفلي مسقط خارجي. السطوح: الوجه الخارجي 1، الأسطوانة Ø100 (السطح 2، سماح عام)، الوجه 3، الحافة Ø62 g6 (السطح 4)، الوجه 5، الجوف Ø42 H8 (السطح 6)، والثقوب 4× Ø9 على الدائرة Ø84 (السطح 7) بمواصفة تموضع Ø0,2 بالنسبة لـ A وB.
الأسئلة
- أنشئ جدول الإجبارات (السهم، النوع، السبب).
- أنشئ جدول السوابق ثم جدول المستويات.
- اجمع السطوح في مراحل، رتّبها، واكتب السير المنطقي للصنع.
- رمّز الوضع في الموضع في المرحلتين 10 و30 واذكر عدد النواظم.
- الأسطوانة 2 في المستوى 1، فلماذا لا تُشغَّل في المرحلة الأولى؟
الحلّ
1) الإجبارات.
| السهم | النوع | السبب | |---|---|---| | 4 ← 3 | هندسي | ⊥ 0,03 بالنسبة لـ A | | 3 ← 5 | بعدي وهندسي | $8 \pm 0{,}05$ و// 0,02 بالنسبة لـ B | | 3 ← 1 | بعدي | $10 \pm 0{,}1$ | | 4 ← 6 | هندسي | ◎ Ø0,05 بالنسبة لـ A | | 4 ← 7 و3 ← 7 | هندسي | تموضع الثقوب بالنسبة لـ A وB | | 1 ← 7 | تكنولوجي | المثقب يدخل من الوجه 1 |
2) المستويات.
| السطح | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |---|---|---|---|---|---|---|---| | سوابقه | 3 | Br | 4 | Br | 3 | 4 | 1، 3، 4 |
الدورة 1: 2 و4 (المستوى 1)؛ الدورة 2: 3 و6 (المستوى 2)؛ الدورة 3: 1 و5 (المستوى 3)؛ الدورة 4: 7 (المستوى 4) لأنّ أعلى سوابقه، الوجه 1، في المستوى 3. لا يوجد ترافق.
3) الجمع والترتيب. المواصفات بين 4 و3 و5 و6 صغيرة ($0{,}03$ و$0{,}02$ وØ0,05 و$\pm 0{,}05$)، فتُنجز الأربعة في وضعية واحدة، وهي كلّها في جهة الحافة. يبقى 1 و2 في الجهة الأخرى، ثم الثقوب على المثقبة.
| المرحلة | التعيين | الآلة | السطوح | الوضع في الموضع | |---|---|---|---|---| | 00 | قطع الخام Ø105 بسمك 22 | منشار آلي | — | — | | 10 | خراطة جهة الحافة | TP | 3، 4، 5، 6 | تمركز قصير على الخام Ø105 + ارتكاز مستوٍ على وجهه الخام | | 20 | خراطة جهة الإكليل | TP | 1، 2 | ارتكاز مستوٍ على 3 + تمركز قصير على 4 (فكوك ليّنة) | | 30 | تثقيب الثقوب الأربعة | PC | 7 | ارتكاز مستوٍ على 3 + تمركز قصير على 4 (حامل تثقيب) | | 40 | إزالة الزوائد ومراقبة نهائية | منضدة ومنصّة مراقبة | — | — |
الترتيب يحترم المستويات: المرحلة 10 تُنجز المرجعين A وB، والمرحلة 20 تُنجز الوجه 1 (المستوى 3) الذي يدخل منه المثقب، والمرحلة 30 تُنجز 7 (المستوى 4).
أبعاد الصنع: الخام بسمك 22 والقطعة 18، فنترك $2\ mm$ لكلّ وجه. في المرحلة 10 تُسند القطعة على الوجه الخام من جهة 1، فيكون بُعد الصنع إلى الوجه 3:
$ Cf_{10} = 10 + 2 = 12\ mm $
بسماح واسع (مثلاً $\pm 0{,}2$) لأنه لا يؤثر إلا في السمك المتروك للوجه 1؛ والبعد $8 \pm 0{,}05$ يُنجز بين سطحين في الوضعية نفسها. في المرحلة 20 يُسند على 3 فيكون $Cf_{20} = 10 \pm 0{,}1$. وفي المرحلة 30 تتحقّق مواصفة التموضع مباشرة لأنّ الحامل يضع القطعة على A وB نفسيهما. نتحقّق أيضاً من أنّ الثقوب في مكان صالح: على الدائرة Ø84 يمتدّ الثقب Ø9 من نصف قطر $42 - 4{,}5 = 37{,}5\ mm$ إلى $42 + 4{,}5 = 46{,}5\ mm$، أي خارج الحافة (نصف قطرها 31) وداخل الإكليل (نصف قطره 50).
4) الوضعية السكونية.
| المرحلة | الارتكاز المستوي (1-2-3) | التمركز القصير (4-5) | المجموع | |---|---|---|---| | 10 | الوجه الخام من جهة 1 (رؤوس محزّزة) | الخام Ø105 بطول إمساك نحو 6 mm | 5 | | 30 | الوجه 3 (B) | الحافة 4 (A) في جوف الحامل | 5 |
في المرحلة 10: $L/D = 6/105 \approx 0{,}06 < 0{,}8$ فالإمساك تمركز قصير. لا نحتاج الناظم السادس في المرحلتين: السطوح المخروطة دوّارة، والثقوب الأربعة لا يرتبط موضعها الزاوي بأيّ سطح آخر، فيكفي أن تكون متباعدة بـ 90° فيما بينها، وهذا يضمنه حامل التثقيب نفسه.
5) المستوى يعطي أبكر مرحلة ممكنة، لا المرحلة الإجبارية. في المرحلة 10 تمسك الفكوك الخام من محيطه الخارجي، فلا تصل الأداة إلى كلّ طول الأسطوانة 2؛ لذلك تُخرط في المرحلة 20 حين تُمسك القطعة على الحافة 4.
التمرين 2: عمود مقسّى ومصحّح
التقديم. عمود مخفّض من الفولاذ 42CrMo4، خامه قضيب Ø40 مقطوع بطول 186 mm، سلسلة من 50 قطعة. سطوحه: الوجهان الطرفيان 1 و8 مع ثقبي مركزة، مدرجا المدحرجتين Ø25 k6 (السطحان 2 و5، والمرجع A هو محورهما المشترك) مقسّيان بالتحريض ومصحّحان بخشونة Ra 0,4، كتف 3 متعامد مع A، طوق Ø35 (السطح 4)، الطرف Ø22 h7 (السطح 6) وعليه مجرى خابور مغلق 6 N9 (السطح 7) لا يُقسّى. الحضيرة: منشار، TP، FV، فرن تقسية بالتحريض، آلة تصحيح أسطوانية RC.
الأسئلة
- لماذا تُنجز ثقوب المركزة في أوّل مرحلتَي تشغيل؟
- اكتب السير المنطقي للصنع مع تبرير مكان المعالجة الحرارية والتصحيح.
- يُترك للتصحيح $0{,}3\ mm$ على القطر. ما قطر الخراطة للمدرجين؟ وكم مروراً يلزم في التصحيح إذا نزع كلّ مرور $0{,}01\ mm$ على نصف القطر؟
- لماذا يُصحَّح المدرجان 2 و5 في الوضعية نفسها؟ وما وضعيتهما السكونية؟
الحلّ
1) مراحل الخراطة اللاحقة (30 و40) ومرحلة التصحيح تتمّ كلّها بين ذنيبتين: ثقبا المركزة يجسّدان محور العمود، فهما المرجع الذي تُقاس منه كلّ الأقطار والتمحورات. لذلك يأتيان أوّلاً (قاعدة «المراجع أوّلاً»)، ويبقيان نفسيهما حتى التصحيح، فيبقى المحور واحداً في كلّ المراحل.
2) السير المنطقي.
| المرحلة | التعيين | الآلة | السطوح | الوضع في الموضع | |---|---|---|---|---| | 00 | قطع الخام بطول 186 | منشار | — | — | | 10 | تسوية الوجه 1 وثقب مركزته | TP | 1 وثقب المركزة | تمركز طويل على الخام Ø40 + مِصدّ على الوجه الخام | | 20 | تسوية الوجه 8 وثقب مركزته | TP | 8 وثقب المركزة | تمركز طويل على الخام Ø40 + مِصدّ على الوجه 1 | | 30 | خراطة الجهة الأولى | TP | 2 (Ø25,3)، 3، 4 | بين ذنيبتين (5) + مُدير | | 40 | خراطة الجهة الثانية | TP | 5 (Ø25,3)، 6 | بين ذنيبتين (5) + مُدير | | 50 | تفريز مجرى الخابور | FV | 7 | تمركز طويل على موشورين + مِصدّ محوري (5) | | 60 | تقسية بالتحريض للمدرجين | فرن التحريض | 2، 5 | — | | 70 | تصحيح المدرجين والكتف | RC | 2، 5، 3 | بين ذنيبتين (5) + مُدير | | 80 | مراقبة نهائية | منصّة المراقبة | — | — |
الوجهان 1 و8 في مرحلتين (10 ثم 20) لأنهما طرفان متقابلان: في الإنتاج بالسلاسل تأخذ كلّ وضعية رقم مرحلة مستقلاً كما قلنا في الجزء الأوّل.
التبرير: المجرى 7 يُفرّز قبل المعالجة لأنّ الفريزة لا تقطع معدناً مقسّى ولأنّ الشدّ بعد التصحيح قد يخدش المدرجين. المعالجة الحرارية قبل التصحيح لأنها تشوّه العمود قليلاً، والتصحيح يزيل هذا التشوه ويعطي k6 وRa 0,4. والكتف 3 يُصحَّح مع المدرج 2 حتى يبقى متعامداً مع المحور الجديد.
3) قطر الخراطة:
$ d_t = 25 + 0{,}3 = 25{,}3\ mm $
السمك على نصف القطر:
$ e = \frac{0{,}3}{2} = 0{,}15\ mm $
$ n = \frac{0{,}15}{0{,}01} = 15\ \text{passes} $
(عملياً تكون المرورات الأخيرة أخفّ لتحسين الخشونة.) سماح k6 لـ Ø25 هو من $+0{,}002$ إلى $+0{,}015\ mm$، فالسمك المتروك $0{,}15\ mm$ على نصف القطر أكبر بكثير من التشوه المتوقّع وأصغر بكثير من سمك الخراطة.
4) المحور المشترك A يُعرَّف بالمدرجين معاً؛ تصحيحهما في الوضعية نفسها بين الذنيبتين يجعلهما يدوران حول المحور نفسه، فلا يدخل خطأ إعادة الوضع في تمحورهما. الوضعية بين ذنيبتين: الذنيبة الثابتة تحذف Tx وTy وTz (3 نواظم)، والذنيبة الأخرى تحذف Ty وTz عندها، أي الدورانين Ry وRz (ناظمان): 5 نواظم، والدوران حول المحور حرّ لأنّ السطوح المصحّحة دوّارة، ويُدار العمود بواسطة مُدير (toc d'entraînement) لا يضع القطعة في موضعها.
> ملاحظة للامتحان: في تمارين سير الصنع بالبكالوريا تُطلب غالباً أربعة أشياء: جدول الإجبارات أو إتمام المخطط، جدول المستويات، جدول السير المنطقي (المرحلة، الآلة، السطوح، الوضع)، وتبرير ترتيب مرحلة واحدة على الأقل (مرجع، معالجة حرارية، سطح هشّ). اكتب التبرير بجملة قصيرة تذكر القاعدة.
الجزء الأول من الدرس مفتوح للجميع، وبقيته مع الاشتراك.