المخرطة (Lathe) هي آلة تقوم بتدوير المشغولة حول محور دوران لتنفيذ عمليات مختلفة مثل القطع، الجلي، التخريش، الحفر، التشكيل، والتحويل، مع الأدوات التي يجري استخدامها مع المشغولة لإنشاء كائن مع متناسق حول هذا المحور
يمكن ايضا تعريف المخرطة (الجمع: مَخَارِط) بانها إحدى أنواع الآلات التي تستخدم في التصنيع عن طريق دوران المشغولات المراد تشكيلها وإعطائها الشكل المرغوب.[1][2][3]
المنتجات المصنوعة بواسطة المخارط
من أمثلة الأشياء التي يمكن إنتاجها بواسطة المخرطة البراغي والشمعدانات وفوهة المسدس وعصي البلياردو وأرجل الطاولة والأوعية ومضارب البيسبول والآلات الموسيقية (خاصة آلات النفخ الخشبية) وأعمدة الكرنك وغير ذلك الكثير.
تتم عملية التشكيل عن طريق إزالة الجزاز (الرايش) وهو جزء من المعدن عن طريق أقلام القطع المختلفة وذلك بدوران المشغولة حول محور مع تحرك قلم القطع بحركة خطية، غالباً ماتكون موازية أو معامدة لمحور دوران المشغولة.
تعدّ المخرطة من أهم آلات التشغيل لأنها تستخدم في إنتاج الأجزاء الأسطوانية كما تستخدم في إنتاج السطوح الدورانية مثل: المسامير والأعمدة الأسطوانية والجلب والأقراص والأجزاء المخروطية، كما استخدمت قديمًا في قطع الأخشاب.
و للمخرطة أنواع كثيرة نذكر منها: مخرطة الذنبة (المخرطة العامة)، ومخارط الأسطوانات، ومخارط الإنتاج الغزير(مثل المخارط البرجية المختلفة والمخارط الأتوماتيك)، ومخارط تعمل بنظام الحاسب الآلى (computer numerical control) أو اختصارا CNC).
وتنتقل الحركة إلى الظرف في المخرطة حسب الترتيب الآتي: من المحرك الكهربائي، إلى علبة السرعة عن طريق بكرات وسيور، إلى عمود الدوران، إلى الظرف.
الاستخدامات
تستخدم المخارط في خراطة الأخشاب، وتشغيل المعادن، وغزل المعادن، والرش الحراري، وجلي الأجزاء، وعمل الزجاج. يمكن استخدام المخارط لتشكيل الفخار، وأشهر تصميم هو عجلة الخزاف. يمكن أيضًا استخدام معظم المخارط المعدنية المجهزة بشكل مناسب لإنتاج معظم المواد الصلبة الدورانية والأسطح المستوية والخيوط اللولبية أو الحلزونات. يمكن لمخارط الزينة إنتاج مواد صلبة ثلاثية الأبعاد ذات تعقيد مذهل. عادةً ما يتم تثبيت قطعة العمل في مكانها بواسطة مركز واحد أو مركزين، يمكن نقل أحدهما على الأقل أفقيًا لاستيعاب أطوال قطع العمل المتغيرة. تتضمن طرق تثبيت العمل الأخرى تثبيت قطعة العمل حول محور الدوران باستخدام ظرف أو كوليت، أو على لوحة أمامية، باستخدام المشابك.
انواع المخاط
مخارط الخشب
تعد مخارط الخشب أقدم أنواع المخارط. وجميع الأصناف الأخرى تنحدر من هذه المخارط البسيطة. يوجد بها سكة معدنية أفقية قابلة للضبط - مسند الأداة - بين المادة والمشغل تستوعب وضع أدوات التشكيل، والتي عادة ما تكون محمولة باليد. بعد التشكيل، من الشائع الضغط على ورق صنفرة وتحريكه على الجسم الذي لا يزال يدور لتنعيم السطح المصنوع من أدوات تشكيل المعدن. عادةً ما يتم إزالة مسند الأداة أثناء الصنفرة، لأنه من غير الآمن وضع أيدي المشغلين بينه وبين الخشب الدوار.
يمكن أيضًا استخدام العديد من مخارط الخشب لصنع الأوعية والأطباق. الوعاء أو اللوح يحتاج فقط إلى الإمساك به في الجزء السفلي من جانب واحد من المخرطة. عادة ما يتم توصيله بلوحة وجه معدنية متصلة بالمغزل. في العديد من المخارط، تحدث هذه العملية على الجانب الأيسر من رأس الغراب، حيث لا توجد قضبان وبالتالي مزيد من الخلوص. في هذا التكوين، يمكن تشكيل القطعة من الداخل والخارج. يمكن استخدام مسند أداة منحني معين لدعم الأدوات أثناء تشكيل الداخل.
صُممت معظم مخارط الخشب ليتم تشغيلها بسرعة تتراوح بين 200 و1400 دورة في الدقيقة، وتعتبر هذه السرعة مثالية لمعظم مثل هذه الأعمال، وإذا كانت قطع العمل أكبر فذلك يتطلب سرعات أقل.
مخارط النسخ
هناك نوع من المخارط المتخصصة في نسخ قطعة العمل، أومخرطة النسخ المعروفة أيضًا باسم مخرطة بلانشارد وفق اسم مخترعها توماس بلانشارد. كان هذا النوع من المخارط قادر على إنشاء أشكال مطابقة للنسخة الأصلية، ولقد أحدثت ثورة في عملية صنع الأسلحة في عشرينيات القرن التاسع عشر عندما تم اختراعها.
مخارط Patternmaker
تستخدم لعمل نموذج للمسبك، غالبًا من الخشب، ولكن يمكن أيضًا أن يكون من البلاستيك. وهي تشبه مخرطة خشب ثقيلة، غالبًا ما يكون فيها برج ومسمار أمامي أو رف وترس لوضع البرج يدويًا. يستخدم البرج لقطع الخطوط المستقيمة بدقة. هناك طريقة أخرى للعمل مع الأجزاء الكبيرة وهي السرير المنزلق، والذي يمكن أن ينزلق بعيدًا عن غراب الرأس وبالتالي فتح فجوة أمام غراب الرأس لأجزاء كبيرة.
مخارط تشغيل المعادن
في مخرطة الأشغال المعدنية، تتم إزالة المعدن من قطعة العمل باستخدام أداة قطع صلبة، والتي يتم تثبيتها عادةً على حامل صلب متحرك، إما عمود أداة أو برج، ثم يتم تحريكه مقابل قطعة العمل باستخدام دواليب يدوية أو محركات يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب. توجد مجموعة واسعة من أدوات القطع بمختلف الأحجام والأشكال، اعتمادًا على تطبيقها. ومن الأنماط الشائعة نجد الماس، والمستدير، والمربع والمثلث.
يتم تشغيل عمود الأداة بواسطة مسامير ملولبة يمكنها وضع الأداة بدقة في مجموعة متنوعة من المستويات. قد يتم تشغيل عمود الأداة يدويًا أو آليًا لإنتاج قطع التخشين والتشطيب المطلوب لتحويل قطعة العمل إلى الشكل والأبعاد المطلوبة، أو لقطع الخيوط، والتروس الدودية، إلخ. يمكن أيضًا ضخ سائل تبريد القطع إلى موقع القطع لتوفير التبريد والتشحيم وتنظيف الرايش من قطعة العمل. قد يتم تشغيل بعض المخارط تحت تحكم الحاسوب لانتاج كميات كبيرة من الأجزاء.
عادةً ما يتم توفير مخارط الأشغال المعدنية التي يتم التحكم فيها يدويًا مع مجموعة تروس ذات نسبة متغيرة لقيادة المسمار اللولبي الرئيسي. وهذا يسمح بقطع خطوات السن اللولبي المختلفة. في بعض المخارط القديمة أو المخارط الجديدة ذات الأسعار المعقولة، يتم تغيير قطارات التروس عن طريق تبديل التروس بأعداد مختلفة من الأسنان داخل أو خارج الأعمدة، بينما تحتوي المخارط الأكثر حداثة أو التي يجري التحكم فيها يدويًا على صندوق سريع التغيير لتوفير نسب شائعة الاستخدام عن طريق تشغيل رافعة. تستخدم مخارط CNC أجهزة الحاسوب والآليات المؤازرة لتنظيم مات الحركة.
قد يتم دعم قطعة العمل بين زوج من النقاط تسمى المراكز، أو يمكن تثبيتها على لوحة أمامية أو وضعها في ظرف. يحتوي الظرف على فكوك متحركة يمكنها الإمساك بقطعة العمل بأمان.
هناك بعض التأثيرات على خواص المواد عند استخدام مخرطة الأشغال المعدنية. هناك القليل من التأثيرات الكيميائية أو الفيزيائية، ولكن هناك العديد من التأثيرات الميكانيكية، والتي تشمل الإجهاد، والشقوق الدقيقة، وتصلب العمل، والتقسية في المواد الصلبة.
مخارط الأعمال الزجاجية
تتشابه مخارط عمل الزجاج في التصميم مع المخارط الأخرى، ولكنها تختلف بشكل ملحوظ في كيفية تعديل قطعة العمل. تقوم المخارط التي تعمل على الزجاج بتدوير وعاء زجاجي مجوف ببطء فوق لهب بدرجة حرارة ثابتة أو متغيرة. قد يكون مصدر اللهب إما محمولًا باليد أو مثبتًا على شريحة عرضية يمكن تحريكها على طول سرير المخرطة. يعمل اللهب على تليين الزجاج الجاري عمله، بحيث يصبح الزجاج الموجود في منطقة معينة من قطعة العمل مطيلًا وخاضعًا للتشكيل إما عن طريق النفخ (" نفخ الزجاج ") أو عن طريق التشكيل بأداة مقاومة للحرارة. عادةً ما تحتوي هذه المخارط على رأسين مع خراطيش تحمل العمل، وتكون مرتبة بحيث يدوران معًا في انسجام تام. يمكن إدخال الهواء من خلال مغزل رأس غراب الرأس لنفخ الزجاج. أدوات تشكيل الزجاج والأنابيب لنفخ الزجاج عادة ما تكون محمولة باليد.
مخارط غزل المعادن
في الغزل المعدني metal spinning، يتم تثبيت قرص من الصفائح المعدنية بشكل عمودي على المحور الرئيسي للمخرطة، ويتم حمل الأدوات ذات الأطراف المصقولة (الملاعق) أو رؤوس الأسطوانة يدويًا، ولكن يتم رفعها يدويًا أمام الأعمدة الثابتة، لتطوير الضغط الذي يُشكل ورقة الغزل من المعدن.
إن المخارط التي تستخدم في غزل المعادن هي في غاية البساطة مثل المخارط الخشبية. عادة، يتطلب الغزل المعدني مغزلًا، عادةً ما يكون مصنوعًا من الخشب، والذي يعمل كقالب يتم تشكيل قطعة العمل عليه (يمكن صنع أشكال غير متماثلة، لكنها تقنية متقدمة جدًا). على سبيل المثال، لصنع وعاء من الصفائح المعدنية، يلزم وجود كتلة صلبة من الخشب على شكل وعاء ؛ بالمثل، لصنع مزهرية، يلزم قالب صلب للمزهرية.
نظرًا لظهور تشكيل القوالب الصناعية عالي السرعة والضغط العالي، أصبح الغزل المعدني أقل شيوعًا الآن مما كان عليه من قبل، ولكنه لا يزال أسلوبًا قيمًا لإنتاج نماذج أولية لمرة واحدة أو دفعات صغيرة، حيث سيكون تشكيل القوالب غير اقتصادي.
مخارط الزينة
تم تطوير مخرطة الزينة الدوارة في نفس الوقت تقريبًا الذي تم فيه تطوير مخرطة القطع اللولبي الصناعية في القرن التاسع عشر. لم يتم استخدامها لصنع أشياء عملية، ولكن لأعمال زخرفية للزينة. باستخدام الملحقات مثل إطارات القطع الأفقية والرأسية، وظرف غريب الأطوار وظرف بيضاوي الشكل، يمكن إنتاج مواد صلبة ذات تعقيد غير عادي بواسطة إجراءات إنتاجية مختلفة.
مخارط الساعات
إن مخارط صانعي الساعات هي مخارط دقيقة لتصنيع المعادن، وعادةً ما تكون بدون توفير للقطع اللولبي، ولا تزال تستخدم من قبل علماء الساعات في أعمال مثل قلب طاقم التوازن. غالبًا ما يتم استخدام أداة محمولة تسمى graver بدلاً من الأداة المنزلقة. كانت المنعطفات التي استخدمها صانع الساعات الأصلي عبارة عن مخرطة بسيطة ذات مركز ميت مع مسند متحرك ورأسين مفكوكين. يتم تدوير قطعة العمل بواسطة قوس، عادةً من شعر الخيل، ملفوفًا حولها.
معرض صور
مخرطة كبيرة قديمة
Screw cutting treadle lathe (Brown bros 1912) مخرطة بدواسة
Conventional lathe مخرطة معدنية صغيرة
Lathe Machin New DL Single Screw آلة مخرطة برغي واحد
مخرطة لتصنيع المعادن بالحزام في ورشة الآلات في متحف هاجلي
مخارط لصنع براميل البندقية، Naval Gun Factory، واشنطن العاصمة
مقالات ذات صلة
مراجع
- Smith, Merritt Roe (2015). Harpers Ferry Armory and the New Technology: The Challenge of Change. Cornell University Press. . مؤرشف من الأصل في 26 يناير 202030 يونيو 2016.
- Ruttan, Howard. "Wait a minute..." مؤرشف من الأصل في 08 يناير 2009.
- "Hints & Tips for Using a Lathe". “George Wilson’s” Hints and Tips - Publication date unknown. Lathes.co.uk. مؤرشف من الأصل في 06 ديسمبر 201729 نوفمبر 2010.