منشار كربيد

تُعد المناشير المنزلقة الأفقية على الأرجح أكثر أنواع مناشير الكربيد استخدامًا. في هذا التصميم، تُثبّت شفرة المنشار على محور علبة التروس، حيث تنزلق على مسارات أفقية وتدخل أفقيًا في قطعة المعدن.

في عام 1969، طورت شركة AME أول منشار أفقي لقطع الكربيد، وتم تصنيعه لصالح شركة Metalcut Inc. ولأول مرة، استُخدمت أغطية فولاذية تلسكوبية من Hennig ومآزر فولاذية لحماية المكونات الحيوية للمنشار من رقائق الخشب المتطايرة عالية السرعة والتي يصعب التحكم بها. ^{[ 4 ]}

تدخل شفرة المنشار في هذا النوع من المناشير عموديًا في المادة. تُستخدم هذه المناشير غالبًا كمناشير طبقات، حيث يمكن قطع العديد من الأنابيب أو المقاطع أو القضبان أفقيًا في وقت واحد.

في عام ١٩٧٤، طوّر أرنو ويليميت، المخترع المشارك لهندسة أسنان براونشفايغ، أول منشار كربيد ذي منزلق رأسي. ^{[ ٥ ]} أنتجته شركة أوهلر في ريمشايد، ألمانيا. لاحقًا، تولّت شركة فراماغ النمساوية إنتاج هذا النوع من الآلات، وقامت أيضًا بتصنيعه كمنشار طبقات. وكانت أوهلر قد صنعت سابقًا مناشير فولاذية عالية السرعة رأسية ذات مسارات دائرية مزدوجة، ثم حوّلتها لاحقًا إلى مناشير كربيد.

هذه المناشير أغلى ثمناً من المناشير الانزلاقية الأفقية التقليدية. وهي تُستخدم بكفاءة عالية لقطع قضبان السكك الحديدية، لأن شفرة المنشار تدخل بشكل مثالي في مقطع القضيب.

استُخدمت المناشير المحورية في الأصل كمناشير فولاذية عالية السرعة لقطع المقاطع والأنابيب الصغيرة. وفي أواخر سبعينيات القرن العشرين، بدأ استخدام هذه المناشير لقطع مقاطع فولاذية أكبر في مشاريع البناء (كالتنباخ).

في عام 1973، طورت شركة ميتال كت أول منشار محوري عالي الكفاءة يعمل بالكربيد  لقضبان بقطر 75 مم (3 بوصات)، حيث تم تثبيت مركز دوران علبة التروس على لوحة الأرضية. يقطع هذا المنشار على جانبي محور الدوران، قضيبًا واحدًا من كل جانب، مما يجعله أكثر إنتاجية.

في عام 1976، قامت شركة Carbide Cutoff Inc. (CCI) في روكفورد، إلينوي، بتطوير منشار كربيد إنتاجي أكبر من هذا النوع من أجل القدرة على منافسة منشار الانزلاق الأفقي من شركة Metalcut Inc. وقد نجحت هذه الآلة في قطع القوالب التي يصل  قطرها إلى 8 بوصات (200 مم).

استُخدم هذا النوع من المناشير المحورية أيضًا من قِبل شركة ميتال كت، إما كمنشار طبقات أو منشار قطع، حيث يقطع قطعًا بقطر يصل إلى 600  مم (24 بوصة). يقع المحور فوق قاعدة الماكينة، وتدخل شفرة المنشار عموديًا بشكل مقوس في المادة، ولكنها لا تحتوي على حلقة قوة مغلقة.

في عام ١٩٩٤، طورت شركة AME منشارًا محوريًا اقتصاديًا يحمل العلامة التجارية AMSAW 200 للسوق الأمريكية. وفي عام ٢٠١١، طورت شركة AME في روكفورد، إلينوي، منشارًا عالي الكفاءة من الكربيد، حيث يُثبّت محور دوران علبة التروس في الطرف السفلي لقاعدة الماكينة، لقطع  قطع معدنية بطول ٣٥٠ مم (١٤ بوصة). تُحصر القوة في حلقة مغلقة، وتتميز الماكينة بصلابة فائقة. كما يُحسّن هذا المنشار من تدفق الرقائق، حيث تُقذف الرقائق مباشرةً على ناقل الرقائق.

في عام 1963، طورت شركة إنجرسول لماكينات الطحن في روكفورد، إلينوي، منشارًا لقطع الصفائح المصنوعة من الفولاذ الكربوني عالي القوة باستخدام شفرات منشار من الكربيد. وتم تركيب المسارات الأفقية على عارضة فوق الصفيحة.

وفي وقت لاحق، قامت شركة Oliver Machinery Co. في ديترويت بولاية ميشيغان بتطوير منشار لوحي حيث تنزلق علبة التروس أسفل اللوحة على قاعدة الآلة وتقطع اللوحة من الأسفل.

في عام ١٩٧٣، طورت شركة ميتالكت أول منشار سكك حديدية من الكربيد، والذي أنتجته لاحقًا شركات أخرى، بما في ذلك شركة فاغنر. وفي عام ١٩٩٧، طورت شركة إيه إم إي منشار سكك حديدية اقتصاديًا تحت العلامة التجارية AMSAW 300-R، والذي لا يزال يُستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء الولايات المتحدة. وفي عام ١٩٩٩، صنعت شركة إيه إم إي نموذجًا خاصًا من منشار الكربيد لقطع قضبان السكك الحديدية بزاوية مائلة عند نقاط التقاطع والمحولات. وفي عام ٢٠١١، طورت شركة إيه إم إي نموذجًا خاصًا مُدمجًا كمنشار مزدوج في عربة سكة حديدية، ويُستخدم في أعمال صيانة خطوط السكك الحديدية في الولايات المتحدة. وقد حل هذا النموذج محل المناشير الكاشطة التي كانت تُستخدم سابقًا، والتي كانت تتسبب في حرائق الغابات بسبب رقائق الخشب الساخنة والشرر المتطاير. ونتيجة لذلك، تم استبدال هذه الآلات الخطرة بمناشير AMSAW الباردة.

في عام ١٩٧٤، طورت شركة ميتالكت مناشير ثنائية الطبقات لقطع أطراف ما يصل إلى ستة قطاعات على شكل حرف "C". كانت القطاعات تقترب من المناشير أفقياً، على شكل طبقات. يقطع المنشار الأول الأطراف الأمامية، بينما يقطع الثاني الأطراف الخلفية، وكان الأخير قابلاً للتحريك على مسارات، مما يسمح له بقطع أطوال مختلفة. صُممت هذه الآلات كمناشير محورية، وتقطع من الأسفل إلى الأعلى عبر القطاعات.

في عام 1976، تم استخدام هذا المنشار المحوري أيضًا لقطع الأنابيب على شكل طبقات.

وفي وقت لاحق، قام فاغنر وفراماغ بصنع مناشير مماثلة بتصميم رأسي.

في عام 2008، طورت شركة AME منشارًا ساخنًا من الكربيد يقوم بقطع نهايات المحاور المشكلة على الساخن لصناعة السكك الحديدية.

تُصنع الحلقات ذات الجدران السميكة بالدرفلة الساخنة، وغالبًا ما يتطلب الأمر تقطيعها إلى شرائح. وقد طورت شركة MFL Liezen النمساوية منشارًا يقطع هذه الحلقات من قطرها الداخلي. كما تُقدم شركة AME Rockford في ولاية إلينوي منشارًا من هذا النوع، إلا أنه يقطع الحلقات من قطرها الخارجي.

يتكون نظام التغذية إما من أسطوانة هيدروليكية أو من برغي كروي ومخفض تروس، والذي يتم تشغيله بواسطة محرك مؤازر.

في أغلب الأحيان، تُستخدم تروس مُقسّاة سطحيًا ذات خلوص منخفض، مثبتة في محامل كروية أو محامل أسطوانية مخروطية. وبحسب حجم شفرات المنشار، يمكن استخدام ما يصل إلى خمس مجموعات تروس بنسبة تخفيض تصل إلى 40:1. وتُشغّل محركات متغيرة السرعة بقدرة تصل إلى 150 كيلوواط علبة التروس مباشرةً أو عبر أحزمة التوقيت أو أحزمة على شكل حرف "V". تحتوي العديد من المناشير على شفة تثبيت الشفرة مدمجة داخل المغزل. وهذا أقل تكلفة، ولكنه يتطلب صيانة مكلفة عند تآكل أسطح تثبيت الشفرة. مع ذلك، تحتوي بعض المناشير الأكثر ابتكارًا على محاور قيادة قابلة للإزالة، مثبتة بإحكام، ويمكن استبدالها بسهولة. كما تستخدم بعض المناشير عجلات موازنة على عمود الإدخال لعلبة التروس لتخفيف عزم الدوران المتذبذب.

يتكون عادةً من أسطوانتين هيدروليكيتين للتثبيت، تعملان على تثبيت المادة على جانبي شفرة المنشار أفقيًا أو رأسيًا أو بزاوية. ولإطالة عمر شفرة المنشار، تُفصل المادة عنها من كلا الجانبين قبل سحب الشفرة من مكان القطع.

يجب تثبيت شفرة المنشار بإحكام على عمود الدوران لنقل عزم الدوران الهائل دون اهتزاز. عادةً ما يقلل استخدام شفة شفرة أكبر من اهتزاز الشفرة، ولكنه يتطلب قطرًا أكبر للشفرة. ولتقليل تكاليف الشفرة، يستخدم العديد من المصنّعين شفة أصغر مع مثبتات للشفرة، مما يُسهم في خفض تكاليف الأدوات.

نظرًا لأن شفرات منشار الكربيد دائرية، فهي تُعدّ أكثر عناصر نظام نقل الحركة صلابةً شعاعيًا في اتجاه التغذية، ولكنها غير مستقرة للغاية عموديًا على هذا الاتجاه. وبسبب رقة جسم الشفرة، يجب تثبيتها لتقليل سعة الاهتزازات الجانبية. عند إجراء التجارب الأولى على مناشير الكربيد، قام مهندس تطوير في شركة Advanced Machine & Engineering في روكفورد بتثبيت الشفرة باستخدام عصا مكنسة ضغط بها على الشفرة المهتزة، مما قلل الاهتزازات. ومن هذه التجربة، طُوّر مُثبِّت للشفرة باستخدام محملين كرويين مغلفين بالبلاستيك، مثبتين على أعمدة لا مركزية، ومدعومين بدعامة ملحومة بعلبة التروس. وقد وصف هورست دوبكه، الذي شاهد هذه الطريقة خلال تجارب أجرتها شركة Metalcut، هذه الطريقة أيضًا في أطروحته بعنوان "Sägen von Rohren mit hartmetallbestückten Kreissägeblättern". ^{[ 6 ]} أدت التطورات اللاحقة في مجال مناشير القطع ذات القطع المائلة (AMSAW) إلى ظهور مثبتات القطع، حيث تعمل صفائح بلاستيكية قابلة للتعديل على جانبي الشفرة على تقليل اهتزازات الشفرة (AME). لاحقًا، استخدم مصنعون آخرون عناصر انزلاق مماثلة تحت مسمى "مخمدات الاهتزاز". إلا أن هذه المخمدات، التي وُصفت خطأً بأنها مخمدات اهتزاز، لم تُخمد الاهتزازات، بل قللت من سعتها فقط. يصف السيد دوبكه هذه الوظيفة بالتفصيل في أطروحته. مؤخرًا، طورت شركة Advanced Machine & Engineering Company زوجًا من المثبتات الأمامية لآلات القطع ذات القطع المائلة (AMSAW) الخاصة بها، مرتبة بالقرب من نقطة دخول الشفرة في المادة. تتمدد هذه المثبتات هيدروليكيًا عندما تتجاوز أسنان الكربيد أطراف المثبت قبل القطع، مما يُثبت الشفرة ويساعد أيضًا في توجيهها أثناء القطع لتحسين الدقة. توجد أنواع أخرى من المثبتات مُدرجة باللغة الألمانية في منشور VDI Verlag رقم 1999 للمهندس راينر ليبرخت. يتناول هذا التقرير بشكل خاص تأثير الاهتزاز على شفرات المنشار. ^{[ 7 ]}

بشكل عام، هناك نوعان مختلفان من أنظمة القياس:

1. القياس باستخدام كماشة الإمساك: يتم تثبيت القطعة المعدنية باستخدام كماشة الإمساك التي تنزلق على مسارات ويتم تشغيلها بواسطة مجموعة من محرك سيرفو ومسمار كروي.

٢. القياس باستخدام نقاط التوقف: تُنقل القطع المعدنية عبر ناقل بكرات باتجاه نقطة توقف قابلة للتعديل. يمكن ضبط موضع هذه النقطة بدقة بواسطة آلية مؤازرة لولبية كروية، وعادةً ما تتضمن ممتص صدمات لتخفيف الصدمة. تُستخدم هذه الطريقة للقطع الطويلة.

تُشغَّل مناشير الإنتاج الأوتوماتيكية في الغالب بواسطة وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC).