מה ההבדל בין כרסום לחריטה ?

כרסום וחריטה הינם שני התהליכים הנפוצים ביותר בעולם העיבוד השבבי. שני התהליכים כוללים הסרת חומר גלם עד לקבלת המוצר הדרוש, אך הם נבדלים זה מזה במספר מאפיינים מרכזיים. המאפיין הראשון והבולט ביותר הינו בשאלה איזה מרכיבי המכונה מסתובב לצורך ביצוע תהליך העיבוד. בכרסום כלי החיתוך מסתובב במהירות ומבצע את הסרת החומר בעוד העובד נותר מקובע. לעומת זאת, בחריטה העובד עצמו מסתובב במהירות וכלי החיתוך נותר מקובע. מאפיין זה מאפשר לייצר בחריטה מוצרים בעלי סימטריה גלילית בלבד, לעומת מגוון גאומטריות מורכבות שניתן לייצר בכרסום. כמובן שהמינוח "מקובע" הינו רגעי וביחס לציר הסיבוב של הרכיב המסתובב. 

עיבוד שבבי כרסום
Photo by Daniel Smyth on Unsplash

הן בחריטה והן בכרסום דרושה תנועה יחסית בין כלי החיתוך לבין העיבוד על מנת לבצע הסרת חומר. ניתן לבחון את מספר צירי התנועה המעורבים בכל אחת מפעולות עיבוד השבבי הללו. על מנת לבצע כרסום דרוש מינימום של 3 צירי תנועה אורתוגונליים (X,Y,Z) על מנת לבצע את עיבוד המוצר – שני צירים לתנועה מישורית וציר תנועה נוסף עבור העומק. לעומת זאת, בחריטה דרוש מינימום של 2 צירי תנועה אורתוגונליים בלבד (X,Z) – ציר תנועה רדיאלי וציר תנועה אקסיאלי. יש לציין שעבור מכונות בעלות בקרה ממוחשבת (CNC) ככל שגדל מספר הצירים המעורבים בתנועת המכונה כך דרושה בקרה מתוחכמת יותר על מנת לבצע את אינטרפולציות מהלכי התנועה ולהתמודד עם שגיאות מיקום מצטברות. לפיכך, בהשוואה בין מחרטה פשוטה לכרסומת פשוטה, בקרת תנועה של מחרטה ממוחשבת הינה באופן כללי פשוטה ורובסטית יותר, אם כי כאמור מחרטה מוגבלת באופן אינהרנטי בסוג המוצרים שניתן לייצר באמצעותה בהשוואה לכרסומת.

יתן לבחון היבט נוסף של השוואה בין פעולות חריטה לכרסום, הבא לידי ביטוי במהירות הסיבוב של רכיבי המכונה. בעוד שכלי חיתוך של כרסומות פועלים במהירות סיבוב בסדרי גודל של עשרות אלפי סל"ד, מחרטות לרוב פועלות במהירות סיבוב בסדרי גודל של אלפי סל"ד לכל היותר. זאת מכיוון שכאמור, בפעולות חריטה העובד, אשר הינו בעל אינרציה גבוהה יחסית, הוא זה שמסתובב ועל כן דרוש הספק רב יותר מהמנוע (Spindle) על מנת לסובב אותו בהשוואה להספק הדרוש מ-spindle של כרסומת על מנת לסובב את כלי החיתוך. בנוסף, העובדה שציר הסיבוב של מחרטות הינו אופקי לרוב, גורמת לכך שבנוסף לעומסים הנובעים מפעולת החריטה עצמה, מיסבי המחרטה חווים גם עומסים דינמיים גרוויטציוניים הנובעים מחוסר איזון או כפיפה של העובד. 

עיבוד שבבי בעזרת מחרטה
Image by Capri23auto from Pixabay

זאת בניגוד לכרסומת פשוטה, שם ציר הסיבוב אנכי ועל כן תופעות אלה פחות משמעותיות. מאחר שהעומסים הדינמיים פרופורציוניים לריבוע מהירות הסיבוב, הגדלת מהירות הסיבוב במחרטה מובילה להגדלה משמעותית של העומסים הללו ולפיכך עלולה להוביל לקיצור חיי רכיבי המכונה ואף לכשל. על כן באופן כללי, ה-spindle לרוב יסתובב לאט יותר בחריטה מאשר בכרסום.

לסיכום, ההבדל המרכזי בין כרסום לחריטה טמון בשאלה איזה מרכיבי המכונה הוא זה שמסתובב בתהליך העיבוד. בתהליך כרסום כלי החיתוך הוא זה שמסתובב, בעוד שבמחרטה העובד הוא זה שמסתובב. להבחנה זו יש מספר משמעויות כפי שצויין לעיל, ויש לבחור את תהליך העיבוד בהתאם למאפייני המוצר הדרוש – אם דרוש מוצר בעל סימטריה גלילית, רצוי לייצרו בחריטה. אם דרוש מוצר בעל גאומטריה אחרת, רצוי לייצרו בכרסום. ישנם גם "מרכזי עיבוד" מרובי צירים המאפשרים לנצל את יתרונות שני התהליכים במכונה אחת, אך מדובר במכונות מורכבות בעלות אתגרים משלהן, אשר קצרה היריעה מלהתייחס אליהם במאמר זה.

CNC – בקרה ממוחשבת

CNC תהליך הייצור בעזרת מכונות CNC תהליך הייצור בעזרת מכונות כרסום וחריטה CNC מתחיל ממודל ממוחשב של החלק אותו דרוש

מה זה עיבוד שבבי ?

עיבוד שבבי מה זה עיבוד שבבי ? המושג עיבוד שבבי מתפרש על מגוון הפעולות בהן נלקח חומר גלם (ע"פ רוב