رئيس قسم الفهرسة

رأس الفهرسة ، المعروف أيضًا برأس التقسيم أو الرأس الحلزوني ، ^{[ 1 ]} هو أداة متخصصة تسمح بتدوير قطعة العمل بشكل دائري ؛ أي تدويرها بسهولة ودقة إلى زوايا أو أقسام دائرية محددة مسبقًا. تُستخدم رؤوس الفهرسة عادةً على طاولات آلات التفريز ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا على العديد من أدوات الآلات الأخرى ، بما في ذلك مكابس الحفر، وآلات التجليخ، وآلات التثقيب. تشمل المهام الشائعة لرأس التقسيم تشكيل أخاديد قاطع التفريز ، وقطع أسنان التروس ، وتفريز الفتحات المنحنية، أو حفر دائرة ثقب مسمار حول محيط قطعة ما. ^{[ 2 ]}

تشبه هذه الأداة طاولة الدوران، إلا أنها مصممة للإمالة والتدوير، وتتيح في كثير من الأحيان تثبيتًا محكمًا بدرجات دوران أدق، بما في ذلك من خلال الفهرسة التفاضلية. تسمح معظم التصاميم القابلة للتعديل بإمالة الرأس من 10 درجات تحت المستوى الأفقي إلى 90 درجة رأسية، وعندها يصبح الرأس موازيًا لطاولة الماكينة.

تُثبّت قطعة العمل في رأس التثبيت بنفس طريقة تثبيتها في مخرطة المعادن . ويكون ذلك عادةً باستخدام ظرف تثبيت، ولكن يمكن أن يشمل أيضًا ظرفًا مُثبّتًا مباشرةً في محور الدوران على رأس التثبيت، أو لوحة التثبيت، أو بين المركزين . وإذا كانت القطعة طويلة، فيمكن دعمها باستخدام وحدة ذيلية مُرافقة .

الفهرسة هي عملية تقسيم محيط قطعة عمل أسطوانية إلى عدد متساوٍ من الأجزاء باستخدام ذراع تدوير ولوحة فهرسة. يتضمن رأس الفهرسة اليدوي ذراع تدوير. يؤدي تدوير ذراع التدوير إلى تدوير المغزل، وبالتالي تدوير قطعة العمل. يستخدم ذراع التدوير نظام تروس دودي لتوفير تحكم دقيق في دوران قطعة العمل. يمكن تدوير قطعة العمل ثم تثبيتها في مكانها قبل استخدام أداة القطع، أو يمكن تدويرها أثناء القطع حسب نوع عملية التشغيل.

تعمل معظم رؤوس التقسيم بنسبة 40:1؛ أي أن 40 دورة للمقبض اليدوي تُنتج دورة واحدة للمغزل أو قطعة العمل. بعبارة أخرى، تُدير دورة واحدة للمقبض اليدوي المغزل بمقدار 9 درجات. ولأن مُشغل الآلة قد يرغب في تدوير القطعة إلى زاوية مُحددة، تُستخدم ألواح التوجيه لضمان وضع القطعة بدقة.

لوحة الفهرسة المباشرة: تحتوي معظم رؤوس التقسيم على لوحة فهرسة مثبتة بشكل دائم على المغزل. تقع هذه اللوحة في نهاية المغزل، بالقرب من موضع تثبيت قطعة العمل. وهي مثبتة على المغزل وتدور معه. عادةً ما تكون هذه اللوحة مزودة بسلسلة من الثقوب التي تُمكّن من الفهرسة السريعة للزوايا الشائعة، مثل 30 أو 45 أو 90 درجة. يمكن تمديد دبوس في قاعدة رأس التقسيم إلى لوحة الفهرسة المباشرة لتثبيت الرأس بسرعة على إحدى هذه الزوايا. ^{[ 3 ]} تتميز لوحة الفهرسة المباشرة بأنها سريعة وسهلة الاستخدام، ولا تتطلب أي حسابات. أما عيبها فهو أنها تُستخدم لعدد محدود من الزوايا فقط.

في رؤوس الفهرسة اليدوية ورؤوس الفهرسة CNC عالية الدقة، يُستخدم مفصل هيرث بشكل متكرر لتوفير قفل محكم ومحاذاة زاوية دقيقة. يُفضل هذا النوع من الآليات على الأقفال القائمة على الاحتكاك لأن هندسته ذات الأسنان المستقيمة تضمن صلابة ثابتة استثنائية وقابلية تكرار موضعية عالية ، مما يسمح لقطعة العمل بتحمل قوى قطع كبيرة دون إزاحة زاوية. ^{[ 4 ]}

تُستخدم ألواح الفهرسة القابلة للتبديل عندما يلزم تدوير قطعة العمل إلى زاوية غير متاحة على لوحة الفهرسة المباشرة. ولأن ذراع التدوير اليدوي مثبت على المغزل بنسبة معروفة (عادةً 40:1)، يمكن استخدام ألواح التقسيم المثبتة على عجلة اليد لإنشاء تقسيمات أدق لتوجيه دقيق عند الزوايا غير المنتظمة. تُقدم ألواح التقسيم هذه في مجموعات من عدة ألواح. تحتوي كل لوحة على حلقات من الثقوب بتقسيمات مختلفة. على سبيل المثال، قد تحتوي لوحة الفهرسة على ثلاثة صفوف من الثقوب، كل صف يحتوي على 24، 30، و36 ثقبًا. يُثبّت دبوس على ذراع التدوير اليدوي هذه الثقوب. تتوفر ألواح فهرسة تصل إلى 400 ثقب. ^{[ 2 ]} لا يمكن تركيب سوى لوحة واحدة من هذا النوع على رأس التقسيم في كل مرة. يختار الميكانيكي اللوحة بناءً على الزاوية التي يرغب في الفهرسة إليها.

على سبيل المثال، إذا أراد فني تشغيل آلات تدوير قطعة العمل بمقدار 22.5 درجة، فسيدير ​​ذراع التدوير اليدوي دورتين كاملتين ونصف دورة. وبما أن كل دورة كاملة تساوي 9 درجات، ونصف الدورة تساوي 4.5 درجة، فإن المجموع هو 22.5 درجة (9 + 9 + 4.5 = 22.5). ويمكن إتمام نصف الدورة بدقة متناهية باستخدام أي لوحة تدوير ذات عدد زوجي من الثقوب، وذلك بتدويرها إلى منتصف المسافة (الثقب رقم 8 في الحلقة ذات الـ 16 ثقبًا).

تتضمن رؤوس فهرسة براون وشارب مجموعة من 3 لوحات فهرسة. تحمل اللوحات الأرقام 1 و2 و3، أو الأحرف "أ" و"ب" و"ج". تحتوي كل لوحة على 6 صفوف من الثقوب. تحتوي اللوحة رقم 1 أو "أ" على 15 و16 و17 و18 و19 و20 ثقبًا. تحتوي اللوحة رقم 2 أو "ب" على 21 و23 و27 و29 و31 و33 ثقبًا. تحتوي اللوحة رقم 3 أو "ج" على 37 و39 و41 و43 و47 و49 ثقبًا.

رؤوس التقسيم العالمية: بعض رؤوس التقسيم اليدوية مزودة بنظام تشغيل آلي. يسمح هذا النظام بربط دوران رأس التقسيم بتغذية طاولة ماكينة التفريز بدلاً من استخدام ذراع تدوير يدوي. كما يتوفر نظام تروس لتغيير النسبة بين تغذية الطاولة والدوران. يتيح هذا النظام تشكيل الأجزاء الحلزونية أو اللولبية، مثل التروس الحلزونية أو الديدان أو الأجزاء اللولبية، لأن الجزء يدور في نفس الوقت الذي يتحرك فيه أفقيًا. يُطلق على هذا النظام اسم " رأس تقسيم PTO ".

تتشابه رؤوس الفهرسة في آلات CNC في تصميمها مع نظيراتها اليدوية، باستثناء أنها مزودة بمحرك سيرفو متصل بالمغزل بدلاً من ذراع التدوير اليدوي وألواح الفهرسة. ويتم التحكم في محرك السيرفو إلكترونيًا لتحريك قطعة العمل إلى الموضع المطلوب. ويمكن أن تكون وحدة التحكم عبارة عن لوحة مفاتيح بسيطة للمشغل، أو قد تكون مُتحكَّمًا بها بالكامل بواسطة نظام CNC.

يمكن التحكم برؤوس الفهرسة في ماكينات CNC بطريقتين مختلفتين. تعتمد الطريقة الأساسية على وظائف تحكم بسيطة مدمجة في رأس التقسيم، ولا تتطلب ماكينة CNC. يقوم المشغل بإدخال الزاوية المطلوبة في وحدة تحكم متصلة برأس الفهرسة، فيدور الرأس تلقائيًا إلى الموضع المطلوب ويثبت في مكانه لبدء عملية التشغيل. تغيير الزوايا سهل للغاية، إذ يكفي كتابة قيمة الزاوية الجديدة على لوحة التحكم. هذه الطريقة أسهل من إعداد رأس فهرسة يدوي، لعدم الحاجة إلى تبديل لوحات الفهرسة أو حساب مواضع الثقوب. كما أنها أسرع في العمليات المتكررة، حيث يمكن فهرسة القطعة بضغطة زر، مما يلغي الحاجة إلى حساب دورات ذراع التدوير اليدوي أو مواضع الثقوب المحددة على لوحة الفهرسة. يمكن استخدام رأس التقسيم CNC بهذه الطريقة مع الماكينات اليدوية أو ماكينات CNC.

معظم رؤوس التقسيم في آلات CNC قادرة على العمل كمحاور CNC كاملة، ويمكن توصيلها بوحدة تحكم آلة CNC. يُمكّن هذا وحدة التحكم الرئيسية في الآلة من التحكم في رأس الفهرسة تمامًا كما تتحكم في المحاور الأخرى. يُمكن استخدام هذه التقنية لتصنيع أشكال ثلاثية الأبعاد معقدة، وحلزونات ذات خطوة غير ثابتة، وأجزاء أخرى مماثلة. لا يُمكن استخدام هذا النمط من التشغيل على آلات التشغيل اليدوية لأنه يتطلب وحدة تحكم CNC كاملة.

• مقال في مجلة "الآلات" حول "الفهرسة التفاضلية"