مخرطة

تُعدّ موسعات الثقوب الآلية، أو موسعات الثقوب المخصصة للتركيب، النوع الأكثر شيوعًا من الموسعات المستخدمة في المخارط، ومثاقب الضغط، وآلات الخراطة، حيث تُوفر سطحًا أملسًا للثقب. وهي متوفرة بأشكال وأحجام متنوعة (مثل القطع الأيمن، والقطع الحلزوني الأيسر، والقطع المستقيم)، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من السيقان. ويمكن تصنيع موسعات الثقوب الآلية بساق مستقيمة أو ساق مخروطية الشكل. ^{[ 2 ]}

يمكن لمثقاب التوسيع اليدوي القابل للتعديل تغطية نطاق محدود من الأحجام. ويُشار إليه عادةً بحرف يُمثل نطاق الحجم. تنزلق الشفرات القابلة للاستبدال على طول أخدود مخروطي. وتؤدي عملية شد وفك الصواميل المُثبتة في كل طرف إلى تغيير حجم القطع. ونظرًا لعدم وجود أي حلزون في الأخاديد، فإن استخدامها يقتصر على الاستخدام الخفيف (إزالة الحد الأدنى من المواد لكل ضبط) لأنها تميل إلى الاهتزاز . كما يقتصر استخدامها على الثقوب غير المتشققة. فإذا كان الثقب يحتوي على شق محوري ، مثل ثقب جلبة مشقوقة أو ثقب تثبيت، فإن كل سن مستقيم سينزلق بدوره في الفجوة، مما يؤدي إلى تراجع الأسنان الأخرى عن موضع القطع. وهذا بدوره يُسبب علامات اهتزاز ويُفقد الغرض من استخدام المثقاب لتحديد حجم الثقب.

يُستخدم المثقاب المستقيم لتوسيع الثقوب بشكل طفيف. يتميز طرفه الداخلي بتناقص طفيف في القطر، ويختلف طول هذا التناقص باختلاف نوعه. يُساعد هذا التناقص على التمركز الذاتي عند دخوله الثقب. أما الجزء الأكبر من طوله فيكون بقطر ثابت.

تُستخدم الثقوب المُوسّعة لإنشاء ثقوب دائرية الشكل وذات حجم دقيق، على سبيل المثال بتفاوتات تتراوح بين -0 و+0.02  مم (0.0008 بوصة). يسمح هذا بتثبيت دبابيس التثبيت بالقوة، والتي لا يلزم تثبيتها في جسم المحرك. أما الثقوب الأخرى، التي يتم توسيعها قليلاً في أجزاء أخرى، فتُناسب هذه الدبابيس بدقة، ولكن ليس بإحكام شديد يُصعّب عملية الفك. يُعد هذا النوع من المحاذاة شائعًا في وصل نصفي علبة المرافق المنفصلة، ​​كما هو الحال في محركات الدراجات النارية ومحركات البوكسر . بعد وصل النصفين، يمكن حفر العلبة المُجمّعة بشكل مستقيم (باستخدام ما يُشبه مُوسّعًا كبيرًا)، ثم فكها لوضع المحامل والأجزاء الأخرى. يُعد استخدام ثقوب دبابيس التثبيت المُوسّعة أمرًا شائعًا في أي تصميم آلة، حيث يجب تحديد موقع أي جزأين من أجزاء التثبيت وربطهما بدقة مع بعضهما البعض - عادةً كما هو موضح أعلاه، في حدود 0.02  مم أو أقل من 0.001 بوصة.

يُستخدم الثقب المُوسّع أيضاً لاستقبال مسمار خاص ذي كتف غير ملولب، ويُسمى أيضاً مسمار الكتف. يُستخدم هذا النوع من المسامير عادةً لاستبدال المسامير المثبتة بالدق الساخن أثناء عمليات الترميم الزلزالي للمنشآت.

آلة توسيع الثقوب

تتميز آلة التوسيع بانحراف طفيف جدًا. ولأن الآلة تقوم بمحاذاة الموسع وقطعة العمل مسبقًا، فلا يوجد خطر من انحرافه عن المسار. إضافةً إلى ذلك، تضمن قوة القطع الثابتة التي يمكن تطبيقها بدء القطع فورًا. تتميز الشفرات الحلزونية بقدرتها على إزالة الرايش تلقائيًا، ولكنها متوفرة أيضًا بشفرات مستقيمة نظرًا لأن كمية الرايش المتولدة أثناء عملية التوسيع يجب أن تكون ضئيلة جدًا.

لا يحتوي موسع الثقوب الوردي على أي نتوءات على محيطه، ويتميز بانحناء أمامي لمنع الانحشار. ويُستخدم أيضاً كموسعات ثقوب لتليين الثقوب.

صُممت موسعات الأسطوانات لتوسيع فتحات المحامل وغيرها من العناصر المماثلة. وهي مزودة بأخاديد على طولها تقريباً.

يُستخدم مثقاب مخروطي دقيق لعمل ثقب مخروطي لاستقبال دبوس مخروطي لاحقًا. يتميز الدبوس المخروطي بخاصية التثبيت الذاتي نظرًا لزاوية مخروطه الضحلة. يمكن إدخاله في الثقب المخروطي بحيث لا يمكن إزالته إلا باستخدام مطرقة ومثقب . يتم تحديد مقاساته بتسلسل رقمي (على سبيل المثال، يستخدم مثقاب رقم 4 دبابيس مخروطية رقم 4). تُستخدم هذه الوصلات الدقيقة في تجميع الطائرات، وتُستخدم بكثرة لربط قسمين أو أكثر من أقسام الجناح المستخدمة في الطائرة الشراعية . قد يُعاد توسيع هذه الوصلات مرة أو أكثر خلال عمر الطائرة، مع استبدال الدبوس السابق بدبوس أكبر حجمًا بشكل مناسب.

موسع مخروطي من نوع مورس

يُستخدم موسع مخروطي مورس يدويًا لإنهاء تشطيب أكمام مخروطية مورس. هذه الأكمام أداة تُستخدم لتثبيت أدوات القطع أو حواملها في مغازل آلات مثل المثقاب أو آلة التفريز. الموسع الموضح هو موسع تشطيب. أما موسع التخشين فيحتوي على أسنان على طول الأخاديد لتفتيت الرقائق السميكة الناتجة عن عملية القطع الثقيلة المستخدمة فيه.

يحتوي الموسع المركب على سطحين قاطعين أو أكثر. يُصقل هذا الموسع بدقة عالية ليُشكل نمطًا يُحاكي الأقطار الداخلية المتعددة للقطعة. تكمن ميزة استخدام الموسع المركب في تقليل عدد عمليات برج الخراطة، مع الحفاظ على دقة عالية في الأعماق والأقطار الداخلية والمركزية. تُستخدم الموسعات المركبة غالبًا في آلات الخراطة اللولبية أو مخارط العمليات الثانوية ، وليس مع آلات التحكم الرقمي الحاسوبي ( CNC ) نظرًا لسهولة توليد كود G لتشكيل الأقطار الداخلية.

يمكن تصنيع موسعات الثقوب المركبة من الكوبالت أو الكربيد أو الفولاذ عالي السرعة . عند استخدام موسعات الثقوب المركبة لتوسيع الأقطار الداخلية الكبيرة المصنوعة من مواد ذات سرعة سطح منخفضة (قدم/دقيقة) ، يمكن لحام رؤوس الكربيد على قطعة حفر مُجهزة مسبقًا لتكوين الموسع. يتطلب الكربيد عناية خاصة لأنه هش للغاية وقد يتشقق في حال حدوث اهتزاز. من الشائع استخدام مثقاب عادي أو مثقاب مركب لإزالة الجزء الأكبر من المادة لتقليل التآكل، أو خطر انفصال القطعة عن الموسع المركب.

يمكن استخدام موسع الثقوب المخروطي لإزالة النتوءات من الثقوب المحفورة، أو لتوسيعها. يتناقص قطر جسم الأداة تدريجيًا حتى نقطة. يتكون هذا النوع من الموسعات من جسم يصل  قطره عادةً إلى نصف بوصة، مع قطعة عرضية في الطرف العريض تُشكل مقبضًا. وهو مفيد بشكل خاص للعمل مع المعادن اللينة مثل الألومنيوم والنحاس والفولاذ الطري. يُعرف أيضًا باسم "موسع الصيانة"، نظرًا لاستخدامه في مهام إزالة النتوءات وتوسيع الثقوب المتنوعة التي تُجرى عادةً في أعمال الصيانة والإصلاح والتشغيل . يمكن رؤية أداة مماثلة في بعض أنواع سكاكين الجيش السويسري ، مثل طراز الكهربائي، المُخصصة للاستخدام على المواسير الكهربائية.

يعتمد حجم الثقب النهائي الذي يتم الحصول عليه باستخدام الموسع على عملية التوسيع المستخدمة، بالإضافة إلى تصميم الموسع والمواد المستخدمة. وقد أُجريت دراسات توضح تأثير استخدام سائل التبريد أثناء عملية التوسيع. ^{[ 4 ]} أظهرت الدراسات أن الاستخدام المستمر لتيار سائل التبريد أثناء عملية التوسيع يؤدي باستمرار (في 75% من الحالات) إلى أحجام ثقوب  أكبر بمقدار 0.0001 بوصة (0.0025 مم) من حجم الموسع نفسه، مع هامش خطأ يبلغ ± 0.0002 بوصة في باقي الحالات. وبالمثل، غالبًا ما تؤدي عملية التوسيع شبه الرطبة إلى أحجام ثقوب أكبر بمقدار 0.0004 بوصة من حجم الموسع نفسه، في حوالي 60% من الحالات، مع هامش خطأ يبلغ 0.0006 بوصة، مما يُرجّح زيادة الحجم. ينبغي تجنب التوسيع الجاف نظرًا لانخفاض مستوى التكرار (20٪) في الحجم وانتشار واسع لأحجام العملية يصل إلى 0.0012 بوصة (0.030  مم) أكبر من حجم الموسع.

عند تصميمها واستخدامها بشكل صحيح، يمكن أن تتمتع موسعات الثقوب بعمر خدمة طويل يصل إلى 30,000 ثقب. ^{[ 5 ]} كما أن عملية التحكم السليمة قادرة على الحفاظ على حجم ثابت على طول الثقب مع تقليل تأثير الساعة الرملية. عادةً ما يكون للثقوب الموسعّة خشونة سطح تتراوح بين 10 و25 ميكروبوصة (250 إلى 640 نانومتر) Ra .  

تُجرى عملية التوسيع عادةً باستخدام مثقاب عمودي. ومع ذلك، يمكن استخدام المخارط ومراكز التشغيل الآلي والآلات المماثلة أيضًا. تُثبّت قطعة العمل بإحكام في مكانها بواسطة ملزمة أو ظرف أو أداة تثبيت أثناء تقدم الموسع. ^{[ 6 ]}

كما هو الحال مع أدوات القطع الأخرى، تُستخدم فئتان من المواد في صناعة المثاقب: المواد المعالجة حرارياً والمواد الصلبة. تتكون المواد المعالجة حرارياً من أنواع مختلفة من الفولاذ، أبرزها الفولاذ الكربوني العادي (غير المخلوط، والذي يُعتبر اليوم من المواد القديمة) وفولاذ السرعات العالية. أما المادة الصلبة الأكثر شيوعاً فهي كربيد التنجستن (صلب أو ذو رؤوس مدببة)، ولكن توجد أيضاً مثاقب ذات حواف من نتريد البورون المكعب (CBN) أو الماس. ^{[ 6 ]}

يتمثل الفرق الرئيسي بين الفئتين في أن المواد الصلبة عادةً لا تتأثر بالحرارة الناتجة عن عملية التشغيل، بل قد تستفيد منها. أما عيبها فهو أنها عادةً ما تكون هشة للغاية، مما يتطلب حواف قطع غير حادة لتجنب الكسر. وهذا يزيد من القوى المؤثرة في عملية التشغيل، ولهذا السبب لا يُنصح عادةً باستخدام المواد الصلبة في الآلات الخفيفة. في المقابل، تتميز المواد المعالجة حرارياً بمتانتها العالية، ولا تواجه أي مشكلة في الحفاظ على حافة حادة دون تشقق حتى في الظروف غير المواتية (مثل الاهتزاز). وهذا يجعلها مناسبة للأدوات اليدوية والآلات الخفيفة. ^{[ 6 ]}

يُعدّ كلٌّ من الألومنيوم والنحاس الأصفر من المواد النموذجية التي تتمتع بتقييمات جيدة إلى ممتازة في قابلية التشغيل. أما الحديد الزهر والفولاذ الطري والبلاستيك، فتتمتع بتقييمات جيدة. بينما يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ بتقييم ضعيف نظرًا لصلابته، كما أنه يميل إلى التصلب أثناء التشغيل. ^{[ 6 ]}

أثناء عملية التوسيع، يتسبب الاحتكاك في ارتفاع درجة حرارة القطعة والأداة. يعمل التشحيم المناسب على تبريد الأداة، مما يزيد من عمرها. ومن فوائد التشحيم الأخرى زيادة سرعات القطع، مما يقلل من أوقات الإنتاج. كما يزيل التشحيم الرايش ويساهم في تحسين سطح القطعة المشغولة. تُستخدم الزيوت المعدنية والزيوت الاصطناعية والزيوت القابلة للذوبان في الماء للتشحيم، ويتم تطبيقها عن طريق الغمر أو الرش. في حالة بعض المواد، يكفي استخدام الهواء البارد لتبريد القطعة المشغولة، ويتم ذلك عن طريق نفث الهواء ^{[ 6 ]} أو أنبوب الدوامة ^{[ 7 ] .}

• تود، روبرت هـ.؛ ألين، ديل ك.؛ ألتينغ، ليو (1994)، دليل مرجعي لعمليات التصنيع ، دار النشر الصناعية، رقم ISBN 0-8311-3049-0.