ترتبط ظاهرة تكون النتوءات ارتباطًا وثيقًا بالمبادئ الأساسية لعملية القطع. عند دخول أداة القطع إلى مادة قطعة العمل، فإنها تقوم بتشكيل جزء من المادة بشكل لدن تحت تأثير قوى القطع، ثم تفصلها على شكل رايش (Chip). في عملية القطع المثالية، يجب أن ينفصل الرايش بسلاسة ونظافة. لكن، تؤدي عوامل مختلفة إلى تعطيل هذه العملية المثالية، مما يتسبب في تمدد المادة أو تمزقها أو انحنائها بدلاً من انفصالها بشكل نظيف. تصبح هذه الظاهرة أكثر وضوحًا عند خروج أداة القطع من المادة، أو في المناطق ذات الجدران الرقيقة.

تشمل العوامل التقنية الرئيسية التي تؤثر على تكون النتوءات ما يلي:

• حالة الأداة وهندستها:
  • الأدوات الباهتة: تُعد من الأسباب الأكثر شيوعًا. تفقد الأداة حدتها وتبدأ في دفع المادة أو تمزيقها بدلاً من قطعها. هذا يزيد من قوى القطع ويعزز التشوه اللدن للمادة.
  • هندسة الأداة غير المناسبة: زاوية القطع، زاوية الخلوص، نصف قطر طرف الأداة، وزاوية الحلزون تؤثر بشكل مباشر على تكون الرايش وانفصاله. على سبيل المثال، زاوية خلوص صغيرة جدًا أو نصف قطر طرف غير مناسب يمكن أن يزيد قوى القطع ويساهم في تكون النتوءات. توجد أدوات مصممة خصيصًا بهندسات تمنع تكون النتوءات.
  • مادة الأداة والطلاء: مقاومة الأداة للتآكل ومعامل الاحتكاك يلعبان دورًا في تكون النتوءات. الطلاء المناسب يزيد من عمر الأداة ويساعدها على الحفاظ على حدتها لفترة أطول.
• معلمات القطع:
  • سرعة القطع (Vc): السرعات المنخفضة جدًا قد تسبب تمزق المادة، بينما السرعات العالية جدًا تسرع من تآكل الأداة، مما يزيد بشكل غير مباشر من تكون النتوءات. يجب إيجاد نطاق سرعة أمثل يتناسب مع خصائص المادة.
  • سرعة التغذية (f): سرعات التغذية العالية تزيد من كمية الرايش المقطوعة في وحدة الزمن وترفع قوى القطع، مما يزيد من خطر تكون النتوءات. سرعات التغذية المنخفضة قد تتسبب في “احتكاك” الأداة بالمادة، مما يؤدي إلى نتوءات ناتجة عن التمزق.
  • عمق القطع (ap, ae): أعماق القطع الصغيرة جدًا (خاصة في المراحل النهائية) قد تتسبب في “كشط” الأداة للمادة بدلاً من قطعها، مما يؤدي إلى تكون النتوءات. عمق القطع الكافي ضروري للقطع النظيف.
• خصائص مادة قطعة العمل:
  • اللدونة (Ductility): المواد اللدنة واللينة (مثل الألمنيوم، النحاس، وبعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ) تميل إلى التشوه اللدن بسهولة أثناء القطع، مما يؤدي إلى تكون نتوءات أكثر. المواد الصلبة والهشة عادة ما تنتج نتوءات أقل.
  • الموصلية الحرارية: تؤثر الموصلية الحرارية للمادة على تراكم الحرارة في منطقة القطع. الحرارة العالية يمكن أن تلين المادة وتجعلها أكثر عرضة للتشوه.
• صلابة الماكينة ونظام التثبيت:
  • الاهتزازات: الاهتزازات في الماكينة، الأداة، أو قطعة العمل تعطل استقرار عملية القطع، تمنع الأداة من القطع بشكل منتظم، وتزيد من تكون النتوءات. أنظمة التثبيت غير الصلبة يمكن أن تزيد من هذه الاهتزازات.
  • انحراف الأداة (Runout): انحراف حامل الأداة أو المغزل يؤدي إلى قطع الأداة لنقاط مختلفة في كل دورة، مما يسبب إزالة رايش غير منتظمة وتكون نتوءات.
• التبريد والتشحيم:
  • التبريد غير الكافي: الحرارة الزائدة في منطقة القطع تلين المادة وتسرع تآكل الأداة. التبريد غير الكافي يقلل من عمر الأداة ويزيد من تكون النتوءات.
  • التشحيم غير الكافي: خاصية التشحيم لسائل التبريد تقلل الاحتكاك وتسمح للرايش بالانسياب بسهولة من سطح الأداة. التشحيم غير الكافي يؤدي إلى التصاق الرايش بالأداة (Built-up edge) وحدوث قطع غير منتظم.
• برمجة مسار الأداة:
  • استراتيجيات دخول وخروج الأداة: الدخول أو الخروج المفاجئ للأداة من المادة، خاصة عند الزوايا والحواف، يمكن أن يسبب تكون نتوءات. استخدام منحنيات دخول وخروج سلسة يقلل هذا الخطر.
  • مقدار القطع النهائي: مقدار القطع الصغير جدًا في المرحلة النهائية قد يتسبب في “كشط” الأداة للمادة بدلاً من قطعها، مما يؤدي إلى تكون نتوءات. يجب أن يكون هناك مقدار قطع كافٍ للحصول على سطح نظيف.