تشكيل المعادن: الدليل النهائي

هل أنت مفتون بروائع ختم المعادن؟ في منشور المدونة هذا، نغوص في عالم رائع من التشفيه والخرم والانتفاخ. سوف يرشدك مهندسنا الميكانيكي الخبير إلى تعقيدات هذه العمليات، شارحًا المفاهيم الأساسية ومشاركًا رؤى من الداخل. استعد لتوسيع معرفتك وتقدير الفن الكامن وراء تشكيل المعادن كما لم يحدث من قبل!

ختم المعادن وتشكيل القوالب وتصميم القوالب

جدول المحتويات

تشكيل الشغل

ما هو تشفيه الثقب؟

تشفيه الثقب هو عملية تشكيل المعادن التي تُنشئ حافة مرتفعة أو طوق حول ثقب موجود مسبقًا في قطعة عمل الصفيحة المعدنية. تستخدم هذه التقنية أدوات متخصصة لتشويه المادة المحيطة بالثقب، مما ينتج عنه عادةً نتوء أسطواني عمودي على سطح الصفيحة أو بزاوية محددة.

تتضمن العملية عدة خطوات رئيسية:

  1. إنشاء ثقب أولي: يتم أولاً ثقب أو قطع ثقب في الصفيحة المعدنية.
  2. التموضع: تتم محاذاة قطعة العمل مع قالب التشفيه والخرامة.
  3. التشكيل: يطبق المثقاب القوة على المادة حول الثقب، مما يؤدي إلى تدفقها وتشكيل الحافة.
  4. التشكيل: يتحكم القالب في الشكل النهائي للشفة وزاويتها.

يمكن تشكيل الشفاه على ارتفاعات وزوايا مختلفة، اعتمادًا على خصائص المواد وسُمك الصفيحة وتصميم الأدوات. تشمل تكوينات الشفة الشائعة ما يلي:

  • حواف مستقيمة: عمودي على سطح الصفيحة
  • حواف بزاوية: يتم تشكيلها بزاوية محددة، تتراوح عادةً بين 15 درجة و90 درجة
  • حواف ملتفة: بحافة ملفوفة أو منحنية لمزيد من القوة أو الأمان

يوفر تشفيه الثقب العديد من المزايا في التصنيع:

  • زيادة السلامة الهيكلية حول الحفرة
  • أسطح تزاوج محسّنة للتجميع
  • مظهر جمالي محسّن
  • إمكانية تقليل الوزن مقارنة بطرق الربط الأخرى
تشفيه الثقب
تشفيه الثقب

أنواع تشفيه الثقوب

يمكن تطبيق عمليات التشفيه على مختلف الأشكال الهندسية والأسطح، مما يستوعب متطلبات التصنيع المتنوعة. يمكن تصنيف العملية بناءً على شكل الشُّغْلَة الأولي وشكل الشفة المطلوب:

  1. تشفيه اللوح المسطح: يتضمن ذلك إنشاء ثقوب ذات حواف على الأسطح المستوية. تُستخدم عادةً في تصنيع الصفائح المعدنية لتطبيقات مثل الضميمات الكهربائية، وأنابيب أنابيب التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وألواح هياكل السيارات.
  2. تشفيه السطح المنحني: تنشئ هذه العملية الأكثر تعقيدًا ثقوبًا ذات حواف على أسطح غير مستوية. ومن الأمثلة الرئيسية على ذلك تشفيه الأنبوب، حيث يتم عمل ثقوب ذات حواف على أسطواني أو غيرها من الفراغات الأنبوبية المنحنية. هذه التقنية ضرورية في صناعات مثل صناعة الطيران لإنشاء مكونات خفيفة الوزن وسليمة من الناحية الهيكلية.
  3. ثقوب دائرية الحواف: تتميز بمظهر دائري موحد حول المحيط بأكمله. وغالباً ما يتم استخدامها عندما تكون هناك حاجة إلى حافة ناعمة ومتسقة لأغراض الإغلاق أو لأغراض جمالية.
  4. ثقوب ذات حواف غير مستديرة: يمكن أن يكون لها أشكال مختلفة، بما في ذلك الأشكال البيضاوية أو المستطيلة أو المخصصة. وتستخدم هذه الحواف عندما تفرض متطلبات وظيفية أو تصميمية محددة فتحة غير دائرية.
نوع تشفيه الفتحة

1. تشفيه الثقب المستدير

  1. خصائص تشوه الثقب الدائري المشوه
خصائص تشوه الثقب الدائري المشوه

خصائص التشوه في تشفيه الثقب الدائري:

  • يكون التشوه موضعيًا ويحدث بشكل رئيسي في الجزء الحلقي (d1-d0) في الجزء السفلي من الثقب. هذه المنطقة هي منطقة التشوه في الثقب الدائري.
  • تتمدد المادة في منطقة التشوه في الاتجاهين المماسي والشعاعي، مما يؤدي إلى تشوه ممدود في كلا الاتجاهين المماسي والشعاعي وله سمك منخفض.
  • منطقة التشوه ليست منتظمة، والاستطالة الشعاعية غير واضحة، والتشوه العرضي كبير، وكلما زادت مساحة التشوه كان الفم ممتدًا، وكلما كان الفم أرق.
خصائص تشوه الثقب الدائري المشوه

  1. تشكيل حد تشكيل تشفيه الثقب الدائري
حد التشكيل للثقب المستديرالتشكيل

يُعبَّر عن حد التشكيل بعامل تغيير الثقب K:

عامل تغيير الفتحة K

الحد من عامل تغيير الفتحة Kدقيقة.

العوامل التي تؤثر على معامل تشويش الفتحة الحدية:

  • خواص المواد
  • جودة ما قبل التثقيب
  • شكل اللكمة
  • السُمك النسبي للمادة
  1. تصميم عملية ثقب التشبيك الدائري
تصميم عملية ثقب التشبيك الدائري

(1) تقنية الثقب المستدير

  • يجب أن يتطابق نصف قطر الشريحة بين الحافة الرأسية بعد التشفيه والشفة: سمك المادة t 2 مم، r = (1 ~ 2) t;
  • إذا تعذّر استيفاء المتطلبات المذكورة أعلاه، يجب إضافة عملية إعادة تشكيل بعد تدوير الثقوب من أجل ضبط نصف قطر الشريحة المطلوبة.
  • بعد التشبيك، يتم تقليل سمك فم الحافة الرأسية بشكل كبير، ويكون السمك عند الجزء الأرفع:
تقنية الثقب المستدير

(2) ترتيب العملية للفتحة المستديرة

عادة، قبل ثقب الثقب، من الضروري قبل ثقب الثقب قبل ثقب الثقب، ثم تحديد ما إذا كان يمكن قلبه في وقت واحد وفقًا لارتفاع الثقب ومعامل ثقب الثقب، ثم تحديد طريقة تشكيل أجزاء ثقب الثقب.

ترتيب العملية للفتحة المستديرة

(3) عملية حساب حساب عملية ثقب الصفيحة-تغيير اللوحة

1) تحديد قطر الفتحة المثقوبة مسبقًا

تحديد قطر الثقب المثقوب مسبقاً

2) احسب ارتفاع الثقب لتحديد ما إذا كان يمكن قلب الثقب بنجاح مرة واحدة.

احسب ارتفاع الحفرة لتحديد ما إذا كان يمكن قلب الحفرة بنجاح بمجرد

3) تحديد عدد فتحات الدوران

عندما يكون ارتفاع فتحة الثقب H <Hالحد الأقصى، يمكن أن تكون ذات حواف في وقت واحد.

تحديد عدد فتحات الدوران

(4) عملية حساب عملية رسم الثقب السفلي أولاً ثم تشفيه الثقب

عملية حساب عملية رسم الثقب السفلي أولاً ثم تشفيه الثقب

1) احسب ارتفاع فتحة الثقب h الذي يمكن الوصول إليه بعد الرسم المسبق:

احسب ارتفاع فتحة الثقب h الذي يمكن الوصول إليه بعد الرسم المسبق

2) حساب قطر ما قبل التثقيب وارتفاع الرسم قبل ثقب الثقب:

حساب القطر قبل التثقيب المسبق وارتفاع الرسم قبل ثقب الثقب

3) حساب عملية السحب العميق

(5) حساب قوة تشويش الفتحة

حساب قوة تشعيب الفتحة

عند استخدام المثقاب الأسطواني المسطح السفلي المسطح لشق ثقب، يمكن حسابه على النحو التالي:

عند استخدام المثقاب الأسطواني المسطح السفلي المسطح لشق ثقب، يمكن حسابه على النحو التالي

تكون قوة تشفيه الثقوب باستخدام مثقاب مدبب أو كروي أقل قليلاً من القيمة المحسوبة بالصيغة أعلاه.

  1. قالب ثقب دائري

(1) هيكل القالب من الفتحات الدائرية ذات الفتحات الدائرية

قالب القالب ذو الفتحات الرسمية

قالب ثقب تغيير الثقب الرسمي

قالب الثقب المقلوب المقلوب

قالب الثقب المقلوب المقلوب

الطمسالقوالب المركبة للسحب العميق، والتثقيب، والتثقيب، والثقب والتثقيب المركب

القوالب المركبة للتفريغ، والسحب العميق، والتثقيب، والتثقيب، والثقب والتثقيب المركب

(2) هيكل وحجم تصميم الجزء العامل من قالب تغيير الثقب وحجمه

1) هيكل وحجم ثقب الثقب الدائري وحجمه

2) الخلوص C بين القالب المحدب والمقعر

الخلوص C بين القالب المحدب والمقعر
الخلوص C بين القالب المحدب والمقعر

1.2 تشفيه الفتحات غير الدائرية

تشفيه الفتحات غير الدائرية

2. التشفيه

يشير التشفيه إلى طريقة الختم التي تستخدم قالبًا لتحويل حواف المنتج إلى حافة مستقيمة أو مستقيمة بزاوية معينة.

وفقًا لشكل الحافة الخارجية ذات الحواف:

  • شفة منحنية داخلية على الحافة الخارجية
  • شفة خارجية منحنية على الحافة الخارجية
التخفيف

2.1 الحافة المنحنية الداخلية على الحافة الخارجية

شفة منحنية داخلية على الحافة الخارجية

ويشبه التشوه تشوه الثقب المستدير الذي ينتمي إلى الاستطالة.

تكون منطقة التشوه ممتدة بشكل عرضي بشكل أساسي، ويكون التشوه عند الحواف هو الأكبر، وهو ما يسهل تشققها.

درجة التشوه هي:

درجة التشوه

2.2 الحافة الخارجية المنحنية على الحافة الخارجية

شفة منحنية خارجية على الحافة الخارجية

إن تشوه الحافة الخارجية المنحنية الخارجية للحافة الخارجية يشبه الرسم السطحي، وينتمي إلى تشوه من نوع الضغط.

تولد منطقة التشوه في البليت بشكل أساسي تشوهًا انضغاطيًا تحت تأثير الإجهاد الانضغاطي المماسي، والذي يسهل أن يفقد الثبات والتجعد.

يمكن التعبير عن درجة التشوه على النحو التالي:

درجة التشوه

2.3 طريقة تشفيه الحافة الخارجية

  • طريقة حساب الحجم الفارغ
  • هيكل القالب: قالب فولاذي أو قالب ناعم
  • الحاجة إلى التحكم في الارتداد
  • بالنسبة للحواف الرأسية ذات الاتجاهات المختلفة، يجب اعتماد طريقة التشفيه المجزأ

ثقب التشبيك والتشفيه والتشكيل

ثقب التشبيك والتشفيه والتشكيل

مزيد من القراءة: ترقق التشفيه

يشير تشفيه الثقب الرقيق أو التشفيه إلى عملية تشويه تستخدم فجوة أصغر في القالب لإجبار سمك الحافة الرأسية على أن تصبح أرق ويزداد ارتفاعها.

ترقق التشفيه

3. الحلق

النقر هو طريقة ختم تستخدم قالبًا لتقليل البعد الشعاعي لنهاية الجزء المجوف أو الأنبوبي.

النقر

3.1 خصائص تشوه العنق

  1. خصائص تشوه العنق
خصائص تشوه العنق

  • المنطقة A- المنطقة غير المشوَّهة التي تعرضت لتشوه لدنّي
  • المنطقة (ج) - منطقة غير مشوهة تنتظر التشوه
  • المنطقة B-منطقة التشوُّه التي يتم تشويهها
  • منع عدم الاستقرار والتجاعيد هي المشكلة الرئيسية التي يجب حلها في عملية الحلب
  1. حد تشكيل العنق
حد تشكيل العنق

يتم التعبير عن درجة تشوه النخر بنسبة قطر العنق بعد النخر إلى قطر الفراغ قبل النخر.

معامل الانكماش: m = d / D

يُطلق على القيمة الدنيا لمعامل العنق التي يتم الحصول عليها في ظل فرضية ضمان استقرار عضو العنق معامل العنق الحدّي [m].

يرتبط [m] بمرونة المادة والهيكل الداعم للقالب.

قالب النقر لطرق الدعم المختلفة

قالب النقر لطرق الدعم المختلفة

3.2 تصميم عملية النخر

  1. تحديد الحجم الفارغ

انظر الجدول 6-4 لتحديد حجم الفراغ الخاص بقطعة العنق.

  1. تأكيد أوقات العنق

عندما يكون معامل النخر الفعلي m أصغر من معامل النخر الحدّي [m]، لا يمكن إجراء النخر في وقت واحد.

يمكن حساب عدد العنق من خلال:

تأكيد أوقات العنق

  1. حساب قوة العنق
حساب قوة العنق

عندما لا يكون هناك دعم للرقبة، تكون قوة الرقبة:

قوة العنق

3.3 هيكل قالب القالب الناخر 3.3

نقر القالب بدون دعم

نقر القالب بدون دعم

قالب النقر مع دعم خارجي

قالب النقر مع دعم خارجي
قالب النقر مع دعم خارجي

قوالب القوالب المركّبة القابلة للتقطيع والحرق

قوالب القوالب المركّبة القابلة للتقطيع والحرق

4. الانتفاخ

انتفاخ

الانتفاخ عبارة عن طريقة ختم تستخدم قالبًا لتشويه الجزء الداخلي للجزء المجوف بشكل بلاستيكي تحت تأثير إجهاد الشد ثنائي الاتجاه للحصول على جزء محدب.

الانتفاخ هو طريقة الختم

4.1 خصائص التشوه المنتفخ (حالتان)

تكون منطقة التشوه هي الفراغ بأكمله تقريبًا أو الطرف المفتوح، ويكون الطرف المفتوح من الفراغ متقلصًا ومشوهًا.

ولذلك، فإن التشوه في منطقة التشوه هو حالة تشوه يكون فيها المحيط ممدودًا ومضغوطًا محوريًا ويقل سمكه.

تقتصر منطقة التشوه على الجزء المراد انتفاخه في منتصف الفراغ.

ينتج عن منطقة التشوه بشكل رئيسي تشوه الاستطالة في الاتجاه المحيطي والترقق في اتجاه السماكة.

خصائص التشوه المنتفخ

الانتفاخ هو عملية تشكيل الاستطالة.

منع الانفجار هو المشكلة الرئيسية التي يجب حلها في عملية الانتفاخ.

4.2 حد التشكيل المنتفخ

انتفاخ حد التشكيل المنتفخ

يتم التعبير عن درجة تشوه الانتفاخ بنسبة الحد الأقصى لقطر الانتفاخ المحدب الذي تم الحصول عليه بعد الانتفاخ وقطر الفراغ قبل الانتفاخ، أي معامل الانتفاخ:

درجة التشوه المنتفخ

كلما زادت قيمة معامل الانتفاخ، زادت درجة التشوه المنتفخ.

4.3 تصميم عملية الانتفاخ

  1. تحديد الفراغ المنتفخ

عند الانتفاخ، طول الفراغ عند السماح محورياً بالتشوه بحرية:

تحديد الفراغ المنتفخ
تحديد الفراغ المنتفخ

  1. حساب قوة الانتفاخ
حساب قوة الانتفاخ

σZ - الإجهاد الحقيقي في منطقة التشوه المنتفخ، خذ σZb في التقدير التقريبي.

4.4 طريقة الانتفاخ وهيكل القالب المنتفخ

  • يمكن استخدام القوالب الفولاذية أو القوالب اللينة. تُستخدم القوالب اللينة على نطاق واسع.
  • يمكن أن يكون وسيط القالب اللين من المطاط والبارافين والبلاستيك PVC والسائل عالي الضغط والغاز عالي الضغط.
طريقة الانتفاخ وهيكل القالب المنتفخ
طريقة الانتفاخ وهيكل القالب المنتفخ

قالب انتفاخ المطاط

قالب انتفاخ المطاط

انتفاخ لكمة السائل عالي الضغط

انتفاخ لكمة السائل عالي الضغط

انتفاخ هيدروليكي لمفصل الإنطلاق

انتفاخ هيدروليكي لمفصل الإنطلاق

5. الخرز والضغط المحدب للبدن المحدب والنقش

5.1 الخرز والضغط المحدب للبدن المحدب

التزيين بالخرز وكبس البدن المحدب هما طريقتان للنقش تستخدمان قالبًا لإنتاج هياكل أو أضلاع محدبة (أضلاع تقوية) على الجزء.

الخرز والضغط المحدب للبدن المحدب

ميزات الخرز وتشكيل الهياكل المحدبة والمحدبة

ميزات الخرز وتشكيل الهياكل المحدبة والمحدبة

  • منطقة التشوه موضعي
  • تتمدد منطقة التشوه في كلا الاتجاهين ويقل سمكها، وهو نوع من الاستطالة، وشكل الفشل الرئيسي هو السحب - الكسر
  • جودة الانتفاخ جيدة
  1. الديكور

يمكن التعبير عن حد التشكيل للخرز بمقدار التغير في طول منطقة التشوه قبل الخرز وبعده

الديكور

الديكور

  1. ضغط البدن المحدب المحدب

يمكن التعبير عن الحد التكويني للبدن المحدَّب بالارتفاع h للبدن المحدَّب

ضغط البدن المحدب المحدب
ضغط البدن المحدب المحدب

4 أنواع من المعادن عملية الختم

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
شين
المؤلف

شين

مؤسس MachineMFG

بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.

قد يعجبك أيضاً
اخترناها لك فقط من أجلك. تابع القراءة وتعرف على المزيد!
الماكينةMFG
ارتقِ بعملك إلى المستوى التالي
اشترك في نشرتنا الإخبارية
آخر الأخبار والمقالات والمصادر التي يتم إرسالها إلى صندوق الوارد الخاص بك أسبوعياً.

اتصل بنا

سيصلك ردنا خلال 24 ساعة.