بصفتي شخصًا منخرطًا بعمق في أعمال المعادن، غالبًا ما أجد نفسي أستكشف تقنيات فعّالة لتشكيل المواد. في هذه المقالة، سأشارككم 4 نصائح للرسم العميق و تشكيل صفائح معدنية حسّنت مشاريعي بشكل ملحوظ. إن فهم تفاصيل هذه العمليات يُحدث فرقًا كبيرًا في تحقيق الدقة والجودة. سواءً كنتَ محترفًا متمرسًا أو مبتدئًا، ستساعدك هذه الأفكار على تطوير مهاراتك وتحسين نتائجك في تصنيع الصفائح المعدنية. لنبدأ بقراءة هذه النصائح الأساسية!

الرسم العميق هو عملية ختم و تشكيل عملية تُشكَّل فيها صفيحة مسطحة إلى جزء مجوف مفتوح عبر قالب مقعر تحت ضغط قالب محدب. في جميع أنواع مكونات الصفائح المعدنية، يُستخدم السحب العميق غالبًا لمعالجة مختلف الأجزاء الأسطوانية، وأنصاف الكرات، والرؤوس المكافئة ذات الحجم الأكبر أو المادة الأكثر سمكًا.

عملية ومتطلبات السحب العميق

بشكل عام، يجب أن تتم عملية السحب العميق عن طريق الضغط على مكبس هيدروليكي من خلال قالب السحب العميق. عادةً ما تُستخدم المعالجة الباردة، ولكن فقط لتعديل شكل وحجم أو تشوه مادة اللوحة السميكة، يُستخدم التشكيل بالسحب العميق للمعالجة الساخنة.

عملية السحب العميق

الرسم التخطيطي التالي هو قطر D، وسمك لوحة مسطحة مستديرة فارغة توضع في فتحة وضع القالب المقعر، والرسم العميق في الأجزاء ذات الشكل الأسطواني لعملية الرسم.

عملية السحب العميق، بسبب قوة السحب العميق F والفجوة المقعرة بين القالب المحدب Z لتشكيل لحظة الانحناء، القالب المحدب الاتصال لأسفل مع مادة اللوحة بعد الضغط لأسفل، بحيث ينحني مادة اللوحة مقعرة، وفي القالب المحدب المقعر يتم سحب الدليل المستدير إلى فتحة القالب المقعر، تتطور مادة اللوحة ببطء إلى الجزء السفلي من الأسطوانة (القوالب المحدبة تحت الجزء المركزي من مادة اللوحة)، والجدار البسيط (يتم سحبه إلى الفتحة في الجزء الدائري من مادة اللوحة)، والحافة المحدبة (غير المسحوبة إلى الفتحة في الجزء الدائري) ثلاثة أجزاء رئيسية؛ مع استمرار سقوط القالب المحدب، يبقى الجزء السفلي من القالب البسيط ثابتًا تقريبًا، وتتقلص الحافة الحلقية باستمرار نحو الفتحة، وتُسحب إلى فتحة القالب المقعر لتتحول إلى جدار أسطواني، فيزداد ارتفاع الجدار البسيط تدريجيًا، وتنكمش الحافة تدريجيًا، وأخيرًا تُسحب الحافة بالكامل إلى فتحة القالب المقعر لتتحول إلى جدار بسيط، ثم تنتهي عملية السحب. تصبح مادة اللوحة المستديرة دائرة مجوفة مفتوحة بقطر d1 وارتفاع h.

1. تحضير الفراغ:

التقطيع: يتم قطع قطعة معدنية مسطحة فارغة من ورقة أو ملف أكبر إلى حجم وشكل دقيق باستخدام مكبس التقطيع.

التزييت: يتم تشحيم الفراغ لتقليل الاحتكاك ومنع التمزق أثناء عملية الرسم.

2. الأدوات:

المثقب: قطعة صلبة تدفع القطعة الفارغة إلى داخل تجويف القالب.

القالب: تجويف مجوف يشكل المادة الفارغة بالشكل المطلوب.

حامل الفراغ: يحمل الفراغ في مكانه ويتحكم في تدفق المواد إلى تجويف القالب.

3. الرسم:

يقوم حامل الفراغ بتثبيت الفراغ بقوة على القالب لمنع التجعد.

ينزل المثقب، دافعًا المادة الخام إلى تجويف القالب. تُسحب المادة شعاعيًا إلى الداخل وتُشكّل بلاستيكيًا بالشكل المطلوب.

مع تحرك اللكمة للأمام، يستمر سحب المادة الفارغة إلى عمق أكبر في القالب، مما يشكل جدران المكون.

4. الطرد:

بعد التشكيل، يتم سحب اللكمة للخلف، ويتم إخراج الجزء المشكل من القالب باستخدام آلية القذف.

تحليل تشوه الرسم العميق

يمكن فهم عملية التشوه بالسحب العميق على النحو التالي: عملية السحب العميق هي انكماش تدريجي للشفة الحلقية الشكل باتجاه فتحة القالب المقعر، ثم انتقال التدفق إلى جدار الأسطوانة. عملية السحب العميق هي عملية تشوه بلاستيكي معقدة نسبيًا. يمكن تقسيم كل جزء من المادة الخام إلى عدة مناطق وفقًا لتشوهه.

1. الجزء السفلي من الأسطوانة (منطقة التشوه الصغيرة) أسفل القالب المحدب لأسفل الاتصال بالمنطقة المركزية للجزء الدائري لمادة اللوحة من الجزء السفلي البسيط، في عملية السحب العميق، تحافظ هذه المنطقة دائمًا على شكل مسطح، محاطة بتوتر شعاعي موحد، يمكن اعتباره عدم وجود تشوه بلاستيكي أو منطقة تشوه بلاستيكي صغيرة جدًا، ستكون المادة السفلية قوة القالب المحدبة على جدار الأسطوانة، بحيث تنتج إجهاد الشد المحوري.

٢. جزء الشفة (منطقة تشوه كبيرة) فوق منطقة حلقة القالب المقعرة، وهي الشفة، هو منطقة التشوه الرئيسية أثناء السحب العميق. في السحب العميق، يُنتج جزء الشفة من المادة، بسبب قوة السحب العميق، إجهاد شد شعاعي σ1، في اتجاه تدفق الانكماش إلى فتحة القالب المقعر، حيث تضغط المادة بعضها البعض لإنتاج إجهاد ضغط مماسي σ3. يكون دوره جزءًا على شكل مروحة من المادة الخام F، يُسحب عبر شق وهمي على شكل إسفين، ويصبح مشابهًا لتشوه F2، انظر الرسم البياني التالي.

عندما تكون الحافة كبيرة والورقة رقيقة، فإن جزء الحافة يفقد الاستقرار والقوس بسبب الضغط الانضغاطي الظاهري أثناء السحب، مما يشكل ما يسمى "ظاهرة التجعد"، لذلك يتم استخدام حلقة الضغط عادة لضغط الحافة.

٣. جدار البرميل (منطقة نقل القوة): هذه هي منطقة التشوه، حيث يتعرض جزء الشفة للمادة للضغط الظاهري، والتمدد الشعاعي، ونقل تدفق الانكماش، مما يُقلل بشكل كبير من التشوه. أثناء السحب العميق المستمر، يلعب القالب المحدب دور نقل قوة السحب العميق إلى الشفة، حيث تتحمل مادة الجدار البسيطة نفسها إجهاد الشد أحادي الاتجاه أثناء عملية نقل قوة السحب العميق، مما يجعلها ممدودة قليلاً طولياً، وسمكها أقل قليلاً.

4. جزء زاوية القالب المقعر (منطقة الانتقال) الحافة وجزء انتقال تقاطع الجدار البسيط، حيث يكون تشوه المادة أكثر تعقيدًا، بالإضافة إلى نفس خصائص جزء الحافة الذي يخضع لإجهاد الشد الشعاعي والإجهاد الانضغاطي المماسي، والقوة، بالإضافة إلى دور بثق زاوية القالب المقعر ودور الانحناء وتشكيل إجهاد انضغاطي سميك.

٥. جزء زاوية القالب المحدب (منطقة الانتقال): جدار بسيط وجزء انتقالي تقاطع سفلي بسيط، شعاعي ومماسي لتحمل دور إجهاد الشد، سميك لدور البثق والانحناء بواسطة زاوية القالب المحدبة وإجهاد الضغط، عملية السحب العميق، استطالة شعاعية، سمك بعض التخفيف، يحدث أخطر التخفيف في زاوية القالب المحدبة وجدار البرميل. بداية السحب العميق، هو في القالب المحدب والمقعر بينهما، والحاجة إلى نقل المواد أقل، بسبب درجة التشوه الصغيرة، درجة التصلب البارد منخفضة ولكن أيضًا زاوية القالب المحدبة ليست في الاحتكاك المفيد، والحاجة إلى نقل منطقة قوة السحب العميق أصغر. لذلك، يصبح هذا المكان أكثر عرضة للكسر عند السحب العميق "القسم الخطير".

اختلاف سمك جدار أجزاء السحب العميق

يُظهر الشكل التالي اختلاف سمك جدار أجزاء السحب العميق. يوضح الشكل التالي تغير سمك جدار رأس السحب العميق الإهليلجي المصنوع من الفولاذ الكربوني، بينما يوضح الشكل (ب) تغير سمك جدار أجزاء الأسطوانة ذات الحواف المُستخدمة في السحب العميق مع حلقة التجعيد.

متطلبات عملية معالجة السحب العميق

يمكن استخدام عملية السحب العميق لإكمال معالجة الأجزاء ذات الأشكال المعقدة، والحصول على أشكال أسطوانية، ومتدرجة، ومخروطية، ومربعة، وكروية، وأشكال مختلفة غير منتظمة من الأجزاء رقيقة الجدران. ومع ذلك، ترتبط دقة معالجة السحب العميق بالعديد من العوامل، مثل الخصائص الميكانيكية للمادة وسمكها، وبنية القالب ودقته، وعدد العمليات وتسلسلها، إلخ. دقة تصنيع أجزاء السحب العميق ليست عالية بشكل عام، والدقة المناسبة في مستوى IT11 أدناه. في الوقت نفسه، بسبب تأثير أداء تشوه السحب العميق، فإن عملية السحب العميق جيدة أو سيئة، مما يؤثر بشكل مباشر على إمكانية معالجة الأجزاء بأكثر الطرق اقتصادا وبساطة، وحتى يؤثر على إمكانية معالجة الأجزاء بطريقة السحب العميق. متطلبات عملية السحب العميق لأجزاء هي كما يلي.

١. يجب أن يكون شكل أجزاء السحب العميق بسيطًا ومتناسقًا قدر الإمكان. عند تصميم أجزاء السحب العميق، ينبغي دمجها مع عملية السحب العميق، وذلك لتسهيل تشكيلها وتلبية متطلباتها قدر الإمكان. يوضح الرسم البياني التالي تصنيف درجة سهولة تشكيل السحب العميق. جميع أنواع أجزاء السحب العميق في الشكل، مع ترتيب تصاعدي لصعوبة تشكيلها من الأعلى إلى الأسفل. تزداد صعوبة نفس النوع من أجزاء السحب العميق من اليسار إلى اليمين. حيث: e يشير إلى الحد الأدنى لطول الحافة المستقيمة، f يشير إلى الحد الأقصى لحجم الجزء المسحوب عميقًا، a يشير إلى طول المحور القصير، b يشير إلى طول المحور الطويل.

2. بالنسبة للأجزاء الأسطوانية ذات السحب العميق ذات الشفة، تكون الشفة الأكثر ملاءمة في النطاق التالي عند السحب العميق باستخدام حلقة الضغط: d+12t ≤d convex ≤d+ 25t

حيث d – قطر الجزء البسيط المستدير، مم.

T – سمك المادة، مم.

د محدب – قطر الحافة، مم.

٣. يجب ألا يكون عمق الرسم كبيرًا جدًا (أي لا يزيد ارتفاعه عن ٢د). عند إمكانية السحب مرة واحدة، يكون ارتفاعه الأمثل: بدون حواف دائرية للقطع البسيطة: ارتفاع ≤ (٠٫٥ ~ ٠٫٧) د.

٤. في الأجزاء العميقة من الأسطوانة، يجب أن يتطابق نصف قطر الزاوية المحدبة r مع نصف قطر الزاوية المحدبة ≥ t، وأن تكون الحافة والجدار بين نصف قطر الزاوية r المقعر ≥ 2t. في ظل ظروف التشوه، يُفضل استخدام زاوية محدبة ≈ (3 ~ 5) t، وزاوية مقعرة ≈ (4 ~ 8) t. إذا كانت زاوية محدبة (أو مقعرة) ≥ (0.1 ~ 0.3) t، فيمكن زيادة التشكيل.

عرض فيديو توضيحي