تصنيف مكابس

أنواع مكابس يمكن تصنيف الآلات المستخدمة في تشغيل الصفائح المعدنية حسب خاصية واحدة أو مجموعة من الخصائص، مثل مصدر الطاقة، وعدد الشرائح، ونوع الإطار والبناء، ونوع المحرك، والتطبيقات المقصودة.

التصنيف على أساس مصدر الطاقة

● مكابس يدوية. تُشغَّل هذه المكابس إما يدويًا أو بالقدم باستخدام رافعات أو براغي أو تروس. ومن أشهر هذه المكابس مكابس المحور المستخدمة في عمليات التجميع.

● المكابس الميكانيكية. تستخدم هذه المكابس طاقة دولاب الموازنة التي يتم نقلها إلى قطعة العمل عن طريق التروس أو المرفقين أو المحاور اللامركزية أو الرافعات.

● المكابس الهيدروليكية. توفر هذه المكابس قوة عاملة من خلال تطبيق ضغط السوائل على المكبس بواسطة مضخات وصمامات ومكثفات ومراكم. تتميز هذه المكابس بأداء وموثوقية أفضل من المكابس الميكانيكية.

● مكابس هوائية. تستخدم هذه المكابس أسطوانات هوائية لتوليد القوة المطلوبة. وهي عادةً ما تكون أصغر حجمًا وسعة من المكابس الهيدروليكية أو الميكانيكية، ولذلك تُستخدم في العمليات الخفيفة فقط.

التصنيف على أساس عدد الشرائح

● مكابس أحادية الحركة. تحتوي هذه المكابس على شريحة ترددية واحدة تحمل الأداة اللازمة لعملية تشكيل المعادن. تتميز هذه المكابس بقاعدة ثابتة. وهي الأكثر استخدامًا في عمليات مثل التقطيع، والسك، والنقش، والرسم.

مكابس مزدوجة الحركة. تحتوي المكبس مزدوج الحركة على منزلقين يتحركان في نفس الاتجاه على سطح ثابت. وهو أكثر ملاءمة لعمليات السحب، وخاصة السحب العميق، من المكبس أحادي الحركة. لهذا السبب، يُشار إلى منزلقيه عادةً باسم شريحة حامل الفراغ الخارجية وشريحة السحب الداخلية. شريحة حامل الفراغ مستطيلة مجوفة، بينما الشريحة الداخلية مستطيلة صلبة تتحرك بالتبادل داخل حامل الفراغ. تتميز شريحة حامل الفراغ بحركة أقصر، وتستقر عند الطرف السفلي من حركتها، قبل أن تلامس المثقبة المثبتة على الشريحة الداخلية قطعة العمل. وبهذه الطريقة، تكون سعة المكبس الكاملة تقريبًا متاحة لعملية السحب.

ميزة أخرى للمكبس ثنائي الحركة هي إمكانية تعديل الزوايا الأربع لحامل القطعة الخام بشكل فردي، مما يسمح بتطبيق قوى غير منتظمة على العمل عند الحاجة.

تُستخدم مكبس العمل المزدوج على نطاق واسع في عمليات السحب العميق والختم بأشكال غير منتظمة.

● مكابس ثلاثية الحركة. تحتوي هذه المكبس على ثلاث شرائح متحركة. تتحرك شريحتان (حامل الفراغ والشريحة الداخلية) في نفس اتجاه الشريحتين في المكبس ثنائي الحركة، بينما تتحرك الشريحة الثالثة أو السفلية لأعلى عبر سطح التثبيت في اتجاه معاكس لاتجاه الشريحتين الأخريين. تتيح هذه الحركة إجراء عمليات سحب أو تشكيل أو ثني عكسية على الشريحة الداخلية أثناء ثبات الشريحتين العلويتين.

إن زمن الدورة للضغط ثلاثي الفعل أطول من زمن الدورة للضغط مزدوج الفعل بسبب الوقت المطلوب للفعل الثالث.

 التصنيف على أساس الإطار والبناء

● مكابس الإطار المقوسة. هذه المكابس لها إطار على شكل قوس، وهي غير شائعة.

● مكابس إطار الفجوة. تتميز هذه المكابس بإطار على شكل حرف C. وهي الأكثر تنوعًا وشائعة الاستخدام، إذ توفر وصولًا سلسًا إلى القوالب من ثلاث جهات، وعادةً ما يكون ظهرها مفتوحًا لإخراج القوالب و/أو الخردة.

مكابس جانبية مستقيمة. تتميز هذه المكابس بقوتها نظرًا لقدرتها على تحمل الأحمال الثقيلة رأسيًا بفضل هيكلها الجانبي الضخم، مما يقلل من تأثر محاذاة القالب والثقب بالإجهاد. تتجاوز سعة هذه المكابس عادةً 10 ميجا نيوتن.

مكابس القرن. تتميز هذه المكابس عادةً بعمود ثقيل بارز من هيكل الآلة بدلاً من السرير المعتاد. تُستخدم هذه المكابس بشكل رئيسي على الأجزاء الأسطوانية التي تتطلب التثقيب، والتثبيت، والنقش، وتشكيل الحواف.

  الشكل 7.1 يوضح تصميمات الإطار النموذجية.

اختيار الصحافة

الاختيار الصحيح للمكبس ضروري لتشغيل ناجح واقتصادي. المكبس آلة مكلفة، ويعتمد عائد الاستثمار على أدائها الجيد. لا توجد مكبسة قادرة على توفير أقصى إنتاجية واقتصاد لجميع التطبيقات، لذلك عند استخدام مكبس لعدة وظائف متنوعة، عادةً ما يتم التوفيق بين الاقتصاد والإنتاجية.

العوامل المهمة التي تؤثر على اختيار المكبس هي الحجم والقوة والطاقة ومتطلبات السرعة.

الحجم. يجب أن تكون مساحات السرير والانزلاق في المكبس كافية لاستيعاب القوالب المستخدمة، وتوفير مساحة كافية لتغيير القوالب وصيانتها. ترتبط متطلبات الشوط بارتفاع القطع المراد إنتاجها. يُفضّل استخدام مكبس ذي شوط قصير، إذ يسمح بتشغيل أسرع، وبالتالي زيادة الإنتاجية. يعتمد حجم ونوع المكبس المختار أيضًا على طريقة وطبيعة تغذية القطع، ونوع العملية، والمادة المُشكَّلة.

القوة والطاقة. يجب أن تتمتع المكبسة المختارة بالقدرة على توفير القوة والطاقة اللازمتين لتنفيذ العملية. المصدر الرئيسي للطاقة في المكابس الميكانيكية هو دولاب الموازنة، والطاقة المتاحة تتناسب طرديًا مع كتلة دولاب الموازنة ومربع سرعته.

سرعة المكبس. تُعدّ السرعات العالية مرغوبة بشكل عام، ولكنها محدودة بالعمليات المُنجزة. مع ذلك، قد لا تكون السرعة العالية هي الأكثر إنتاجية أو كفاءة. يجب مراعاة حجم وشكل ومادة قطعة العمل، وعمر القالب، وتكاليف الصيانة، وعوامل أخرى عند السعي لتحقيق أعلى معدل إنتاج بأقل تكلفة للقطعة.

المكابس الميكانيكية مقابل المكابس الهيدروليكية:

تُستخدم المكابس الميكانيكية على نطاق واسع في عمليات القطع والتشكيل والسحب على الصفائح المعدنية. في بعض العمليات التي تتطلب قوة عالية، على سبيل المثال، تُعدّ المكابس الهيدروليكية أكثر ملاءمة. يوضح الجدول 7.1 مقارنة بين خصائص هذين النوعين من المكابس واستخداماتهما المفضلة.

أجهزة تغذية الضغط

السلامة عامل مهم في تشغيل المكبس، ويجب اتخاذ جميع الاحتياطات اللازمة لحماية المُشغّل. يجب تغذية المكبس بالمواد بطريقة تضمن عدم اقتراب المُشغّل من القوالب. يتيح استخدام جهاز التغذية تغذية أسرع وأكثر انتظامًا للمكبس، بالإضافة إلى مزايا السلامة.

تغذية فارغة وختم

يمكن تغذية الفراغات أو الطوابع المُشكَّلة مسبقًا إلى المكابس بطرق متعددة. ويعتمد اختيار الطريقة المُحددة على عوامل مثل معدل الإنتاج المطلوب، والتكلفة، واعتبارات السلامة.

التغذية اليدوية. عادةً ما تقتصر تغذية الفراغات أو الطوابع يدويًا على متطلبات معدل الإنتاج المنخفض، والتي لا تستدعي تكلفة أجهزة التغذية الآلية أو شبه الآلية. التغذية اليدوية،

ومع ذلك، يتم ذلك باستخدام واقي، أو في حال تعذر ذلك، أدوات تغذية يدوية وجهاز أمان عند نقطة التشغيل. من أدوات التغذية اليدوية الشائعة الاستخدام الكماشة الخاصة، والملقط، والملاقط،

رافعات الفراغ والالتقاطات المغناطيسية.

تغذية المزلق. تُستخدم عادةً مزلقات بسيطة لتغذية الفراغات الصغيرة أو الطوابع. تنزلق الفراغات بفعل الجاذبية على طول قضبان في أسفل المزلق. صُممت مزلقات الانزلاق لقالب وفراغ محددين، وهي:

عادةً ما تُثبّت بشكل دائم على القالب لتقليل وقت الإعداد. زاوية الانزلاق ٢٠٠-٣٠٠ درجة كافية في معظم الحالات. تحتاج مغذيات المزلق إلى غلاف واقي لحماية التشغيل، مع فتحة كافية في

العلبة المخصصة لتمرير القطع الفارغة إلى القالب.

تغذية الدفع. تُستخدم هذه التغذية عند الحاجة إلى توجيه القطع الخام باتجاه القالب. توضع قطعة العمل يدويًا في شريحة، واحدة تلو الأخرى، ثم تُدفع الشريحة حتى تسقط القطعة في القالب.

العش. تم توفير قفل يمنع تشغيل المكبس حتى تحدد الشريحة مكان القطعة في القالب بشكل صحيح. لزيادة معدل الإنتاج، يمكن أتمتة تغذية الدفع عن طريق تحريك شريحة التغذية من خلال

تثبيت ميكانيكي على شريحة الضغط.

أجهزة الرفع والنقل. في بعض التركيبات الآلية، تُستخدم أكواب التفريغ أو الشفط لرفع الفراغات واحدة تلو الأخرى من الأكوام، ثم نقلها إلى القالب بواسطة وحدات النقل. فصل الفراغ العلوي عن

يتم تحقيق المكدس من خلال أجهزة يتم تشغيلها مغناطيسيًا أو هوائيًا أو ميكانيكيًا.

تغذية الاتصال الهاتفي

تتكون وحدات التغذية القرصية من طاولات فهرسة دوارة (أو أقراص دوارة) مزودة بتجهيزات لتثبيت قطع العمل أثناء نقلها إلى آلات الكبس. تُوضع القطع في هذه التجهيزات في محطة التحميل (الواقعة بعيدًا عن مكان تشغيل الكبس) يدويًا أو بوسائل أخرى مثل المزالق، والقواديس، والمغذيات الاهتزازية، والروبوتات، وغيرها. ويتزايد استخدام هذه الوحدات نظرًا لارتفاع مستوى السلامة والإنتاجية المرتبط بها.

تغذية مخزون الملف

هناك تصنيفان رئيسيان لتغذية المكبس الأوتوماتيكية لملفات اللفائف: التغذية المنزلقة (أو الممسكة) والتغذية الملفوفة. يمكن تشغيل كليهما بواسطة المكبس أو بشكل مستقل.

تغذية الشرائح الميكانيكية. تتميز تغذية الشرائح التي تعمل بالضغط بترتيب ماسك يُثبّت ويغذّي الجذع أثناء حركته الأمامية، ويُطلقه عند شوط العودة. تُمنع المادة من

أثناء عودة القابض، يتم الرجوع للخلف بواسطة وحدة سحب تشبه فرامل الاحتكاك. تتحرك القابضات بالتبادل على قضبان أو تنزلق بين نقاط توقف موجبة قابلة للتعديل لضمان الدقة. تتوفر تغذية الانزلاق في

مجموعة متنوعة من الأحجام والتصاميم. هذه عادةً ما تكون الأنسب لملفات الرفع الضيقة وأطوال التغذية القصيرة.

تغذية من نوع الوصلة. تختلف هذه التغذية عن تغذية الشريحة الميكانيكية التي تعمل بالضغط في أن التشغيل يتم بواسطة كامة مسطحة بسيطة مثبتة على حامل الكبش أو المثقب بدلاً من الضغط. في الشوط السفلي للـ

الكبش، يتم ضغط واحد أو أكثر من الينابيع بواسطة حركة الكاميرا، ثم في الشوط العلوي، توفر الينابيع القوة اللازمة لتغذية المخزون في القالب.

هذه التغذية مناسبة تمامًا لملفات اللفائف ذات السُمك الصغير إلى المتوسط، ولتقدم تغذية قصير نسبيًا. وهي من أقدم وأقل أجهزة التغذية تكلفةً، ولا تزال مستخدمة على نطاق واسع.

بسبب تكلفتها المنخفضة، يتم عادةً تركها متصلة بشكل دائم بالقوالب، مما يقلل من وقت الإعداد.

تغذية منزلقة هوائية. تشبه هذه التغذية تغذية المنزلقة الميكانيكية من حيث أنها مزودة بملاقط أو مشابك تتحرك بالتبادل على قضبان التوجيه أو تنزلق بين موانع التسرب القابلة للتعديل لدفع و/أو سحب المخزون. 

في قالب. ومع ذلك، تختلف هذه المحركات في أنها تعمل بواسطة أسطوانة هوائية، ويتم تشغيل الصمامات وتوقيتها بواسطة مفاتيح حدية تعمل بواسطة كامة.

تُعد هذه الأعلاف الأفضل للتقدم القصير، وتجد تطبيقات واسعة في ورش العمل بسبب تكلفتها المنخفضة وتعدد استخداماتها.

تغذية اللفائف. في هذه التغذية، يُدفع مخزون اللفائف بالضغط المُمارس بين أسطوانتين متعاكستين، تعملان بشكل متقطع، مما يسمح للخام بالبقاء ثابتًا أثناء مرحلة العمل من دورة الضغط. الدوران المتقطع (أو 

يتم تنفيذ فهرسة بكرات التغذية، مع دوران البكرات في اتجاه واحد فقط، بطرق عديدة. في أحد التصميمات الشائعة، تُفهرس البكرات من خلال قابض أحادي الاتجاه بواسطة آلية رف وترس. 

يتم تشغيلها بواسطة عمود مرفقي قابل للتعديل على المكبس.

تتوفر هذه الأعلاف بأنواع وأحجام متعددة تناسب جميع أحجام وسماكات الماشية تقريبًا. ورغم ارتفاع تكلفتها الأولية قليلاً، إلا أن متانتها العالية وتكاليف صيانتها المنخفضة تُفسر استخدامها على نطاق واسع.