من خلال خبرتي في تصنيع الصفائح المعدنية، أدركتُ العلاقةَ الحاسمة بين نصف قطر انحناء الصفائح المعدنية وسمك الصفائح. يُعدّ فهمُ كيفية تفاعل هذين العاملين أساسيًا لتحقيق انحناءات دقيقة والحفاظ على سلامة هيكل المادة. لا يؤثر نصف قطر الانحناء المناسب على جمالية المنتج النهائي فحسب، بل يؤثر أيضًا على أدائه في تطبيقات متنوعة. على مر السنين، استكشفتُ هذه العلاقة بعمق، وسأشارك في هذه المقالة رؤىً حول كيفية ارتباط نصف قطر انحناء الصفائح المعدنية بسمك الصفائح، موفرًا بذلك إرشادات قيّمة للتصميم والتصنيع الفعال.

فهم نصف قطر انحناء الصفائح المعدنية

يشير نصف قطر الانحناء إلى نصف قطر الانحناء في الصفائح المعدنية. كلما كان نصف القطر أصغر، كان الانحناء أكثر إحكامًا، بينما كان أكبر، كان الانحناء أقل. عند تصميم القطع التي تتطلب انحناءً، من الضروري مراعاة نصف قطر الانحناء لتجنب مشاكل مثل التشقق أو التشوه.

1. العوامل الرئيسية المؤثرة على نصف قطر الانحناء

الأقواس، الأغطية، الخزائن، الهياكل، الصناديق الكهربائية. يبدو تصنيع هذه القطع المعدنية، وغيرها الكثير، بسيطًا نسبيًا، لكن دقة القطع تتطلب حسابات ثني معقدة. ويرجع ذلك إلى استطالة الصفيحة المعدنية عند ثنيها.

كمية الاستطالة والضرورية "الانحناء تُحدَّد "هامش الانحناء" بناءً على عدة عوامل. تشمل هذه العوامل مادة قطعة العمل وسمكها، وزاوية الانحناء ونصف قطرها الداخلي، وطريقة ثني المعدن، وعامل K الذي يُساء فهمه غالبًا، والمعروف أيضًا باسم عامل الحياد أو عامل Y.

عامل K

على سبيل المثال، قطعة من النحاس أو الألومنيوم رقم ١٢، مساحتها حوالي ٣.٥ بوصة مربعة × ٠.٠٨٣ بوصة. الآن، اثنِها بالتساوي على حافة سطح العمل، عندها سينضغط السطح الملامس للطاولة، وسيتمدد سطحها الخارجي.

بين هذين السطحين الداخلي والخارجي، يوجد مستوى وهمي يقع في منطقة انتقالية غير مضغوطة ولا مشدودة. هذا هو المحور المحايد، ويميل إلى التحرك نحو السطح الداخلي أثناء الانحناء. لذلك، فإن عامل K هو النسبة بين موضع المحور المحايد المقاس من السطح الداخلي (t) للكوع وسمك المادة الكلي (Mt). ولأن عامل Y يأخذ في الاعتبار بعض الخصائص المعدنية، فإنه يوفر نسخة أكثر تعقيدًا من عامل K القياسي في الصناعة. ومع ذلك، نادرًا ما يُستخدم.

بافتراض أن نصف قطر الانحناء الداخلي المستخدم أصغر من سُمك المادة، في مثالنا، يكون معامل K هو 0.33 للانحناءات الهوائية، و0.42 للانحناءات السفلية، ويزداد كلاهما تدريجيًا ليصل إلى نصف قطر انحناء 0.5 لأنصاف أقطار الانحناء الأكبر. يزداد معامل K أيضًا مع زيادة المواد الصلبة كالفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ، ولكنه لا يتجاوز أبدًا القيمة 0.5 المذكورة آنفًا.

تحمل الانحناء والانحناء

ماذا عن جميع البيانات الأخرى التي تراها في موقع التصنيع؟ هذه القيم مهمة جدًا لأي شخص يُجري حسابات ثني يدوية ويحتاج إلى إنشاء مخطط "مسطح" دقيق لنموذج القطعة ثلاثي الأبعاد. إليك بعض التعليمات الموجزة التي ينبغي على جميع مصممي قطع الصفائح المعدنية معرفتها:

الانحناء الخارجي: بالإضافة إلى موضعها وارتفاعها، تُحدَّد كل شفة بمقدار الانبعاج على المحورين الرأسي والأفقي (X وY). على سبيل المثال، في شفة بزاوية 90 درجة، يكون قطر OSSB مساويًا للقطر الخارجي. وهذا بدوره يساوي نصف قطر الانحناء مضافًا إليه سُمك المادة.

بدل الانحناء: هل تذكرون خط المحايد الافتراضي في نقاش عامل K؟ إذا أردتم "بسطه" أو وضعه بشكل مسطح، فسيكون هذا بدل الانحناء. ابحثوا عن "بدل الانحناء" وستجدونه على العديد من المواقع الإلكترونية مُعرّفًا بأنه "طول قوس الانحناء مُقاسًا على طول المحور المحايد للمادة".

خصم الانحناء: تُظهر هذه المواقع نفسها أن خصم الانحناء هو الفرق بين بدل الانحناء وضعف OSSB أو المدخل الخارجي. عند تسوية نموذج ثلاثي الأبعاد، يكون خصم الانحناء هذا هو المقدار الذي يجب طرحه من قطعة العمل لمراعاة أي تمدد.

اعتبارات أخرى لتصميم الصفائح المعدنية

بمعنى آخر، يجب أن يكون سُمك المادة في أي قطعة من الصفائح المعدنية متساويًا. تكون مسطحة في البداية، لذا لا تُحاول تصميم قطعة بسُمك 1/16 بوصة (1.5875 مم) في منطقة و1/32 بوصة (0.03125 مم) في مناطق أخرى.

عند وضع الثقوب والفتحات والميزات المشابهة في تصميم القطعة، تأكد من وضعها على مسافة لا تقل عن أربعة أضعاف سُمك المادة من أي حافة أو زاوية داخلية. يمكن إرجاع ذلك إلى ظاهرة التمدد الموصوفة أعلاه. عند لصق ثقب دائري أقرب إلى خط الانحناء من هذا، قد يكون الثقب الدائري بيضاويًا بعض الشيء بسبب تشوه المعدن.

يمكنك تحديد أنصاف أقطار مختلفة بحرية لتناسب القطعة المتزاوجة، أو عند الحاجة إلى زاوية داخلية شفافة، ولكن يجب تطبيق أي قيمة تختارها على جميع حواف القطعة. وإلا، فسيؤدي ذلك إلى إعدادات إضافية وتكاليف قطع أعلى.

عند الحديث عن الزوايا، ينبغي عليك أيضًا التخطيط لثني وتخفيف الضغط عند اتصال الحافتين. هذه شقوق صغيرة بعرض 0.030 بوصة (0.762 مم) تقريبًا لمنع انتفاخ المادة للخارج عند المفصل. العديد من أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) ذكية بما يكفي لإنشاء هذه النقوش المنحنية.

2. العلاقة بين نصف قطر انحناء الصفائح المعدنية وسمكها

ال الانحناء نصف القطر قطر الصفائح المعدنية هو قيمة مطلوبة في رسم الصفائح المعدنية. يصعب تحديد حجم هذه القيمة أثناء المعالجة الفعلية. يرتبط نصف قطر انحناء الصفائح المعدنية بسمك المادة، وضغط آلة الانحناء، وعرض أخدود القالب السفلي.

خلصت التجربة الفعلية في معالجة الصفائح المعدنية إلى أنه عندما لا يزيد سمك اللوحة العامة عن 6 مم عند الانحناء، يمكن استخدام نصف القطر الداخلي لثني الصفائح المعدنية مباشرة كنصف قطر لسمك اللوحة.

عندما يكون سمك اللوحة أكبر من 6 مم وأقل من 12 مم، يكون نصف قطر الانحناء فيها عادةً ما بين 1.25 و1.5 ضعف سمكها. وعندما لا يقل سمكها عن 12 مم، يكون نصف قطر الانحناء فيها عادةً ما بين 2 و3 أضعاف سمكها.

عندما يكون نصف قطر الانحناء R=0.5، يكون السُمك العام للصفائح المعدنية T مساويًا لـ 0.5 مم. في حال الحاجة إلى نصف قطر أكبر أو أصغر من سُمك الصفائح، يلزم استخدام قالب خاص.

عندما يتطلب رسم الصفائح المعدنية ثنيها بزاوية 90 درجة، ويكون نصف قطر الانحناء صغيرًا جدًا، يُجرى أولًا حفر في الصفائح، ثم ثنيها. كما يُمكن معالجة القوالب العلوية والسفلية لقوالب آلات الثني الخاصة.

إن نصف قطر انحناء الصفائح المعدنية له علاقة معينة بعرض الأخدود السفلي لقالب الانحناء.

عرض فيديو توضيحي