من خلال عملي المكثف في تصنيع الصفائح المعدنية، أدركتُ أهمية قصّ وثني الصفائح المعدنية في عملية التشكيل. وتُعدّ هاتان التقنيتان أساسيتين لتحويل الصفائح المسطحة إلى مكونات دقيقة تُستخدم في مختلف الصناعات. يسمح القصّ بقطع الصفائح المعدنية بكفاءة، بينما يُتيح الثني القدرة على إنشاء أشكال وزوايا معقدة. على مر السنين، صقلتُ مهاراتي في كلا المجالين، وتعلمتُ أفضل الممارسات والتقنيات لتحقيق أفضل النتائج. في هذه المقالة، سأستكشف عمليات قصّ وثني الصفائح المعدنية، مُسلّطًا الضوء على أهميتها، ومُقدّمًا رؤىً قيّمة تُحسّن مشاريع التصنيع الخاصة بكم.

هدف التدريب

بعد مشاهدة البرنامج ومراجعة هذه المواد المطبوعة، سيكتسب المشاهد المعرفة والفهم لمبادئ وطرق الآلات المستخدمة في قص وثني مخزون الصفائح المعدنية.

1. يتم شرح مبادئ القص والانحناء

2. تم توضيح نظرية القص والانحناء

3. يتم تدريس تشغيل الآلات

4. يتم تفصيل وظائف أداة القالب

قص الصفائح المعدنية

إن عمليتي تشغيل المعادن الأكثر أساسية والأقدم هما قص والثني. يُعرَّف القص بأنه القطع الميكانيكي لصفائح معدنية كبيرة إلى قطع أصغر بأحجام محددة مسبقًا. تُعرف عملية القص التي تُكمل محيطًا كاملًا بالقطع، وتُسمى قطعة العمل الناتجة بالقطع الخام. يُعرَّف الثني بأنه إنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد من مادة ثنائية الأبعاد. هناك تنوع هائل في الأشكال التي يمكن إنتاجها بسماكات مختلفة من الصفائح المعدنية والصفائح عن طريق الثني.

تُنجز معظم عمليات القص بواسطة شفرتين، إحداهما ثابتة والأخرى متحركة رأسيًا، تلتقيان تدريجيًا من أحد جانبي المادة إلى الجانب الآخر، تمامًا كما هو الحال في المقصات اليدوية العادية. يُطلق على المحاذاة الزاوية للشفرتين اسم "المشط". كما يجب مراعاة خلوص الشفرتين أو السكين. يعتمد كلٌ من المشط والخلوص على نوع المادة المراد قطعها وسمكها. "المستوى الانزلاقي" هو التشقق النهائي من أعلى وأسفل العمل بعد أن تقطع الشفرة العلوية النازلة العمل جزئيًا.

عادةً ما تكون هذه الشفرة العلوية مائلة بالنسبة للشفرة السفلية بزاوية تتراوح بين نصف درجة ودرجتين ونصف. يُركز هذا ضغط القطع بدقة عند نقطة التقاء الشفرات، ويضمن قطعًا موازيًا تمامًا لها. كما يُساعد هذا الإزاحة الطفيفة على تنظيف المواد من بين الشفرات. تُجرى عملية القص أيضًا باستخدام "قالب قص" مُثبت في مكبس ختم، إلا أن معظم عمليات القص تُنجز باستخدام آلة مُصممة خصيصًا لهذه العملية تُسمى "آلة القص".

يتكون القص النموذجي من:

1. سرير ثابت يتم تثبيت شفرة واحدة عليه

2. رأس متقاطع متحرك رأسيًا يتم تركيبه على الشفرة العلوية

3. سلسلة من دبابيس التثبيت أو الأقدام التي تثبت المادة في مكانها أثناء القطع

4. نظام قياس، إما أمامي أو خلفي أو ذراع مربع، لإنتاج قيم محددة

5. أحجام قطعة العمل

يمكن تشغيل المقصات يدويًا، أو ميكانيكيًا، أو هيدروليكيًا، أو هوائيًا. كما يمكن تصنيفها حسب تصميمها. تُعرّف المقصات "ذات الفجوات" و"ذات الفجوات" بإطاراتها الجانبية وأقصى حجم للصفائح التي يمكنها التعامل معها. 

تتميز مقصات الزاوية القائمة بشفرتين متقابلتين بزاوية 90 درجة، وتقطع في اتجاهين متزامنين. أما مقصات CNC، فهي قابلة للبرمجة لقطع أحجام مختلفة عن طريق تغذية المواد تلقائيًا في الشفرات. 

صُممت ماكينات "الحديد" لقطع الزوايا وقضبان القضبان وإجراء عمليات التثقيب. تُحدد حدة السكاكين أو الشفرات جودة حافة القطع ودقة حجم قطعة العمل. ستؤدي الشفرات غير الحادة أو غير المتساوية أو غير الموضعة بشكل صحيح إلى حدوث أي من الآتي:

1. انحناء أو انحراف عن الحافة المستقيمة على الجانب المائل للقص

2. القوس الذي يميل فيه الجزء المقصوص إلى التقوس في المنتصف

3. الالتواء وهو التشويه الزاوي للجزء من النهاية إلى النهاية

عملية قص شائعة أخرى تُعرف باسم "التقطيع". تبدأ هذه العملية بلفافة رئيسية بعرض محدد. تُمرَّر المادة من اللفافة الرئيسية عبر سلسلة من السكاكين الدوارة المُصمَّمة لإنتاج مجموعة من العروض الأضيق للمعالجة اللاحقة.

فيديو

صفائح معدنية الانحناء

الانحناء ينتج تُشكّل المعادن بتأثير قوة تتجاوز نقطة خضوع المادة، ولكن أقل من أقصى قوة شد لها. أثناء الانحناء، يُشد المعدن على نصف قطره الخارجي ويُضغط على نصف قطره الداخلي. تُسمى النقطة الوسطى بين هاتين النقطتين المحور المحايد، وهي نقطة انطلاق الحسابات الرياضية.

يمكن إجراء الثني باستخدام قوالب ختم مصممة للتشكيل، ولكن الغالبية العظمى من عمليات الثني تُجرى باستخدام "مكابس الثني". وكما هو الحال مع العديد من الآلات الأخرى المستخدمة في تصنيع المعادن، قد تكون مكابس الثني ميكانيكية أو هيدروليكية في التشغيل. 

في عملية ثني نموذجية، توضع قطعة من الخشب بين قالبين علوي وسفلي. ثم يُخفض مكبس متحرك القالب العلوي، مما يدفع العمل إلى القالب السفلي الثابت. في بعض تصميمات مكابس الضغط، يرتفع القالب السفلي مقابل قالب علوي ثابت.

تتضمن المصطلحات الأساسية المستخدمة في الانحناء ما يلي:

1. يشير بدل الانحناء إلى العوامل الرياضية التي تحدد حجم الجزء النهائي

2. زاوية الانحناء هي عادةً الزاوية المتضمنة لقطعة العمل المنحنية. ويمكن أن تشير أيضًا إلى الزاوية التكميلية التي تشكلها خطوط الظل المنحنية.

3. يشير نصف قطر الانحناء إلى المسافة من المماسات التي تمتد من الأسطح المستوية المتبقية للجزء

4. الارتداد هو ميل الحافة المنحنية للعودة إلى شكلها الأصلي. يمكن أن يتراوح هذا الارتداد بين درجتين و4 درجات، حسب المادة.

تنقسم عمليات مكابس الضغط إلى فئتين:

1. ثني الهواء

2. انحناء القاع

في وضع ثني الهواء، لا يجبر القالب الذكر قطعة العمل على الدخول بالكامل في القالب السفلي الأنثوي.

يتطلب ثني الجزء السفلي ضغطًا أو قوة أقل. ومع ذلك، هناك بعض التنازلات فيما يتعلق بدقة الارتداد والانحناء.

في عملية الثني السفلي، يُضغط العمل بالكامل داخل القالب الأنثوي، ويُشكل القالب الذكري نصف القطر الداخلي بدقة. وبالتالي، يُمكن الحصول على أحجام شفة دقيقة باستمرار. مع ذلك، فإن عملية الثني السفلي لها حدود فيما يتعلق بأقصى سمك للعمل، والذي لا يتجاوز عادةً ثُمن بوصة.

هناك أربعة أنواع رئيسية من القوالب المستخدمة في أعمال مكابس الضغط:

1. قوالب ذات زاوية حادة، تُستخدم في الغالب لثني الهواء

2. قوالب عنق الإوزة، تُستخدم لثني حواف العودة

3. قوالب الإزاحة التي تنتج انحناءتين بضربة ضغط واحدة

4. قوالب دوارة، والتي أثناء تحركها على العمل، تشكل الانحناء عن طريق دفعه فوق سندان القالب

القياس، أي وضع العمل بين قوالب الإغلاق، يتم بواسطة دبابيس أو موانع تقع عادةً خلف القوالب. غالبًا ما يتم التحكم بهذه الأجهزة حاسوبيًا، مما يسمح بإعدادات سريعة ومتكررة لتحقيق أقصى إنتاجية لآلة ثني الثني.

هناك عملية ثني أخرى تُسمى "الطي". تستخدم آلة الطي رقعة ثني تقع أمام فكي التثبيت العلوي والسفلي. يمكن إجراء الثنيات بين صفر و180 درجة، مما يجعل آلة الطي أحيانًا أكثر تنوعًا من مكبس الثني.

فيديو