في تجربتي مع ثني مكابح الضغطيُعد اختيار فتحة القالب على شكل حرف V المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق انحناءات دقيقة ومتسقة. يلعب القالب دورًا هامًا في تحديد زاوية وجودة الانحناء، كما أن الاختيار الصحيح يُؤثر بشكل كبير على المنتج النهائي. مع مرور الوقت، تعلمتُ كيف تؤثر عوامل مثل سُمك المادة ونوعها ونصف قطر الانحناء على عملية الاختيار. في هذه المقالة، سأشارك رؤيتي حول اختيار فتحة القالب على شكل حرف V لثني مكابس الضغط، مُقدمًا نصائح واعتبارات عملية تُساعد المُشغلين على تحسين عمليات الثني وتحسين النتائج الإجمالية.

الخبرة والمواصفات الفولاذية:

من الشائع جدًا أن يتبع مشغلو مكبس الثني قاعدةً عامة لاختيار فتحة حرف V لتطبيق عمل معين. ومع أن هذه القواعد مستمدة من الخبرة، إلا أنها لا تأخذ في الاعتبار سلوك الصفائح المعدنية التجارية في معظم الحالات، وقد تؤدي أحيانًا إلى نتائج غير مثالية.

الفولاذ سبيكة من الحديد والكربون ومعادن أخرى مختلطة تحت الحرارة. ولأن نسب كل معدن قد تختلف، فإن المواصفات الميكانيكية لهذا الفولاذ قد تتغير. لذلك، لا يوجد فولاذ متماثل تمامًا، ولن يكون له نفس السلوك تمامًا. أما فيما يتعلق بالتصنيع والثني، فغالبًا ما يكون للفولاذ التجاري تركيبة قياسية، وبالتالي يتصرف بشكل متشابه (ليس بالتساوي، بل بشكل متقارب).

قبل أن نصل إلى "قاعدتنا التجريبية" الخاصة حول كيفية تحديد فتحة القالب V لتطبيق معين، دعونا نفكر فيما يؤثر على هذه القاعدة وكيف سيؤثر اختيار القالب V على المعلمات الأخرى لعملية الانحناء لدينا.

السُمك والمادة والضغط

لأن الفولاذ سبيكة، فإن بعض أنواع الفولاذ تتمتع بمقاومة أعلى من غيرها. بمعنى آخر، بعض أنواع الفولاذ أقوى من غيرها، وهذا ما يجب مراعاته عند ثنيها.

لن نتطرق إلى كيفية تحديد العناصر الموجودة في السبائك لمقاومة أعلى أو أقل، ولن نوضح هنا كيفية حساب تلك المقاومة، ولكننا سنقول أن هذه المقاومة تسمى: مقاومة الجر، ويتم التعبير عنها بـ UTS (قوة الشد القصوى)، وهي مواصفة يجب أن نكون جميعًا على دراية بها عند الشراء من موردي الصلب.

ماذا نفعل عندما يكون UTS أعلى؟

في معظم الحالات، لا نتخذ أي إجراء على الإطلاق. يبلغ متوسط معامل الانحناء غير المستقر للفولاذ الطري 42 كجم/مم²، بينما يبلغ متوسط معامل الانحناء غير المستقر للفولاذ المقاوم للصدأ حوالي 70 كجم/مم². ولكن يجب أن نتذكر أنه كلما ارتفع معامل الانحناء غير المستقر، زاد الضغط (الوزن) اللازم لثني المادة.

تذكر أن ضغط الثني على مكابس الثني يُعبَّر عنه ويُحسب بوحدة t/m أو t/ft. كما يجب مراعاة أنه كلما زادت سماكة المادة، زادت الحاجة إلى فتحة على شكل حرف V. وذلك ببساطة لأنه بخلاف ذلك، لن تتناسب صفائحنا المعدنية مع فتحة صغيرة على شكل حرف V.

نصف قطر الملفات الشخصية

أحد أهم الجوانب التي تتأثر بفتحة V-Die هو نصف قطر الانحناء.

بالنسبة لبعض أصحاب الورش، يصعب عليهم تصوّر أن نصف قطر القطعة يُحدَّد بفتحة حرف V بدلاً من المثقب. لتوضيح هذا المبدأ، تخيّل جسرًا معلقًا فوق جرف. كلما ابتعد جانبا الجرف، زاد تعليق الجسر، مما يُؤدي إلى نصف قطر أكبر.

كلما كبرت فتحة القالب على شكل حرف V، زاد نصف قطر القطعة. لكن نظام UTS سيؤثر أيضًا على نصف القطر. لماذا؟ لأن المادة الأقوى ستكون أشبه بجسر معلق مصنوع من الخشب مقارنةً بجسر مصنوع من الحبل فقط. نستنتج أنه كلما كانت المادة أقوى، زاد نصف القطر عند استخدام نفس فتحة القالب على شكل حرف V.

من خلال التجربة العملية، حُدد أن نصف القطر الناتج R يكون عادةً ثُمن فتحة V. هذا ينطبق، على الأقل، على سماكات تصل إلى ½ بوصة عند ثني الفولاذ الطري. هذا هو ما يحدد الصيغة التي يستخدمها معظم المُشغلين كقاعدة عامة:

ر=ف/8

والتي يمكن تعديلها بعد ذلك لمواد أخرى مثل:

R x 0.8 للألمنيوم (UTS السفلي)

R x 1.4 للفولاذ المقاوم للصدأ (UTS أعلى)

الحد الأدنى للساق (أو الحافة)

أخيرًا وليس آخرًا، فإن أسهل جانب يمكن تحديده عند اختيار فتحة V-Die الصحيحة هو طول الساق أو الحافة التي يتطلبها الجزء.

لا تنسَ ضرورة تلامس الصفائح المعدنية مباشرةً مع أكتاف القالب طوال عملية الثني. إذا لم نفعل ذلك، سيسقط الساق الأصغر من المطلوب في فتحة حرف V، وستتوقف عملية الثني.

لذا، كلما كانت فتحة V أكبر، كلما كان الحد الأدنى للساق أو الحافة التي يجب أن تكون لدينا في الملف الشخصي أكبر.

هناك صيغة هندسية لتحديد الحد الأدنى لطول الساق.

إذا عرفنا b على أنها الحد الأدنى لطول الساق الداخلي، وV على أنها فتحة القالب، ونظرنا في انحناء بزاوية 90 درجة، فيمكننا القول أن الحد الأدنى لطول الساق الداخلي هو:
الحد الأدنى للساق الداخلية = V x 0.67

يمكن بعد ذلك تعديل ذلك ليناسب زوايا الانحناء المختلفة على النحو التالي:

bx 1.6 للانحناءات عند 30 درجة

bx 1.1 للانحناءات عند 60 درجة

bx 0.9 للانحناءات عند 120 درجة

bx 0.7 للانحناءات عند 150 درجة

اختيار الصحيح قالب V فتح لعملية الانحناء

كما ترون، يؤثر اختيار القالب البسيط بشكل كبير على عملية الثني. فهو يؤثر على نصف القطر، والضغط المطلوب، والحد الأدنى للضلع، ولم لا، على مظهر القطعة بأكملها. تخيلوا كيف أن فتحة صغيرة على شكل حرف V ستترك علامات أكثر على المعدن، وكيف ستظهر هذه العلامات في كثير من الحالات.

إذن، كيف نحدد فتحة القالب V-Die الصحيحة؟ أولاً، علينا أن نفهم أنه لا توجد فتحة قالب V-Die واحدة صحيحة لمادة أو سمك معين. هناك فتحات مثالية لقالب V-Die بسماكات مختلفة، ولكن الفتحة الصحيحة هي المناسبة فقط لعملية الثني لدينا.

إذا أظهرت التجربة التجريبية أن R (نصف القطر من جانبنا) يكون عادة 1/8 من فتحة V، فإن فتحة V المثالية لسمك معين هي Vx8، لأنه مع مثل هذه الفتحة V-Die فإن R (نصف القطر من جانبنا) سيكون مساويًا للسمك الذي نثنيه.

لماذا R=السمك؟

تذكر أنه عند ثني الفولاذ، لا تُفقد أي مادة، ولا تُكتسب أي مادة. لذا، عند طي الصفائح المعدنية، إذا كان نصف القطر الناتج أقل من السُمك المراد ثنيه، فيجب إزالة هذه المادة الزائدة. يُعد هذا أحد أكثر أسباب التشوهات غير المرغوب فيها شيوعًا. سيؤدي نصف القطر الأصغر من سُمك المادة إلى بروزها على جانبي الثني، مما يُسبب ليس فقط مشكلة جمالية، بل أيضًا انخفاضًا في متانة القطعة.

من ناحية أخرى، فإن نصف القطر الذي يكون أكبر من سمك المادة ليس له أي مشاكل جمالية.

لذا، فإن تجنب تشوه نصف القطر مع الحفاظ عليه صغيرًا قدر الإمكان هو نقطة البداية. ومن هنا يمكننا تحديد:

R= V/8 وR=T (السمك)

ثم:

V= Tx8

يمكننا القول إنه بالنسبة لسمك يصل إلى نصف بوصة على الأقل، فإن فتحة V المثالية هي 8xT. ومن ثم، يجب التحقق مما يلي:

الحد الأدنى للساق على الشكل V المثالي يكفي لمشروعنا

الضغط المطلوب لا يتجاوز مواصفات مكبس الثني

عندما تكون قيمة T أكبر من ½” يصبح نصف القطر الناتج أكبر وبالتالي:

V=Tx10 لـ T<1/2”

ماذا بعد؟

إذا كان V=Tx8 متوافقًا مع النقطتين a وb (الحد الأدنى للساق والضغط) فيمكننا تحديد هذا القالب والبدء في العمل.

ومع ذلك، إذا كان فتح V-Die هذا يؤثر على الساق الأدنى، فسوف نحتاج إلى اتخاذ قرار بشأن ما إذا كان سيتم زيادة الساق من جانبنا أو استخدام V أصغر.

إذا كانت فتحة V-Die الناتجة تتطلب ضغطًا كبيرًا جدًا بالنسبة لمكابح الضغط أو أسلوب المشبك لدينا (نعم، هذا مهم)، فسوف نحتاج إلى اتخاذ قرار آخر لأن الفرصة الوحيدة المتاحة لنا هي استخدام فتحة V أكبر من أجل تقليل الضغط المطلوب.

في هذه المرحلة، هناك بعض القرارات التي يجب اتخاذها. ولكن من الأفضل التوصل إلى هذا الاستنتاج قبل بدء عملية الثني. باتباع هذه المبادئ، تستطيع شركتك إنتاج قطع غيار عالية الجودة تُقدّرها عملاؤك.