الجودة، والموثوقية، والأداء - تم التسليم
[email protected]
أرتيزونو

التثقيب والتخليص بالمثقاب والقالب: أسرار القطع المثالية

آخر تحديث
مايو 10، 2024
شاركنا إعجابك:

جدول المحتويات

يشير الخلوص في التثقيب إلى المسافة بين فجوة حواف المثقاب وحواف القالب، ويُشار إليه بالرمز c (انظر الشكل 1). وبالنظر إلى المعنى الدقيق والوظيفة العملية للخلوص، ولاستيعاب متطلبات طرق صنع القالب وطرق قياس الخلوص، يُنصح باستخدام خلوص أحادي الجانب.

الشكل 1 مخطط تخطيطي لتخليص التثقيب
الشكل 1 مخطط تخطيطي لتخليص التثقيب

يعتبر الخلوص معلمة مهمة للغاية في عمليات التثقيب وتصميم القوالب. لإجراء تقييم صحيح لما إذا كان الخلوص معقولاً أم لا، من الضروري أولاً دراسة تأثير الخلوص على جودة الأجزاء المثقوبة (بما في ذلك جودة المقطع العرضي ودقة الأبعاد والانحناء) وعمر القالب واستهلاك الطاقة، والحصول على فهم شامل من الناحيتين النوعية والكمية.

لا يؤثر خلوص التثقيب بشكل كبير على جودة الأجزاء المثقوبة فحسب، بل يؤثر أيضًا على عمر القالب, قوة اللكموقوة التجريد وقوة الطرد. لذلك، يعتبر الخلوص معلمة حاسمة في تصميم قوالب التثقيب.

I. أثر الخلوص على جودة الأجزاء المثقوبة

جودة الأجزاء المثقوبة هي الأساس الرئيسي لتقييم الخلوص المعقول. بعد دراسة تأثير الخلوص على جودة الأجزاء المثقوبة، يمكن اختيار الخلوص المناسب بناءً على المتطلبات الفنية للأجزاء.

تشمل جودة الأجزاء المثقوبة ثلاثة جوانب: جودة المقطع العرضي، ودقة الأبعاد، والانحناء، والتي تتم مناقشتها الآن بشكل منفصل.

1. جودة المقطع العرضي

يظهر تأثير الخلوص على جودة المقطع العرضي للتثقيب في الشكل 2. كما هو موضح في الشكل، مع زيادة الخلوص، يتناقص الشريط اللامع تدريجيًا، وتزداد زاوية الانهيار والنتوءات. قبل أن يصل الخلوص إلى 20%t، يكون ارتفاع النتوءات صغيرًا ويتغير قليلاً، وهذه المنطقة هي منطقة النتوءات المستقرة. عند الخلوصات الأصغر، تؤثر التغييرات الطفيفة في الخلوص تأثيرًا كبيرًا على النطاق الساطع، ولكن عندما يصل الخلوص إلى قيمة معينة (14%T ~ 24%Tt)، يكون التأثير على النطاق الساطع أصغر.

الشكل 2 تأثير الفجوة على جودة سطح القطع بالقص
الشكل 2 تأثير الفجوة على جودة سطح القطع بالقص
  • أ-زاوية الانهيار
  • ب-النطاق الساطع
  • ج-منطقة الكسر
  • د-بر
  • α-زاوية النطاق الساطع
  • γ-زاوية منطقة الكسر

مع زيادة الفجوة، يزداد ميل سطح الكسر أيضًا. عندما تكون الفجوة مناسبة، تلتقي الشقوق العلوية والسفلية وتتداخل في خط، وفي هذا الوقت يكون سطح القص أنيقًا ومرتبًا، ويمثل الشريط اللامع حوالي ثلث سُمك الصفيحة، وتكون زاوية الانهيار والنتوءات والميل صغيرة أيضًا (انظر الشكل 3)، وهو ما يمكن أن يلبي متطلبات أجزاء التثقيب العامة.

الشكل 3 تأثير الفجوة على تداخل شقوق القص
الشكل 3 تأثير الفجوة على تداخل شقوق القص

أ) الفجوة صغيرة جدًا
ب) فجوة متوسطة
ج) الفجوة الزائدة

وسواءً كانت الفجوة كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا، لا يمكن أن تصطف الشقوق بشكل جيد (انظر الشكل 4). عندما تكون الفجوة صغيرة جدًا، تكون الشقوق الموجودة على حافة القالب المحدب غير متحاذية إلى الخارج (انظر الشكل 4أ)، ويتم قص المادة المحصورة بين الشقوق العلوية والسفلية مرة ثانية، مما يشكل شريطًا ساطعًا ثانيًا وطبقة بينية على مستوى القص (انظر الشكل 3أ).

الشكل 4 تأثير الفجوة على محاذاة شقوق القص
الشكل 4 تأثير الفجوة على محاذاة شقوق القص

أ) الفجوة صغيرة جدًا
ب) فجوة متوسطة
ج) الفجوة الزائدة

عندما تكون الفجوة كبيرة جدًا، تكون الشقوق الموجودة على حافة القالب المحدب غير متحاذية إلى الداخل (انظر الشكل 4ج)، وتخضع المادة لتمدد كبير، ويكون الشريط اللامع صغيرًا، وتزداد زاوية انهيار النتوءات وانحدارها، مما يؤدي أحيانًا إلى ظهور فجوات (انظر الشكل 3ج).

عندما تكون الفجوة صغيرة جدًا، ينتج عنها نتوءات مقذوفة؛ وعندما تكون الفجوة كبيرة جدًا، ينتج عنها نتوءات ممدودة. عندما تصبح حواف القوالب المحدبة والمقعرة غير حادة، تظهر نتوءات ذات قواعد متضخمة كما هو موضح في الشكل 5، والتي يصعب إزالتها ويجب شحذها على الفور.

الشكل 5 تأثير الحواف غير الحادة على النتوءات
الشكل 5 تأثير الحواف غير الحادة على النتوءات

عندما تكون الفجوة مناسبة وتكون الشفرة حادة، تكون النتوءات صغيرة، ولكن من المستحيل تجنب النتوءات تمامًا سواء في التثقيب العادي أو التثقيب الدقيق (باستثناء التثقيب على الوجهين، أي القطع الخالي من النتوءات). وعمومًا، تحتوي الأجزاء المختومة على نتوءات بدرجات متفاوتة، ولكن إذا تجاوز ارتفاع النتوءات حدًا معينًا، فسيؤثر ذلك على جودة المنتج وأدائه.

لذلك ، في الإنتاج الفعلي ، يجب تحديد الارتفاع المسموح به للأزيز (راجع JB / T4129-1999 ارتفاع نتوءات أجزاء الختم) كأحد مؤشرات فحص الجودة للأجزاء. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لختم الأجزاء ذات متطلبات الجودة الصارمة، من الضروري اعتماد طرق فعالة لإزالة الأزيز.

2. دقة الأبعاد

تشير دقة أبعاد الأجزاء المثقوبة إلى الفرق بين الحجم الفعلي للأجزاء المثقوبة والحجم الأساسي؛ وكلما كان الفرق أقل، زادت الدقة. يشمل هذا الفرق جانبين من الانحراف: أحدهما هو انحراف الأجزاء المثقوبة بالنسبة لحجم القالب الذكر أو الأنثى، والآخر هو انحراف تصنيع القالب نفسه.

بافتراض وجود دقة معينة في تصنيع القوالب، ترجع أسباب الانحراف بين الأجزاء المثقوبة وأحجام القوالب الذكرية والأنثوية إلى دفع المواد من القالب الأنثوي (أجزاء التثقيب) أو تفريغها من القالب الذكري (أجزاء التثقيب)، بسبب الاستعادة المرنة أثناء عملية التثقيب بسبب تشوه الضغط واستطالة الألياف والتقبب. بالإضافة إلى ذلك، يتسبب التشوه المرن وتآكل القوالب الذكرية والأنثوية تحت تأثير قوة التثقيب أيضًا في حدوث تغييرات في أبعاد الأجزاء المثقوبة.

عند قياس الانحراف بين أبعاد الأجزاء المثقوبة والقوالب الذكرية والأنثوية، يكون القالب الأنثوي هو المرجع بالنسبة لأجزاء الطمس والقالب الأنثوي، أما بالنسبة لأجزاء التثقيب، فيكون القالب الذكري.

  • التقطيع: ΔD = القطر الخارجي للجزء المثقوب - قطر ثقب القالب الأنثوي
  • التثقيب: Δد = قطر التثقيب - القطر الخارجي للقالب الذكر

في الحالة المثالية، أثناء التثقيب، يجب أن يتطابق القطر الخارجي لقطعة العمل مع قطر فتحة القالب الأنثوي، وأثناء التثقيب، يجب أن يتطابق قطر التثقيب مع القطر الخارجي للقالب الذكر (أي يجب أن يكون ΔD صفرًا)، مما يحقق أعلى دقة في الأبعاد.

ومع ذلك، نظرًا للأسباب المذكورة أعلاه، فإن الانحرافات أمر لا مفر منه. تشمل العوامل التي تؤثر على قيمة الانحراف: فجوة التثقيب، وخصائص المواد، والسماكة، واتجاه الدرفلة، وشكل وحجم قطعة العمل، ومن بينها الفجوة التي تعتبر العامل المؤثر الرئيسي.

في ظل ظروف الفجوة المختلفة، سيكون هناك انحرافات موجبة وسالبة. بشكل عام، فإن نتيجة الارتداد تجعل قطر الثقب للجزء المثقوب أصغر (ΔD قيمة سالبة)، والقطر الخارجي لجزء الطمس أكبر (ΔD قيمة موجبة)؛ عندما تكون الفجوة كبيرة، فإن نتيجة الارتداد تجعل قطر الثقب للجزء المثقوب أكبر (ΔD قيمة موجبة)، والقطر الخارجي لجزء الطمس أصغر

(ΔD قيمة سالبة).

يوضح الشكل 6 تأثير الفجوة على انحراف حجم أجزاء الطمس. عندما تكون الفجوة في حدود 5% من سُمك الصفيحة، كلما زادت الفجوة، يقل حجم القطر الخارجي لأجزاء الطمس. من 5% إلى 25% من سُمك الصفيحة، لا يتغير حجم قطعة العمل مع زيادة الفجوة. عندما تتجاوز الفجوة 25% من سُمك الصفيحة، ينخفض حجم قطعة العمل مرة أخرى. ومع ذلك، عندما تكون الفجوة أقل من 2% من سُمك الصفيحة، يكون حجم القطر الخارجي لقطعة الشُّغْلَة أكبر في الواقع من حجم ثقب القالب.

الشكل 6 تأثير الفجوة على انحراف حجم أجزاء الطمس
الشكل 6 تأثير الفجوة على انحراف حجم أجزاء الطمس
  • S1, S2- متوسط قيمة تسطيح الحجم
  • ----- اتجاه التدحرج (S1)
  • -×-×-×- عمودي على اتجاه التدحرج (S2)
  • Δد = القطر الخارجي للجزء المثقوب - قطر ثقب القالب

يوضح الشكل 7 تأثير الفجوة على انحراف حجم الثقوب المثقوبة. عندما تكون الفجوة أقل من 5% من سُمك الصفيحة، يكون حجم الثقب أصغر من القطر الخارجي للثقب. كلما زادت الفجوة، يزداد حجم الثقب. علاوة على ذلك، عندما تكون الفجوة حوالي 15% من سُمك الصفيحة، يكون حجم الثقب هو الأكبر، ثم كلما زادت الفجوة، يقل حجم الثقب بشكل عكسي.

الشكل 7 تأثير الفجوة على انحراف حجم قطر الثقب
الشكل 7 تأثير الفجوة على انحراف حجم قطر الثقب

S1, S2- متوسط تسطيح الحجم المتوسط
----- اتجاه التدحرج (S1)
-×-×-×- عمودي على اتجاه التدحرج (S2)
Δد = قطر التثقيب - قطر التثقيب الخارجي

وبالإضافة إلى ذلك، عند تثقيب المقاطع الجانبية الدائرية، نظرًا لانحراف المثقاب والقالب، وانحراف المكبس، واتجاه دحرجة اللوحة، وعرض تداخل التثقيب، ووجود جهاز التثقيب، فإن الأجزاء المثقوبة سيكون لها درجة معينة من البيضاوية. يوضح الشكل 8 تأثير الفجوة على بيضاوية الأجزاء المثقوبة، مع زيادة كبيرة في البيضاوية عندما تكون الفجوة كبيرة جدًا.

الشكل 8 تأثير الفجوة على بيضاوية الأجزاء المثقوبة
الشكل 8 تأثير الفجوة على بيضاوية الأجزاء المثقوبة

3. درجة الانحناء

في عملية التثقيب، تنحني المادة الموجودة أسفل المثقاب بسبب عزم الانحناء. إذا وصل التشوه إلى نطاق الانحناء البلاستيكي، ستحتفظ قطعة العمل ببعض التشوه المتبقي في الانحناء حتى بعد الانثناء.

تظهر العلاقة بين درجة الانحناء والفجوة في الشكل 9. عادة، كلما كانت الفجوة أكبر، كلما كان الانحناء أكثر وضوحًا، ولكن في بعض الأحيان مع وجود فجوة صغيرة، نظرًا لأن الجزء المثقوب أكبر من ثقب القالب، يمكن للجزء المثقوب أيضًا أن يمارس تأثيرًا ضاغطًا على جانب القالب، مما يؤدي إلى انحناء أكبر. ترتبط درجة الانحناء أيضًا بخصائص المادة وسمكها (انظر الشكلين 9 و10).

الشكل 9 العلاقة بين درجة الانحناء والفجوة
الشكل 9 العلاقة بين درجة الانحناء والفجوة
الشكل 10 العلاقة بين درجة الانحناء والسمك النسبي للصفيحة
الشكل 10 العلاقة بين درجة الانحناء والسمك النسبي للصفيحة

1-ت=0.5 مم (Dd/t =40)
2-ت=1.0 مم (Dd/t =20)
3-ت=1.6 مم (Dd/t =12.5)

لتقليل الانحناء، يمكن إضافة لوحة ضغط عكسية تحت المثقاب. عندما يكون التسطيح العالي للأجزاء المختومة مطلوبًا، يجب إضافة عملية تسوية إضافية.

II. تأثير التطهير على حياة الموتى

يتم حساب عمر القالب من خلال عدد الأجزاء المؤهلة المنتجة، أحدهما هو العمر الافتراضي بين عمليتي طحن، والآخر هو العمر الإجمالي بعد التآكل الكامل.

يمكن تقسيم عملية تآكل قالب الطمس إلى ثلاث مراحل (انظر الشكل 11): التآكل الأولي، والتآكل المتوسط، والتآكل المتأخر.

الشكل 11 عملية تآكل القالب الطمس
الشكل 11 عملية تآكل القالب الطمس

التآكل الأولي، حيث يتركز التآكل بشكل أساسي عند حافة القطع، بسبب تركيز الضغط المفرط هنا، تكون حافة القطع الحادة عرضة للتدحرج أو التقطيع، ويكون التآكل سريعًا.

التآكل الأوسط ، المعروف أيضًا باسم التآكل المستقر ، يتم تقريب حافة القطع قليلاً ، ويتم تخفيف تركيز الضغط ، ويدخل التآكل الاحتكاك العادي ، ويكون التآكل بطيئًا. كلما طالت فترة التآكل الأوسط، زاد عمر القالب.

التآكل المتأخر، والمعروف أيضًا باسم التآكل المفرط، يصل التآكل الاحتكاكي إلى حد التعب، ويدخل مرحلة زيادة التآكل السريع، ويكون التآكل سريعًا، وفي هذا الوقت يجب إجراء الطحن.

وفقًا لأجزاء التآكل في المثقاب والقالب، يمكن تقسيمها إلى: تآكل الوجه النهائي وتآكل الوجه الجانبي. يوضح الشكل 12 التغييرات في شكل حافة القطع بعد أعداد مختلفة من الطمس.

الشكل 12 التغييرات في شكل تآكل الشفرة
الشكل 12 التغييرات في شكل تآكل الشفرة

تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر القالب ما يلي: التركيب الكيميائي لمادة القالب، والصلابة ومعالجة تقوية السطح، وخشونة السطح للجزء المشغول بدقة من جزء عمل القالب، وخلوص القالب، وعقلانية هيكل القالب، وطريقة تقييد المادة التي تتم معالجتها وطريقة توجيه القوالب العلوية والسفلية، والتركيب الكيميائي للمادة التي تتم معالجتها، والخصائص الميكانيكية وحالة الصلابة، والمعالجة السطحية للمادة (طلاء عازل للمواد غير العضوية وشبه العضوية والعضوية، إلخ.)، وظروف التشحيم والتبريد، وحافة ونصف قطر محيط الأجزاء المختومة، ودقة وصلابة المكبس، وسرعة الختم، إلخ.

من بين العوامل التي تؤثر على عمر قالب الختم، يعتبر الخلوص أحد العوامل المهمة. يوضح الشكل 13 تأثير الخلوص على تآكل الشفرة بعد 100,000 عملية ختم.

الشكل 13 تأثير الخلوص على تآكل الشفرة بعد 100,000 عملية ختم
الشكل 13 تأثير الخلوص على تآكل الشفرة بعد 100,000 عملية ختم
  • ظروف القص: لا توجد لوحة ضغط
  • مادة القالب: فولاذ المنغنيز
  • صلابة التسقية: 59HRC
  • شكل القالب: ϕ8 قالب محدب دائري محدب
  • المواد التي تتم معالجتها: صفيحة فولاذية لينة
  • سُمك المادة: 1 مم
  • 1-ملابس وجهك 1 - لكمة الوجه
  • 2-ملابس وجه الموتى
  • 3-التآكل الجانبي

يشير الموقف إلى أنه في ظل الخلوص الصغير، تكون ظروف القص قاسية في ظل الخلوص الصغير، ويكون البثق بالضغط شديدًا، ويزداد الاحتكاك بشكل كبير، ويزداد التآكل، وخاصةً التآكل الجانبي بشكل أكثر وضوحًا. وعلاوة على ذلك، عند الخلوص الصغير، يمكن أن يحدث تورم القالب، وكسر المثقاب (اللكمات الصغيرة)، وتلف غير طبيعي مثل العض المتبادل بين المثقاب والقالب. علاوة على ذلك، يمكن أن يتسبب الخلوص الصغير جدًا في زيادة الاحتكاك وارتفاع درجات الحرارة.

عندما يكون إجهاد البثق بالضغط مرتفعًا، يكون من السهل إنتاج الالتصاق بين القالب والمادة، مما يسبب الكثير من المتاعب للإنتاج.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الخلوص غير المتساوي يضر أيضًا بعمر القالب؛ فمقارنة بالخلوص المنتظم، يزداد التآكل بشكل كبير (انظر الشكل 14).

الشكل 14 تأثير الخلوص غير المتساوي على التآكل
الشكل 14 تأثير الخلوص غير المتساوي على التآكل
  • الشكل: دائري
  • القالب 210Cr12
  • (w(C)= 2.1%، w(Cr)= 12%)
  • المواد التي تتم معالجتها: صفيحة فولاذية كهربائية بسمك 0.5 مم
  • FS:: ارتداء اللكمات
  • FP:: تآكل القوالب

تُظهر ممارسة الإنتاج الضخم أن استخدام خلوص كبير يمكن أن يحسن بشكل كبير من عمر القالب، وعمومًا أطول بمرتين إلى ثلاث مرات من الخلوص الصغير، وفي بعض الحالات يصل إلى 6 إلى 7 مرات، مع فوائد اقتصادية كبيرة جدًا. ومع ذلك ، فإن الخلوص الكبير جدًا لا يقلل فقط من جودة المقطع العرضي لقطعة العمل ، ويزيد من النتوءات والانحناء ، ولكنه أيضًا يجعل تآكل وجوه نهاية المثقاب والقالب هو التناقض الرئيسي.

قام العلماء السوفييت بحساب توزيع الإجهاد الانضغاطي بالقرب من حافة حافة أوجه نهاية المثقاب والقالب بناءً على تشوه الضغط لشريط الضغط البلاستيكي للأجزاء المثقوبة (انظر الشكل 15)، وأشاروا إلى أنه مع وجود خلوص صغير، يكون الاحتكاك على جانبي المثقاب والقالب كبيرًا، ويكون التآكل الجانبي شديدًا أثناء عمليات التثقيب والتفريغ والدفع المتكررة.

ولكن الخلوص الكبير جدًا يزيد من الضغط المركّز عند حواف حواف المثقاب وأوجه نهاية القالب، مما يتسبب في زيادة الضغط الانضغاطي بشكل حاد، وخاصةً تشكيل ذروة كبيرة عند حافة الشفرة، مما يتسبب في سرعة خضوع حافة الشفرة وتشوهها، مما يؤدي إلى فقدان حدتها. ولذلك، فإنه يزيد أيضًا من قوة التثقيب، مما يتسبب في زيادة تآكل حافة الشفرة وتآكلها بسرعة أكبر، مما يقلل من عمر القالب.

الشكل 15 العلاقة بين توزيع الإجهاد الانضغاطي للوجه الطرفي المثقوب والتخليص
الشكل 15 العلاقة بين توزيع الإجهاد الانضغاطي للوجه الطرفي المثقوب والتخليص

ثالثًا. تأثير الإزالة على استهلاك الطاقة

من من منظور توفير الطاقة والجهد، فإن اختيار الخلوصات المتوسطة والكبيرة سيؤدي إلى نتائج جيدة، في هذا الوقت، تكون قوة التثقيب، وقوة التفريغ، وقوة الدفع، وعمل التثقيب كلها أصغر.

1. قوة الضرب

وبصفة عامة، كلما زادت الفجوة، ينخفض الضغط الانضغاطي في منطقة القص ويزداد إجهاد الشد، مما يزيد من احتمالية حدوث تشققات ويقلل من قوة القص. تتناسب قوة التثقيب مع قوة القص، لذلك تقل أيضًا بشكل متناسب مع زيادة الفجوة. ومع ذلك، عندما تكون الفجوة كبيرة بما فيه الكفاية، بما أن الشقوق العلوية والسفلية لا تتطابق، يكون الانخفاض في قوة القص طفيفًا جدًا، وقد يكون هناك اتجاه ارتدادي (انظر الشكل 16).

الشكل 16 العلاقة بين قوة القص والفجوة وسُمك الصفيحة
الشكل 16 العلاقة بين قوة القص والفجوة وسُمك الصفيحة
  • 1-ت=0.5 مم (Dd/t=40)
  • 2-ت=1.0 مم (Dd/t=20)
  • 3-ت=1.6 مم (Dd/t=12.5)

2. قوة التفريغ والقوة القاذفة

يوضح الشكل 17 منحنى العلاقة بين الفجوة وقوة التفريغ. سواء كانت من الفولاذ اللين، أو الفولاذ المقاوم للصدأ، أو النحاس الأصفر، أو سبائك الألومنيوم، تصل قوة التفريغ إلى قيمتها الدنيا عندما تكون الفجوة حوالي 20% من سُمك المادة. وتزداد قوة التفريغ بشكل حاد عندما تكون الفجوة أقل من 10% أو أكثر من 30% من سُمك المادة.

الشكل 17 العلاقة بين قوة التفريغ والفجوة
الشكل 17 العلاقة بين قوة التفريغ والفجوة

عندما تكون الفجوة أكبر من 10% إلى 15% من سمك المادة، بعد اكتمال التثقيب، يتقلص حجم الجزء المثقوب بسبب تشوه الشد والرجوع إلى الخلف، ولا يعود هناك انسداد في القالب، مما يجعل قوة القاذف صفرًا تقريبًا.

3. أعمال التثقيب

يشير عمل التثقيب إلى المنطقة المحصورة تحت منحنى قوة الضربة (مخطط المؤشر). عمل التثقيب هو الأساس الرئيسي لاختيار أو التحقق من قوة المحرك الرئيسي للمكبس.

يتذبذب عمل التثقيب قليلاً مع التغيرات في الفجوة. إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا، سيزداد عمل التثقيب. عندما تكون الفجوة مناسبة، مما يجعل الشقوق العلوية والسفلية تلتقي وتتطابق، يتم تقليل عمل التثقيب إلى الحد الأدنى (انظر الشكل 18).

الشكل 18 العلاقة بين أعمال القص والفجوة
الشكل 18 العلاقة بين أعمال القص والفجوة
الخامة: مادة صفيحة نحاسية بسماكة 3.3 مم ذات ثقب دائري ثابت

رابعًا. تحديد التصريح المعقول

يؤثر الخلوص بين المثقاب والقالب تأثيرًا كبيرًا على جودة المقاطع ودقة الأبعاد وعمر القالب واستهلاك الطاقة للأجزاء المثقوبة. عند تصميم القالب، من الضروري اختيار خلوص معقول عند تصميم القالب. باختصار، بموازنة تأثير الخلوص على الجودة ودقة الأبعاد وعمر القالب واستهلاك الطاقة للأجزاء المثقوبة، لا توجد قيمة خلوص واحدة معقولة تلبي جميع المتطلبات.

وعلاوة على ذلك، يتآكل القالب أثناء الاستخدام، ولا يمكن أن يظل الخلوص ثابتًا بل يختلف دائمًا ضمن نطاق معين. بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض الاختلاف بين الخلوص الثابت في حالة تجميع القالب والخلوص الديناميكي في حالة العمل.

ولذلك، في الإنتاج الفعلي، عادةً ما يتم اختيار نطاق مناسب كخلوص معقول. ويسمى الحد الأدنى لهذا النطاق بالحد الأدنى للخلوص المعقول c دقيقة ويسمى الحد الأعلى الحد الأقصى للخلوص المعقول ج الحد الأقصى . بالنظر إلى أن التآكل على القالب سيزيد من الخلوص، يجب استخدام الحد الأدنى لقيمة الخلوص المعقولة عند تصميم القوالب الجديدة وتصنيعها.

تشمل طرق تحديد التصريح المعقول ما يلي:

1. طريقة التحديد النظري

الأساس الرئيسي لطريقة التحديد النظري هو ضمان تزامن الشقوق للحصول على مقطع قص جيد. يوضح الشكل 19 الحالة اللحظية لبدء التصدع في بداية عملية التثقيب. يمكن تحديد الخلوص c من المثلث △ABC في الشكل.

ج=(ر-ح0)tanβ=t(1-h0/ ر)tanβ

المكان

  • h0- عمق اختراق الثقب (مم);
  • ر-سمك المادة (مم);
  • β-الزاوية بين اتجاه إجهاد القص الأقصى والخط الرأسي (°).
الشكل 19 الحالة اللحظية لتكوين الشقوق أثناء التثقيب
الشكل 19 الحالة اللحظية لتكوين الشقوق أثناء التثقيب

يمكن ملاحظة ذلك من الصيغة أعلاه: c=f(t، h 0 / t، β)، و h 0 /t، ترتبط β بخصائص المادة (انظر الجدول 1)، وبالتالي، فإن العوامل الرئيسية التي تؤثر على قيمة الفجوة هي خصائص المادة والسماكة. كلما كانت المادة أكثر صلابة وسمكًا، كانت قيمة الفجوة المعقولة أكبر.

الجدول 1 ح 0 / ر وقيم β

الموادh0/tβ /(°)
التلدينالتصلبالتلدينالتصلب
فولاذ ناعم، نحاس نقي، نحاس ناعم0.50.3565
فولاذ متوسط الصلابة، نحاس صلب متوسط الصلابة0.30.254
فولاذ صلب، برونز صلب0.20.144

2. طريقة التحديد التجريبي

تم اختيار قيم الخلوص المستخدمة في الماضي بشكل أساسي على أساس دقة الأبعاد، وثبت بشكل عام أنها صغيرة جدًا وغير قابلة للتطبيق على نطاق واسع. في بعض الحالات، ينتج عن القوالب المصنوعة بقيم الخلوص هذه أجزاء ذات أشرطة ساطعة مزدوجة على المقطع العرضي ونتوءات كبيرة.

وأيضًا، بسبب الاحتكاك العالي بين القالب والمادة، يحدث تسخين شديد، مما يتسبب في التصاق المادة بحافة القطع، مما يسرع من تآكل حافة القطع، ويقلل من عمر القالب. هناك أيضًا حالات متكررة من التلف غير الطبيعي مثل تورم القالب وانكسار المثقاب.

استنادًا إلى نتائج الأبحاث الحديثة وخبرة الإنتاج، وبالرجوع إلى معايير التخليص في الولايات المتحدة وألمانيا واليابان والاتحاد السوفيتي السابق، تم وضع المعيار الوطني "تخليص التثقيب" GB/T16743-1997 في عام 1997 (يستخدم الآن المعيار الجديد GB/T16743-2010).

تقسم هذه المواصفة القياسية، استنادًا إلى مبدأ "تحديد الخلوص حسب الجودة"، خلوص التثقيب للمواد المعدنية إلى ثلاث فئات وفقًا للعوامل الرئيسية مثل دقة الأبعاد لأجزاء التثقيب، وجودة المقطع العرضي، وعمر القالب، واستهلاك الطاقة، لتلبية المتطلبات الفنية لأجزاء التثقيب المختلفة واختيار الخلوص بشكل عقلاني ومحدد الهدف. وهذا يضمن دقة الأبعاد وجودة المقطع العرضي لأجزاء التثقيب مع تحقيق عمر القالب المقابل.

عند اختيار خلوص التثقيب، يجب أولاً تحديد فئة الخلوص المقصودة وفقًا للجدول 2، استنادًا إلى المتطلبات الفنية وخصائص الاستخدام وظروف إنتاج أجزاء التثقيب، ثم تحديد النسبة المقابلة لفئة الخلوص تلك من الجدول 3. بعد الحساب، يمكن الحصول على قيمة الخلوص المناسبة.

الجدول 2 تصنيف خلوصات تثقيب المواد المعدنية

أساس التصنيفالفئة الأولىالفئة الثانيةالفئة الثالثة
جودة قسم التثقيبخصائص سطح القص
ارتفاع الزاوية المنهارة R(4 ~ 7) %TT(6 ~ 8) %TT(8 ~ 10) %TT
ارتفاع النطاق الساطع ب(35 ~ 55) %TT(25 ~ 40) %TT(15 ~ 25) %TT
ارتفاع نطاق الكسر Fصغيرةمتوسطكبير
ارتفاع الشق hجنرال لواءصغيرةجنرال لواء
زاوية الكسر α4~7°>7~8°>8~11°
دقة أجزاء الطمسالتسطيحأصغر قليلاً
صغيرةأكبر
دقة الحجمقطعة الطمسقريب من حجم القالبأصغر قليلاً من حجم القالبأصغر من حجم القالب
قطعة مثقوبةقريب من حجم الثقبأكبر قليلاً من حجم المثقابأكبر من حجم الثقب
حياة العفنأقلأطولالأطول
استهلاك الطاقةقوة الضربأكبرصغيرةالحد الأدنى
التفريغ، قوة الدفعأكبرالحد الأدنىصغيرة
قوة الضربأكبرصغيرةأصغر قليلاً
مناسبات قابلة للتطبيقعندما تكون الجودة العالية ودقة الأبعاد للقسم المثقوب مطلوبة، استخدم خلوصًا صغيرًا. عمر القالب قصير نسبيًا.عندما تكون الجودة ودقة الأبعاد للقسم المثقوب مطلوبة بشكل عام، استخدم خلوصًا متوسطًا. نظرًا للإجهاد المتبقي الصغير، يمكن أن يقلل من حدوث الكسور، وهو مناسب لقطع العمل التي تخضع لمزيد من التشوه البلاستيكي.عندما لا تكون جودة القسم المثقوب ودقة أبعاده عالية، أعط الأولوية لاستخدام خلوص كبير للمساعدة في تحسين عمر القالب.

الجدول 3 قيم خلوص المواد المعدنية للتثقيب باللكمات

الموادقوة القص τb/ميجا باسكالالخلوص الأولي (خلوص جانبي واحد) (% t)
النوع الأولالنوع الثانيالنوع الثالث
فولاذ منخفض الكربون

08 ف، 10 ف، 10 ف، 10، 20، ق235 أ
≥210~4003.0~7.0>7.0~10.0>10.0~12.5
الفولاذ الكربوني المتوسط 45

الفولاذ المقاوم للصدأ 1Cr18Ni9Ti، 4Cr13

سبيكة التمدد (كوفار) 4J29
≥420~5603.5~8.0>8.0~11.0>11.0~15.0
فولاذ عالي الكربون T8A، T10A، T8A، T10A

فولاذ زنبركي 65Mn
≥590~9308.0~12.0>12.0~15.0>15.0~18.0
ألومنيوم نقي 1060، 1050A، 1035، 1200، 1060، 1050A، 1035، 1200

سبيكة ألومنيوم (لينة) 5A21

نحاس (ناعم) H62

نحاس نقي (ناعم) T1، T2، T3
≥65~2552.0~4.04.5~6.06.5~9.0
نحاس (صلب) H62

رصاص نحاسي رصاص HPb59-1

نحاس نقي (صلب) T1، T2، T3
≥290~4203.0~5.05.5~8.08.5~11.0
سبائك الألومنيوم (الصلب) 5A12

برونز الفوسفور القصديري QSn4-4-2.5

برونز الألومنيوم QA17

بريليوم برونز بريليوم QBe2
≥225~5503.5~6.07.0~10.011.0~13.0
سبائك المغنيسيوم MB1، MB8≥120~1801.5~2.5
فولاذ السيليكون الكهربائي D21، D31، D411902.5~5.0> 5.0~9.0

عندما تكون الجودة العالية والدقة العالية للمقطع العرضي للأجزاء المختومة مطلوبة، يجب استخدام خلوص صغير، ولكن عمر القالب يكون أقصر. عندما تكون متطلبات الجودة والدقة للمقطع العرضي للأجزاء المختومة معتدلة، يجب استخدام خلوص متوسط، مما يستهلك طاقة أقل ويطيل عمر القالب.

عندما لا تكون متطلبات الجودة والدقة للمقطع العرضي للأجزاء المختومة عالية، فمن المستحسن إعطاء الأولوية لاستخدام خلوص كبير، والذي يتميز بميزة بارزة تتمثل في أطول عمر للقالب، والأجزاء المختومة لديها قوة تمدد أقل في القالب، مما يسمح باستخدام قوالب أسطوانية مستقيمة، وبالتالي ربما قطع كل من القوالب الذكور والإناث مع قطع الأسلاك، "قطعة واحدة للاستخدام المزدوج" يمكن أن توفر فولاذ القالب الباهظ الثمن، ومع قوة التفريغ الصغيرة التي تبسط جهاز التفريغ، تكون قوة الختم منخفضة، مما يحسن ظروف عمل القالب، وله فوائد اقتصادية واضحة.

لا يمكن إدراج الخلوص الخاص بالختم إلا في جدول بيانات بناءً على العوامل المؤثرة الرئيسية. ومع ذلك، ونظرًا للاختلافات الكبيرة في ظروف الإنتاج والعوامل التكنولوجية النشطة، فمن الضروري في بعض الأحيان التعامل بمرونة مع المشكلات بالتزامن مع ظروف الإنتاج الفعلية، وتعديل قيم الخلوص بشكل مناسب. يلخص هذا المعيار الخبرة في هذا المجال.

توصي هذه المواصفة القياسية أيضًا بقيم خلوص التثقيب للمواد غير المعدنية شائعة الاستخدام، انظر الجدول 4.

الجدول 4 قيم خلوص التثقيب من المواد غير المعدنية

الموادالخلوص الأولي (خلوص جانب واحد) (% t)
صفائح الفينول1.5 – 3.0
لوح أسبستوس
صفيحة مطاطية
لوح زجاج عضوي
قماش إيبوكسي فينولي زجاجي
كرتون أحمر0.5 – 2.0
كرتون
لوحة الشريط اللاصق
صفيحة ميكا0.25 – 0.75
جلد
الورق
اللوح الليفي2.0
اللباد0~0.2

بالإضافة إلى ذلك، يوصى بنوعين من قيم خلوص القالب. في قطاعات مثل الراديو والأجهزة والماكينات الدقيقة، حيث تكون دقة الأبعاد العالية للأجزاء المختومة مطلوبة، يمكن استخدام قيم الخلوص الأصغر المدرجة في الجدول 5. أما في قطاعات مثل السيارات والآلات الزراعية والسلع اليومية للأجهزة، حيث يكون نطاق التفاوت المسموح به لأبعاد الأجزاء المختومة أكبر، يمكن اعتماد قيم الخلوص الأكبر المدرجة في الجدول 6.

الجدول 5 الخلوص الأولي أحادي الجانب ج لقطع القالب (الوحدة: مم)

سُمك المادة / ممألومنيوم ناعمالنحاس النقي والنحاس الأصفر والصلب اللين (0.08 ~ 0.2) %cسبيكة ألومنيوم صلبة، فولاذ متوسط الصلابة (0.3 ~ 0.4) %cالصلب الصلب (0.5 ~ 0.6) %c
CدقيقةCالحد الأقصىCدقيقةCالحد الأقصىCدقيقةCالحد الأقصىCدقيقةCالحد الأقصى
0.20.0040.0060.0050.0070.0060.0080.0070.009
0.30.0060.0090.0080.010.0090.0120.010.013
0.40.0080.0120.010.0140.0120.0160.0140.018
0.50.010.0150.0120.0180.0150.020.0180.022
0.60.0120.0180.0150.0210.0180.0240.0210.027
0.70.0140.0210.0180.0240.0210.0280.0240.031
0.80.0160.0240.020.0280.0240.0320.0280.036
0.90.0180.0270.0220.0310.0270.0360.0310.04
10.020.0300.0250. 0350. 0300.040.0350.045
1.20.0250.0420. 0360.0480.0420.0540.0480.060
1.50.0380.0520.0450.060. 0520. 0680. 0600.075
1.80.0450.0630.0540.0720.0630.0810.0720.09
20.050.0700.060.080.070.090.0800.1
2.20.0660.0880.0770.0990.0880.1100.0990.121
2.50.0750.10.0880.1120.1000.1250.1120.138
2.80.0840.1120.0980.1260.1120.140. 1260.154
30.0900.1200.1050.1350.120.150.1350.165
3.50.1220.1580.140.1750.1580.1920.1750.21
40.140.180.160.20.180.220.20.24
4.50.1580.2020.180.2250.2020.2450.2250.270
50.1750.2250.20.250.2250.2750.2500.3
60.240.30.270.330.3000.3600.3300.390
70.280.3500. 3150.3850.3500.420.3850.455
80.3600.440.40.480.4400.520.480.560
90.4350.4950.450.540.4950.5850.540.63
100.450.5500.5000.6000.550.6500.6000.700

ملاحظة:

1. القيمة الدنيا للخلوص الابتدائي تعادل القيمة الاسمية للخلوص.

2. تأخذ القيمة القصوى للخلوص المبدئي في الاعتبار القيمة المضافة بسبب تفاوتات التصنيع في القوالب الذكرية والأنثوية.

3. أثناء الاستخدام، وبسبب تآكل الأجزاء العاملة في القالب، سيزداد الخلوص، وبالتالي يجب أن تتجاوز قيمة الاستخدام القصوى للخلوص القيم المذكورة.

الجدول 6 الخلوص الأولي أحادي الجانب ج لقوالب التثقيب (الوحدة: مم)

سُمك المادة / مم08,10,35
09Mn، Q235
Q345 (16 مليون)40,5065 مليون
CدقيقةCالحد الأقصىCدقيقةCالحد الأقصىCدقيقةCالحد الأقصىCدقيقةCالحد الأقصى
أقل من 0.5الحد الأدنى من التخليص
0.50.020. 0300.020.030.020.0300.0200.03
0.60.0240.0360.0240.0360.0240.0360.0240.036
0.70.0320.0460.0320.0460.0320.0460.0320.046
0.80.0360.0520.0360.0520.0360.0520.0320.046
0.90.0450.0630.0450.0630.0450.0630.0450.063
10.050.070.050.070.050.070.0450.063
1.20.0630.0900.0660.090.0660.090
1.50.0660.120.0850.120.0850.120
1.750.110.160.110.160.110.160
20.1230.180.130.190.130.19
2.10.130.190.140.20.140.2
2.50.180.250.190.270.190.27
2.750.20.280.210.30.210.300
30.230. 3200.240.330.240.33
3.50.270. 3700.290.390.290.390
40.320.440.340.460.3400.460
4.50.3600.5000.3400.480.3900.52
5.50.4700.6400.390.5500.490.660
60.5400.7200.420.6000.570.75
6.50.470.650
80.60.840

V. مبدأ الاختيار لقيم خلوص المثقاب والقالب

يكشف تحليل عملية الختم أنه لا توجد حاليًا قيمة خلوص ثابتة يمكن أن تلبي جميع متطلبات الجودة المثلى للمقطع، وأعلى دقة في الأبعاد، وأقل تشوه في التشوهات، وأطول عمر للقالب، وأقل قوة تثقيب، وقوة تفريغ وقوة طرد الجزء.

ولذلك، في إنتاج الختم الفعلي، يتم تحديد نطاق الخلوص في المقام الأول بناءً على عوامل مثل جودة المقطع ودقة الأبعاد وعمر القالب. وطالما كان الخلوص ضمن هذا النطاق، يمكن تحقيق أجزاء مختومة مقبولة وعمر افتراضي أطول للقالب.

ويُعرف هذا النطاق باسم الخلوص المعقول، حيث يُطلق على القيمة الدنيا الحد الأدنى للخلوص المعقول والقيمة القصوى الحد الأقصى للخلوص المعقول. عند التصميم والتصنيع، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التآكل أثناء الاستخدام سيزيد من الخلوص بين المثقاب والقالب؛ وبالتالي، من الأفضل عمومًا تحديد خلوص القالب بناءً على الحد الأدنى لقيمة الخلوص المعقول.

كلما كان الخلوص المحدد أثناء التصميم أصغر، كلما زادت دقة التصنيع والتجميع المطلوبة، مما يزيد من التكاليف. كما أن الخلوص الأصغر يتطلب أيضًا قوة ودقة أعلى من القالب، مما يؤدي إلى عمر افتراضي أقصر واحتمالية أعلى للصيانة. وبالتالي، يتم اختيار مستوى خلوص التثقيب عادةً بناءً على المعايير التالية:

(1) قوة قص المواد

المواد ذات قوة القص المنخفضة لديها قدرات تشكيل تمدد أفضل وتكون أكثر عرضة للتثقيب، لذلك يجب أن يكون الخلوص على الجانب الأصغر. على سبيل المثال، يبلغ خلوص التثقيب للمواد النحاسية ذات الصلابة المتوسطة 70% من خلوص التثقيب للمواد الفولاذية من نفس السماكة، و60% لمواد الألومنيوم.

(2) متطلبات دقة قطعة العمل

تتطلب المنتجات الخاصة بصناعات الإلكترونيات والأجهزة المنزلية دقة عالية، في حين أن المنتجات الخاصة بالمنتجات الخارجية والكهربائية وصناعات الآلات الزراعية تتطلب دقة أقل. وبناءً على ذلك، يمكن أن يكون خلوص القالب أكبر.

(3) مساحة قطعة العمل وطول الحافة

تميل مساحات قطع العمل الأكبر أو تلك ذات الحواف الطويلة إلى تراكم أخطاء أكبر أثناء تصنيع القالب والتجميع، لذلك يجب اختيار خلوص أكبر للقالب. (يُستثنى من ذلك قوالب الطمس المستطيلة ذات الحواف الطويلة لأنه أثناء الختم، تمارس قطعة العمل قوة ضاغطة على القالب المقعر، مما يتسبب في تمدد حواف القالب ذات الخطوط المستقيمة).

(4) الموضع في تدفق العملية

عندما تؤثر النتوءات الناتجة عن التثقيب تأثيرًا سلبيًا على العمليات اللاحقة أو على المنتج النهائي، يجب أن يكون خلوص القالب أصغر. إذا لم يكن هناك تأثير سلبي، يفضل أن يكون الخلوص أكبر.

(5) هيكل القالب

عندما يكون هيكل القالب مقيّدًا بشكل المادة ولا يمكن ضمان الخلوص الأمثل بين المثقاب والقالب (كما هو الحال مع قطع الأنبوب أو قوالب التثقيب على الأسطح المائلة)، يجب اختيار خلوص أكبر.

سادسًا. الحساب السريع لقيم الخلوص بين المثقاب والقالب لقطع العمل من الدرجة الاقتصادية

في الإنتاج اليومي، تمثل قطع العمل من الدرجة الاقتصادية أكثر من 80% من إجمالي عبء العمل. إذا كانت هندسة قطعة العمل عبارة عن مضلع خارجي أو بها نتوءات أو فتحات داخلية بعرض لا يقل عن 12 ضعف سُمك المادة (12 طنًا)، فيمكن مع ذلك التعامل معها كقطعة عمل من الدرجة الاقتصادية. في مثل هذه الحالات، يتم حساب الخلوص الثنائي (C) بين المثقاب والقالب على أنه 10% من سُمك المادة: C = 0.1 طن.

إذا كان الخلوص المحسوب أقل من 0.02 مم، فيجب معالجته كما لو لم يكن هناك خلوص، مما يعني أنه يجب تصميم المثقاب بحيث لا يدخل القالب.

تتضمن طريقة التثقيب الخالي من الخلوص استخدام طبقات متعددة من المواد لتكديس اللكمات. هذه التقنية مناسبة لقوالب الطمس ولكن يجب التعامل معها بحذر في قوالب التثقيب.

يتطلب التثقيب الخالي من الخلوص دقة عالية في مكبس ميكانيكي الحركة. يجب أن يتراوح الخلوص بين الشريحة والموجه بين 0.005 مم و0.015 مم، ويجب ألا يتجاوز الخلوص المحوري بين قضيب التوصيل والغطاء الكروي 0.02 مم؛ ويجب ألا يكون فضفاضًا للغاية. يجب أن تكون بيئة العمل نظيفة ومرتبة.

يجب إضافة كمية صغيرة من مواد التشحيم أثناء التثقيب، ويجب توخي الحذر لمنع الجسيمات الغريبة أو الغبار من تلويث المواد ومواد التشحيم.

سابعاً. مبادئ اختيار اتجاهات التخليص

1) بالنسبة للطمس، استخدم مقاس القالب كمرجع، على أن يكون مقاس الثقب هو مقاس القالب مطروحًا منه قيمة الخلوص.

2) بالنسبة للتثقيب، استخدم حجم المثقاب كمرجع، على أن يكون حجم القالب هو حجم المثقاب بالإضافة إلى قيمة الخلوص.

طلب عرض أسعار مجاني
نموذج الاتصال

أحدث المنشورات
ابق على اطلاع دائم على آخر المستجدات والمحتوى الجديد والمثير حول مواضيع مختلفة، بما في ذلك النصائح المفيدة.
تحدث إلى خبير
اتصل بنا
مهندسو المبيعات لدينا على استعداد للإجابة على أي من أسئلتك وتزويدك بعرض أسعار فوري مصمم خصيصاً لتلبية احتياجاتك.

طلب عرض أسعار مخصص

نموذج الاتصال

طلب عرض أسعار مخصص
احصل على عرض أسعار مخصص مصمم خصيصًا لاحتياجاتك الفريدة من نوعها من الماكينات.
© 2024 أرتيزونو. جميع الحقوق محفوظة.
احصل على عرض أسعار مجاني
سيصلك رد خبرائنا خلال 24 ساعة.
نموذج الاتصال