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

قوة التثقيب في تصنيع المعادن: دليل شامل

آخر تحديث
مايو 8، 2024
شاركنا إعجابك:

جدول المحتويات

I. حساب قوة الضرب

يعتمد مقدار قوة التثقيب P على الطول الكلي للمحيطين الداخلي والخارجي للتثقيب، وسمك المادة، وقوة الشد، ويرتبط بنسبة قوة الخضوع للمادة، والتي يمكن حسابها بالمعادلة التالية

P = fLtRm

  • يمكن الحصول على العامل f، الذي يعتمد على نسبة مقاومة الخضوع للمادة، من الشكل 2-2-35، وعمومًا يكون العامل f 0.6 إلى 0.7;
  • L- الطول الإجمالي للمحيط الداخلي والخارجي للتثقيب (مم);
  • ر-سمك المادة (مم);
  • Rm-قوة شد المواد (ميجا باسكال).

اقترح طريقة الحساب المذكورة أعلاه بواسطة تيمربيل. f=1-t'/t، حيث t' هو العمق الذي يضغط عنده المثقاب في المادة عند حدوث أقصى قوة تثقيب (أي قوة التثقيب P في المعادلة أعلاه)، وهي مرتبطة بنسبة قوة الخضوع للمادة.

تتفق قوة التثقيب المحسوبة باستخدام المعادلة المذكورة أعلاه تمامًا مع الواقع وقد تم دمجها في المعايير الألمانية. بالإضافة إلى ذلك، تشمل الخواص الميكانيكية التي توفرها المواد الخام قوة الشد للمادة R m وانخفاض قوة الخضوع R هـ ل وتستخدم نسبتها للحصول على f من الشكل 2-2-35، وبالتالي حساب قوة التثقيب، وهو أمر مناسب للاستخدام.

الشكل 2-2-2-35 العلاقة بين f ونسبة مقاومة خضوع المادة
الشكل 2-2-2-35 العلاقة بين f ونسبة مقاومة خضوع المادة

II. قوة التفريغ وقوة الدفع وقوة التفريغ وقوة الطرد

بعد اكتمال عملية التثقيب، تخضع قطعة الشغل المثقوبة (أو الخردة) لتشوه مرن شعاعي وتتمدد، بينما يخضع الثقب الموجود على الخردة (أو قطعة الشغل) لانكماش مرن شعاعي. في الوقت نفسه، تحاول كل من قطعة العمل والخردة استعادة انحناءها المرن. تتسبب نتيجة هذين الاستعادتين المرنتين في أن تعلق قطعة العمل (أو الخردة) في تجويف القالب، وتلتصق الخردة (أو قطعة العمل) بإحكام على المثقاب.

القوة المستخدمة لتفريغ قطعة العمل (أو الخردة) من المثقاب تسمى قوة التفريغ. القوة المستخدمة لدفع قطعة العمل (أو الخردة) خارج تجويف القالب في اتجاه التثقيب تسمى قوة الدفع. وتسمى القوة المستخدمة لإخراج قطعة العمل (أو الخردة) من مدخل تجويف القالب في الاتجاه المعاكس للتثقيب قوة الإخراج (انظر الشكل 2-2-36). من الواضح أن هذه القوى يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند اختيار قوة الدفع وتصميم القالب.

الشكل 2-2-2-36 اتجاه عمل قوة التفريغ وقوة الدفع وقوة الطرد
الشكل 2-2-2-36 اتجاه عمل قوة التفريغ وقوة الدفع وقوة الطرد

وتؤثر العديد من العوامل على هذه القوى، بما في ذلك بشكل رئيسي: الخواص الميكانيكية وسُمك المادة، وشكل وحجم قطعة العمل، والخلوص بين القوالب، وحجم تداخل التخطيط، وظروف التزييت، وما إلى ذلك. نظرًا للتأثير المعقد لهذه العوامل، من الصعب حسابها بدقة. في الإنتاج، تُستخدم المعادلات التجريبية التالية بشكل شائع في الحساب

P=KxP

Pt =ن كtP

Pd=KdP

  • Px, Pt, Pd- قوة التفريغ، وقوة الدفع، وقوة الطرد (N);
  • Kx, Kt, Kd- يمكن العثور على قيم معاملات قوة التفريغ، وقوة الدفع، وقوة القذف، في الجدول 2-2-9;
  • P - قوة الضرب (نيوتن);
  • n - عدد قطع العمل العالقة في نفس الوقت في تجويف القالب، n = ح/ح;
  • ح - ارتفاع فتحة الجدار المستقيم لتجويف القالب (مم);
  • ر - سُمك المادة (مم).

الجدول 2-2-9 قيم المعاملات K , K t , K d

المادة والسُمك / ممKxKtKd
الفولاذ≤0.10.065~0.0750.10.14
>0.1~0.50.045~0.0550.0650.08
>0.5~2.50.04~0.050.0550.06
>2.5~6.50.03~0.040.0450.05
>6.50.02~0.030.0250.03
ألومنيوم، سبائك الألومنيوم0.025~0.080.03~0.07
النحاس النقي والنحاس الأصفر0.02~0.060.03~0.09

ملاحظة: ك يجب أخذ قيمة الحد الأعلى عند تثقيب الثقوب المتعددة والشفاه الكبيرة والخطوط المعقدة.

عند اختيار الحمولة الطنية للمكبس، يعتمد ما إذا كانت هذه القوى تؤخذ في الاعتبار في قوة التثقيب الكلية على أنواع هياكل القوالب المختلفة (انظر الشكل 2-2-37).

1) قوة التثقيب الكلية باستخدام صفيحة تجريد صلبة (انظر الشكل 2-2-37 أ) هي

Pz=P+Pt

2) قوة التثقيب الكلية باستخدام قالب قاذف صلب، قالب متجرد مرن مقلوب (انظر الشكل 2-2-37 ب) هي

z = P + P x

3) قوة التثقيب الكلية باستخدام صفيحة تفريغ مرنة (انظر الشكل 2-2-37 ج) هي

z = P + P t + P x

4) إجمالي قوة التثقيب باستخدام الأجزاء العلوية المرنة والتفريغ المرن (انظر الشكل 2-2-37د) هي

z = P + P d + P x

الشكل 2-2-2-37 أشكال هيكل القالب المختلفة
الشكل 2-2-2-37 أشكال هيكل القالب المختلفة

ثالثاً قوة التثبيت

قوة التثبيت P y هي قوة التقييد الإلزامية على الصفيحة المعدنية، وهي طريقة فعالة لتحسين جودة المقطع العرضي لقطعة العمل وتقليل الانتفاخ. يتم توفير قوة التشبيك على سطح القالب بواسطة لوحة تشبيك مرنة متحركة. يتم توفير قوة التشبيك على وجه طرف المثقاب بواسطة لوحة ضغط خلفي متحركة. يمكن حساب مقدار قوة التشبيك تقريبًا من خلال المعادلة التالية:

y = (0.10 إلى 0.20) ص

  • Py- قوة التشبيك (نيوتن);
  • P - قوة الضرب (نيوتن).

تعتمد قيمة المعامل على خواص المواد، مع وجود قيم أعلى للمواد الصلبة أو المواد ذات معامل تصلب الشغل العالي، وقيم أقل للمواد اللينة.

مقارنة P x , P d و P y , P y هو الأكبر. ولذلك، عند تصميم القوالب، إذا كانت هناك حاجة إلى التثبيت، ما عليك سوى تصميم جهاز التثبيت المرن وفقًا لـ P y والتي لا يمكنها تحقيق التثبيت فحسب، بل يمكنها أيضًا توفير قوة تفريغ موثوقة وكافية وقوة تفريغ وقوة الجزء العلوي. إذا لم تكن هناك حاجة إلى التثبيت، فقم بتصميم جهاز التفريغ المقابل وجهاز الجزء العلوي وفقًا لـ P x و ف d على التوالي.

رابعا. القوة الجانبية

القوة الجانبية P c من ناحية، يتسبب في تآكل الجانبين المحدب والمقعر للقالب، ومن ناحية أخرى، عندما لا يكون خط التثقيب مغلقًا (مثل التثقيب أحادي الجانب أو التثقيب بالشفرة الجانبية)، فإنه يجعل القالب المحدب عرضة للتشوه غير المرغوب فيه بالانحناء تحت القوة الجانبية، وحتى الكسر. في مثل هذه الحالات، من الضروري تصميم دعامة خلفية لتوفير قوة رد فعل جانبية مماثلة في المقدار ومعاكسة في الاتجاه لـ P c الحفاظ على توازن القوة الجانبية الأساسية على القالب المحدب. بشكل عام، القوة الجانبية P c يمكن حسابها تقريبًا بالصيغة التالية

c = (0.30 إلى 0.38) ص

  • Pc- القوة الجانبية (نيوتن);
  • P - قوة الضرب (نيوتن).

V. طرق تقليل قوة اللكم

عند تثقيب المواد عالية القوة أو قطع العمل السميكة وكبيرة الحجم، إذا كانت قوة التثقيب المطلوبة تتجاوز حمولة المكابس الموجودة في الورشة، يجب اتخاذ تدابير لتقليل قوة التثقيب. بشكل عام، يتم استخدام الطرق التالية:

1. التثقيب الساخن

تنخفض قوة قص المادة بشكل كبير عند تسخينها، وبالتالي تقل قوة التثقيب بشكل فعال. ويتمثل الجانب السلبي لهذه الطريقة في أن المادة تشكّل قشرة أكسيد بعد التسخين، كما أن ظروف العمل سيئة بسبب التسخين. ولذلك، فهي مناسبة بشكل عام فقط للألواح السميكة أو قطع العمل حيث لا تكون جودة السطح ودقة الأبعاد مطلوبة بشدة.

يسرد الجدول 2-2-10 قوة القص للصلب عند تسخينه. عند حساب قوة التثقيب عند التسخين، τ b يجب أن تؤخذ على أساس درجة حرارة الختم الفعلية. وبسبب تبديد الحرارة، عادةً ما تكون درجة حرارة الختم أقل من درجة حرارة التسخين بمقدار 150-200 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة تأثيرات التمدد والانكماش الحراري على أبعاد قطعة العمل، وكذلك تليين المادة أثناء التثقيب على الساخن، ويجب أن تكون فجوة القالب أصغر بشكل مناسب مما كانت عليه أثناء التثقيب على البارد.

الجدول 2-2-2-10 قوة قص الفولاذ عند تسخينه

درجة الموادτ عند درجة الحرارة التالية b / ميجا باسكال
200°C500°C600°C700°C800°C900℃
س 195، س 215، س 215، 10، 153603202001106030
ق235، ق255، ق255، 20، 254504502401309060
Q275, 30, 355305203301609070
Q295, 40, 45, 506005803801909070

2. ترتيب خطوات اللكمات

في عملية الطمس متعدد اللكمات، يتم عمل اللكمات على ارتفاعات مختلفة في ترتيب متدرج، مما يسمح لللكمات بملامسة المادة في أوقات مختلفة، مما يؤدي إلى تجنب حدوث قوة الطمس القصوى في وقت واحد على كل لكمة، وبالتالي تقليل قوة الطمس.

يجب أن يتم تحديد حساب قوة الطمس لللكمات المرتبة على شكل خطوات من خلال مجموع قوى الطمس القصوى للكمات على نفس الارتفاع.

يجب مراعاة المبادئ التالية عند استخدام اللكمات المرتبة حسب الخطوات:

1) يرتبط الفرق في ارتفاع الثقب h بقوة شد المادة (انظر الجدول 2-2-11).

الجدول 2-2-11 العلاقة بين فرق ارتفاع المثقاب h وقوة شد المادة

قوة الشد للمادة R m /MPaح/م
<2000.8t
200~5000.6t
>5000.4t

ملاحظة: t هي سُمك المادة.

2) يجب أن يراعي توزيع كل لكمة خطوة التماثل والقرب من مركز الضغط.

3) يجب أن تكون اللكمة الأولى لبدء العمل هي التي تحتوي على مسمار توجيه في نهايتها (انظر الشكل 2-2-38)، أو جعل اللكمة الأكبر أطول واللكمة الأصغر أقصر، مما يمكن أن يمنع اللكمة الأصغر من الانكسار أو الميل بسبب ضغط تدفق المواد. وعلاوة على ذلك، فإن جعل المثقاب الأصغر أقصر يحسن من صلابته، ويمنع عدم الاستقرار الطولي، ويعزز من عمر الخدمة.

الشكل 2-2-2-38 ترتيب خطوات اللكمات
الشكل 2-2-2-38 ترتيب خطوات اللكمات

3. تثقيب القوالب ذات الحواف المائلة

عند التثقيب باستخدام قالب ذو حافة مسطحة، يحدث القص حول محيط الشُّغْلَة بالكامل في وقت واحد، لذلك غالبًا ما تكون قوة التثقيب كبيرة جدًا عند تثقيب قطع الشُّغْلَة الكبيرة والسميكة.

عند استخدام قالب الحافة المائلة للتثقيب، على غرار القص المائل، لا تلامس الحافة بأكملها محيط قطعة العمل في وقت واحد، ولكنها تثقب المادة تدريجيًا، مما يقلل بشكل كبير من قوة التثقيب ويقلل من الاهتزاز والضوضاء أثناء التثقيب.

عند استخدام حافة مشطوفة للتثقيب، للحصول على قطعة عمل مسطحة، يجب أن يكون لللكمة حافة مسطحة، ويجب أن تكون الشطبة على القالب، بحيث تكون قطعة العمل المثقوبة مسطحة والخردة مثنية (انظر الأشكال 2-2-39 أ، ب، ج). عند تثقيب الثقوب، يجب أن يكون للقالب حافة مسطحة، ويجب أن تكون الشطبة على المثقاب، بحيث تكون الشُّغْلَة المثقوبة مسطحة والخردة مثنية (انظر الأشكال 2-2-39 د، ه، و). عند تصميم الشطبة، يجب أن تكون مرتبة بشكل متماثل لتجنب تعرض القالب (أو المثقاب) لضغط جانبي أحادي الجانب أثناء التثقيب، مما يتسبب في اختلال المحاذاة وإتلاف الحافة.

الشكل 2-2-2-39 أشكال شطبة مختلفة
الشكل 2-2-2-39 أشكال شطبة مختلفة

تعتمد درجة تخفيض القوة في التثقيب المائل على الزاوية المائلة φ (انظر الجدول 2-2-12).

الجدول 2-2-2-12 معلمات الشطبة

سُمك المادة/ملمارتفاع الشفرة المائلة H/ممالزاوية المائلة φ/(°)K
<32t<50.3~0.4
3 ~10t<80.6~0.65

يتم حساب قوة التثقيب لكل شفرة مائلة بالصيغة التالية

Ps=KP

  • Ps- قوة التثقيب بالشفرة المائلة (نيوتن);
  • ك - معامل التخفيض (انظر الجدول 2-2-12);
  • P - قوة التثقيب بالشفرة المسطحة (نيوتن).

بالنسبة لقوالب التثقيب الكبيرة، عند صنع القالب المائل، يجب أن يكون القالب المائل على شكل متموج مرتب بشكل متماثل (انظر الشكل 2-2-40).

الشكل 2-2-2-40 قالب التثقيب بالشفرة المائلة للأجزاء المستطيلة

على الرغم من أن القالب المائل يقلل من قوة التثقيب، إلا أنه يزيد من صعوبة تصنيع القالب والطحن، كما أن حافة الشفرة عرضة للتآكل، وبالتالي فهي تستخدم بشكل عام فقط لقطع العمل الكبيرة وتثقيب الألواح السميكة.

سادساً قوة الضرب

1. قوة التثقيب بالشفرة المسطحة

يمكن حساب قوة تثقيب قالب الشفرة المسطحة بالصيغة التالية

W = (xPt)/1000

  • W - قوة التثقيب بالشفرة المسطحة (J);
  • P - قوة الضرب (نيوتن);
  • ر - سُمك المادة (مم);
  • x - نسبة متوسط قوة التثقيب إلى قوة التثقيب القصوى، x=PPيتم تحديد /P حسب نوع وسمك المادة، انظر الجدول 2-2-13 لمعرفة قيمته.

الجدول 2-2-13 قيم المعامل x

الموادسُمك المادة / مم
<11~22~4>4
الفولاذ الطري (τ b = 250 ~ 350 ميجا باسكال)0.70~0.650.65~0.600.60~0.500.45~0.35
فولاذ متوسط الصلابة (τ b = 350 ~ 500MPa)0.60~0.550.55~0.500.50~0.420.40~0.30
الفولاذ الصلب (τ b = 500 ~700MPa)0.45~0.400.40~0.350.35~0.300.30~0.15
ألومنيوم، نحاس (ملدن)0.75~0.700.70~0.650.65~0.550.50~0.40

2. قوة الضرب بالشفرة المائلة

يمكن حساب قوة التثقيب للقالب ذي الشفرة المائلة بالصيغة التالية

= x 1 P s (ر + ح)/1000

المكان

  • Ws- قوة الضرب بالشفرة المائلة (J):
  • Ps- قوة الضرب بالشفرة المائلة (نيوتن);
  • H - ارتفاع الشفرة المائلة (مم);
  • ر - سُمك المادة (مم);
  • x1- المعامل، بالنسبة للصلب اللين يمكن تقريبه على النحو التالي: عندما H=t، x1≈0.5 ~ 0.6؛ عندما تكون H=2t، x1≈0.7~0.8.
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