تم تصميم هذه الحشوات المشطية ليتم تركيبها على دعامات خاصة وتساعد على التخلص من التجاعيد في مجموعة متنوعة من تطبيقات عمود المرفق.
يأتي إليك عميلٌ لتنفيذ مشروع تشكيل أنابيب بزاوية 90 درجة. يتطلب هذا المشروع أنابيب بقطر 2 بوصة، وقطر خارجي 0.065 بوصة، وسماكة جدار 4 بوصات، ونصف قطر مركزي. يحتاج العميل إلى 200 قطعة أسبوعيًا لمدة عام.
متطلبات القوالب: قوالب الثني، قوالب التثبيت، قوالب الضغط، المندريل، وقوالب التنظيف. لا مشكلة. يبدو أن جميع الأدوات اللازمة لثني بعض النماذج الأولية موجودة في المخزن وجاهزة للاستخدام. بعد إعداد برنامج الماكينة، يقوم المشغل بتحميل الأنبوب ويجري ثنية تجريبية للتأكد من عدم الحاجة إلى ضبط الماكينة. خرجت اللفة الأولى من العربة وكانت مثالية. وهكذا، يرسل المصنّع عدة عينات من الأنابيب المثنية إلى العميل، الذي يبرم معه عقدًا، مما سيؤدي بالتأكيد إلى عمل تجاري منتظم ومربح. يبدو أن كل شيء على ما يرام.
مرت شهور، وما زال العميل نفسه يرغب في خفض تكاليف المواد. يتطلب هذا التطبيق الجديد أنابيب بقطر خارجي 2 بوصة وسماكة جدار 0.035 بوصة، وسمك جدار 3 بوصات، وقطر داخلي 3 بوصات. تحتفظ الشركة بأدوات من تطبيق آخر، مما يُمكّن الورشة من إنتاج النماذج الأولية فورًا. يقوم المشغل بتحميل جميع الأدوات على مكبس الثني ويحاول فحص الثني. خرج أول ثني من الماكينة مع وجود تجاعيد داخل الثنية. ما السبب؟ يعود ذلك إلى أحد مكونات الأداة، وهو عنصر بالغ الأهمية لثني الأنابيب ذات الجدران الرقيقة ونصف القطر الصغير: قالب المسح.
أثناء عملية ثني أنبوب سحب دوار، يحدث أمران: ينهار الجدار الخارجي للأنبوب ويصبح أرق، بينما ينكمش الجدار الداخلي للأنبوب وينهار. الحد الأدنى من المتطلبات لأدوات ثني الأنابيب ذات الأذرع الدوارة هو قالب ثني يُثنى الأنبوب حوله، وقالب تثبيت لتثبيت الأنبوب في مكانه أثناء ثنيه حول قالب الثني.
تساعد أداة التثبيت على الحفاظ على ضغط ثابت على الأنبوب عند نقطة التماس حيث يحدث الانحناء. وهذا يوفر قوة رد الفعل اللازمة لإحداث الانحناء. يعتمد طول الأداة على انحناء القطعة ونصف قطر خط المنتصف.
سيحدد التطبيق نفسه الأدوات التي تحتاجها. في بعض الحالات، لا يلزم سوى قوالب الثني، وقوالب التثبيت، وقوالب الضغط. إذا كانت أعمالك تتضمن جدرانًا سميكة تُنتج أنصاف أقطار كبيرة، فقد لا تحتاج إلى قالب مسح أو مغزل. تتطلب تطبيقات أخرى مجموعة كاملة من الأدوات، بما في ذلك قالب التجليخ، والمغزل، وفي بعض الآلات، ظرف تثبيت للمساعدة في توجيه الأنبوب وثني مستوى الدوران أثناء عملية الثني (انظر الشكل 1).
تساعد قوالب الممسحة في الحفاظ على استقامة الانحناء الداخلي للأنبوب وإزالة التجاعيد منه، كما تقلل من تشوه الأنبوب الخارجي. وتحدث التجاعيد عندما يعجز المندريل الموجود داخل الأنبوب عن توفير قوة رد فعل كافية.
عند ثني الأنابيب، يُستخدم الممسح دائمًا مع مغزل يُدخل في الأنبوب. وتتمثل الوظيفة الرئيسية للمغزل في التحكم في شكل نصف القطر الخارجي للثنية. كما يدعم المغزل أنصاف الأقطار الداخلية، على الرغم من أنه يوفر دعمًا كاملًا فقط للتطبيقات التي تتضمن نطاقًا محدودًا من ثنيات D ونسب جدران معينة. يُحسب نصف قطر الثني D بقسمة طول الثني (CLR) على القطر الخارجي للأنبوب، بينما يُحسب عامل الجدار بقسمة القطر الخارجي للأنبوب على سمك جدار الأنبوب (انظر الشكل 2).
تُستخدم قوالب المسح عندما يعجز المنديل عن توفير التحكم أو الدعم الكافيين لنصف القطر الداخلي. وكقاعدة عامة، يلزم استخدام قالب إزالة الطبقة الخارجية لثني أي منديل ذي جدار رقيق. (يُشار أحيانًا إلى المنديل ذي الجدار الرقيق باسم منديل ذي خطوة دقيقة، والخطوة هي المسافة بين الكرات الموجودة على المنديل). يعتمد اختيار المنديل والقالب على القطر الخارجي للأنبوب، وسُمك جدار الأنبوب، ونصف قطر الانحناء.
تُصبح إعدادات قالب الطحن الصحيحة بالغة الأهمية، خاصةً عند استخدام تطبيقات تتطلب جدرانًا أرق أو أنصاف أقطار أصغر. لنعد إلى المثال الوارد في بداية هذه المقالة. ما يُناسب 4 بوصات، قد لا يُناسب 3 بوصات. التغييرات في المواد التي تطلبها شركة CLR وعملاؤها لتوفير المال، تستلزم دقةً أعلى لضبط القالب.
الشكل 1: المكونات الرئيسية لآلة ثني الأنابيب الدوارة هي: أدوات التثبيت، وأدوات الثني، وقوالب التثبيت. قد تتطلب بعض التركيبات إدخال مغزل في الأنبوب، بينما تتطلب تركيبات أخرى استخدام رأس مغزل. يساعد الكوليت (غير مذكور هنا، ولكنه سيكون في المنتصف حيث يتم إدخال الأنبوب) في توجيه الأنبوب أثناء عملية الثني. تُسمى المسافة بين المماس (نقطة الثني) وطرف أداة المسح بالإزاحة النظرية لأداة المسح.
يُعدّ اختيار قالب الكشط المناسب، وتوفير الدعم الكافي من قالب الثني والقالب والمحور، وتحديد الموضع الصحيح لقالب المسح لإزالة الفجوات التي تُسبب التجعد والالتواء، من أهم عوامل إنتاج ثنيات دقيقة وعالية الجودة. عادةً، يجب أن يكون موضع طرف المشط بين 0.060 و0.300 بوصة من المماس (انظر الانحراف النظري للمشط الموضح في الشكل 1)، وذلك حسب حجم الأنبوب ونصف قطره. يُرجى مراجعة مُورّد الأدوات لمعرفة الأبعاد الدقيقة.
تأكد من أن طرف قالب المسح مُحاذٍ تمامًا لأخدود الأنبوب، وأنه لا توجد فجوة (أو انتفاخ) بين طرف الماسحة وأخدود الأنبوب. تحقق أيضًا من إعدادات ضغط القالب. إذا كان المشط في الوضع الصحيح بالنسبة لأخدود الأنبوب، فاضغط برفق على مصفوفة الضغط لدفع الأنبوب إلى داخل مصفوفة الانحناء والمساعدة في إزالة التجاعيد.
تتوفر مصفوفات الماسحات بأشكال وأحجام متنوعة. يمكنك شراء قوالب ماسحات مستطيلة/مربعة للأنابيب المستطيلة والمربعة، كما يمكنك استخدام ماسحات محيطية/مُشكّلة لتناسب أشكالًا محددة وتدعم خصائص فريدة.
أكثر الأنماط شيوعًا هما قالب الماسحة ذو القطعة الواحدة ذو الظهر المربع وحامل الماسحة ذو الشفرات. تُستخدم قوالب الماسحة ذات الظهر المربع (انظر الشكل 3) للمنتجات ذات الجدران الرقيقة، والانحناءات الضيقة على شكل حرف D (عادةً 1.25D أو أقل)، وصناعة الطيران، والتطبيقات ذات الجمالية العالية، وإنتاج الدفعات الصغيرة والمتوسطة.
بالنسبة للمنحنيات الأقل من ثنائية الأبعاد، يمكنك البدء بقالب مسح ذي ظهر مربع، مما يُبسط العملية. على سبيل المثال، يمكنك البدء بمكشطة منحنية ثنائية الأبعاد ذات ظهر مربع ومعامل جدار 150. بدلاً من ذلك، يمكنك استخدام حامل مكشطة مزود بشفرة للتطبيقات الأقل حدة، مثل المنحنيات ثنائية الأبعاد ذات معامل جدار 25.
توفر ألواح المسح الخلفية المربعة أقصى دعم لنصف القطر الداخلي. ويمكن قصها بعد تآكل طرفها، ولكن سيتعين عليك ضبط الماكينة لاستيعاب قالب المسح الأقصر بعد القص.
يُعدّ نوع آخر شائع من حوامل شفرات الكاشطة أرخص وأكثر فعالية من حيث التكلفة عند ثني الأنابيب (انظر الشكل 4). يمكن استخدامها لثني الأنابيب ذات الانحناءات المتوسطة إلى الضيقة، وكذلك لثني الأنابيب المختلفة ذات القطر الخارجي نفسه وقطر الانحناء نفسه. بمجرد ملاحظة تآكل طرف الشفرة، يمكنك استبدالها. عند القيام بذلك، ستلاحظ أن الطرف يُضبط تلقائيًا على نفس موضع الشفرة السابقة، مما يعني أنك لست بحاجة إلى تعديل تركيب ذراع المسح. مع ذلك، لاحظ أن شكل وموقع مفتاح الشفرة على حامل مصفوفة التنظيف مختلفان، لذا عليك التأكد من تطابق تصميم الشفرة مع تصميم حامل الفرشاة.
تُقلل حوامل الماسحات المزودة بحشوات من وقت التثبيت، ولكنها غير مُوصى بها للأقطار الصغيرة. كما أنها لا تعمل مع الأنابيب أو المقاطع المستطيلة أو المربعة. يُمكن إنتاج كل من أمشاط الماسحات ذات الظهر المربع وأذرع الماسحات المزودة بحشوات في مكان قريب. صُممت قوالب الماسحات غير التلامسية لتقليل هدر الأنابيب، مما يسمح بأطوال عمل أقصر عن طريق تمديد الملحق خلف الماسحة، والسماح بوضع ظرف التثبيت (كتلة توجيه الأنبوب) بالقرب من قالب الثني (انظر الشكل 5).
الهدف هو تقليل طول الأنابيب المطلوبة، وبالتالي توفير المواد اللازمة للتطبيق الصحيح. ورغم أن هذه المساحات التي تعمل بدون لمس تقلل من الهدر، إلا أنها توفر دعماً أقل من المساحات الخلفية المربعة القياسية أو حوامل المساحات القياسية المزودة بفرش.
تأكد من استخدام أفضل مادة ممكنة لقالب الكشط. يُنصح باستخدام برونز الألومنيوم عند ثني المواد الصلبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم وسبائك إنكونيل. أما عند ثني المواد اللينة مثل الفولاذ الطري والنحاس والألومنيوم، فاستخدم مكشطة من الفولاذ أو فولاذ الكروم (انظر الشكل 6).
الشكل 2: بشكل عام، لا تتطلب التطبيقات الأقل قوة شريحة تنظيف. لقراءة هذا الجدول، انظر إلى المفاتيح أعلاه.
عند استخدام مقبض سكين مع نصل، عادة ما يكون المقبض مصنوعًا من الفولاذ، ولكن في بعض الحالات قد يكون من الضروري أن يكون كل من المقبض والطرف مصنوعين من البرونز الألومنيوم.
سواءً استخدمتَ مشطًا أو حامل فرشاة بشفرات، ستستخدم نفس إعداد الجهاز. أثناء تثبيت الأنبوب بإحكام، ضع المكشطة فوق انحناء الأنبوب وخلفه. سيثبت طرف الممسحة في مكانه بالضغط على الجزء الخلفي من مجموعة الممسحات بمطرقة مطاطية.
إذا تعذر استخدام هذه الطريقة، فاستخدم عينيك ومسطرة لتثبيت مصفوفة المساحات أو حامل شفرة المساحات. توخَّ الحذر واستخدم إصبعك أو عينيك للتأكد من استقامة الطرف. تأكد من عدم بروز الطرف للأمام أكثر من اللازم. يجب أن يكون الانتقال سلسًا عند مرور الأنبوب بطرف مصفوفة المساحات. كرر العملية حسب الحاجة للحصول على انحناء جيد.
زاوية الميل هي زاوية الممسحة بالنسبة للسطح. تستخدم بعض التطبيقات الاحترافية في مجال الطيران والفضاء وغيرها من المجالات ماسحات مصممة بزاوية ميل قليلة أو معدومة. ولكن في معظم التطبيقات، تُضبط زاوية الميل عادةً بين 1 و2 درجة، كما هو موضح في الشكل 1، لتوفير خلوص كافٍ لتقليل الاحتكاك. ستحتاج إلى تحديد الميل بدقة أثناء الإعداد والاختبار، مع العلم أنه يمكنك أحيانًا ضبطه في أول دورة.
باستخدام مصفوفة مسح قياسية، ضع طرف الممسحة خلف المماس قليلاً. يتيح ذلك للمشغل تحريك طرف المنظف للأمام عند تآكله. مع ذلك، تجنب تركيب طرف مصفوفة المسحة بشكل مماس أو متجاوزاً له؛ لأن ذلك سيؤدي إلى تلف طرف مصفوفة المنظف.
عند ثني المواد اللينة، يمكنك استخدام العدد الذي تحتاجه من أدوات الكشط. أما عند ثني مواد صلبة كالفولاذ المقاوم للصدأ أو التيتانيوم، فحاول تقليل ميل قالب الكشط قدر الإمكان. استخدم مادة أكثر صلابة لجعل أداة الكشط مستقيمة قدر الإمكان، فهذا يُساعد على إزالة التجاعيد في المنحنيات والأجزاء المستقيمة بعدها. يجب أن يتضمن هذا الإعداد أيضًا مغزلًا محكم التثبيت.
للحصول على أفضل جودة للثني، يُنصح باستخدام قالب ثني ومكشطة لدعم الجزء الداخلي من الثنية والتحكم في عدم استدارتها. إذا كان تطبيقك يتطلب مكشطة وقالب ثني، فاستخدمهما معًا ولن تندم على ذلك.
بالعودة إلى المعضلة السابقة، حاول الفوز بالعقد التالي لأنابيب ذات جدران أرق وكثافة أعلى. بعد تركيب قالب المسح، خرجت الأنبوبة من الآلة بسلاسة تامة دون أي تجاعيد. هذا يُمثل الجودة التي تطمح إليها الصناعة، والجودة هي ما تستحقه.
مجلة فابريكيتور هي المجلة الرائدة في أمريكا الشمالية في مجال تصنيع وتشكيل الصلب. تنشر المجلة أخبارًا ومقالات تقنية وقصص نجاح تمكّن المصنّعين من أداء عملهم بكفاءة أكبر. تعمل فابريكيتور في هذا المجال منذ عام 1970.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة "ذا فابريكيتور"، سهولة الوصول إلى موارد صناعية قيّمة.
أصبح الإصدار الرقمي من مجلة الأنابيب والأنابيب متاحًا بالكامل الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيّمة.
احصل على وصول رقمي كامل إلى مجلة STAMPING Journal، التي تعرض أحدث التقنيات وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الرقمي الكامل إلى The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد صناعية قيّمة.