أساسيات الانحناء: كيف يتشكل نصف قطر الانحناء الداخلي

تعتمد كيفية تشكيل نصف القطر على طريقة الانحناء المستخدمة

الشكل 1: في عملية السك، يخترق الأنف المثقب المحور المحايد لسمك المادة.

نصف قطر الثقب يساوي نصف قطر الانحناء الداخلي الناتج في الجزء.

(سمك المعدن مبالغ فيه لأغراض التوضيح.)

بدلات الانحناء، والنكسات الخارجية، وخصومات الانحناء - إذا تمكنت من حساب كل ذلك بدقة، فلديك فرصة أفضل بكثير لثني جزء جيد من المحاولة الأولى.ولكن لتحقيق ذلك، عليك التأكد من أن كل عامل في المعادلة هو ما ينبغي أن يكون، وهذا يشمل نصف قطر الانحناء الداخلي.

كيف يتم تحقيق نصف قطر الانحناء الداخلي بالضبط؟لكشف هذا، يجب علينا أولاً أن ننظر إلى الطرق المختلفة لثني مكابح الضغط: تشكيل الهواء، وثني القاع، والسك.

سك

لاحظ أن هناك ثلاث طرق للثني، وليس طريقتين.غالبًا ما يتم الخلط بين الانحناء السفلي والعملة المعدنية لنفس العملية، لكن الأمر ليس كذلك.على عكس القاع، فإن عملية الصقل تخترق المادة وتخففها.

إن سك العملة هو أقدم طريقة، ولم تعد تُمارس في معظم الأحيان بسبب الكميات الكبيرة التي تتطلبها.تعمل عملية القطع على دفع الأنف المثقب إلى داخل المادة، مما يخترق المحور المحايد (انظر الشكل 1).من الناحية الفنية، يمكن صياغة أي نصف قطر، ولكن تم استخدام العملة التقليدية لإنشاء انحناء حاد للغاية.

لا تتطلب هذه الطريقة حمولات زائدة فحسب، بل إنها تدمر أيضًا سلامة المادة.تعمل عملية القطع على إجبار ملف تعريف الأداة بالكامل على أن يكون أقل من سُمك المادة، وتخفيف المادة عند نقطة الانحناء.يتطلب الأمر مجموعات أدوات خاصة ومخصصة لكل زاوية انحناء وانحناء.ينتج الأنف المثقب نصف القطر الداخلي، والذي يستخدم لتحديد خصم الانحناء.

الانحناء السفلي

يؤدي الانحناء السفلي إلى إجبار المادة حول الأنف المثقب.يستخدم زوايا ثقب مختلفة مع قالب V (انظر الشكل 2).في عملية سك العملة، يتم ختم وجه المثقاب بالكامل في قطعة العمل.في الانحناء السفلي، يتم فقط 'ختم' نصف قطر الأنف المثقب في المادة.

في تشكيل الهواء (الموصوف بشكل أكثر تفصيلاً لاحقًا)، ينزل الكبش لإنتاج زاوية الانحناء المطلوبة بالإضافة إلى كمية صغيرة لحساب الارتداد الخلفي.بعد ذلك، يتم إخراج المثقاب من القالب، وتعود المادة إلى الزاوية المطلوبة.مثل تشكيل الهواء، يتطلب الانحناء السفلي أن ينزل الكبش إلى نقطة تنتج زاوية الانحناء بالإضافة إلى كمية صغيرة.ولكن على عكس تشكيل الهواء، يستمر المكبس بعد هذه النقطة ويهبط أبعد في مساحة القالب، مما يجبر قطعة العمل على العودة إلى الزاوية المحددة للانحناء.(كملاحظة جانبية، فإن القوالب الخاصة مثل Rolla-Vs وأدوات اليوريثان تجبر أيضًا نصف قطر الأنف المثقب على المادة.)

في المتوسط، يصل الانحناء إلى 90 درجة عند نقطة في مساحة القالب والتي تمثل حوالي 20 بالمائة من سمك المادة، كما تم قياسها من أسفل القالب V.على سبيل المثال، سوف يصل الفولاذ المدلفن على البارد بسمك 0.062 بوصة إلى الأسفل بمجرد أن يكون مقدمة الثقب من 0.074 إلى 0.078 بوصة من أسفل القالب V.

كما هو الحال في العملات المعدنية، يحدد نصف قطر الأنف المثقب نصف القطر الداخلي للمادة، والذي سيتم استخدامه لتحديد خصم الانحناء.ولكن على عكس القطع المعدنية، يمكن استخدام القاع لإنتاج نصف قطر انحناء داخلي يصل إلى ثلاثة أضعاف سمك المادة أو أكثر.

تشكيل الهواء

حتى الآن يبدو كل شيء واضحًا جدًا.مع القطع والانحناء السفلي، يحدد نصف قطر الأنف المثقب قيمة نصف قطر الانحناء الداخلي ليتم إدراجها في الصيغ لخصم الانحناء.لكن تشكيل الهواء يضيف بعض التعقيد، لأن طريقة الثني تنتج نصف قطر انحناء داخلي للجزء بطريقة مختلفة تمامًا (انظر الشكل 3).

الشكل 2: في هذا الإعداد للثني السفلي، يوجد خلوص زاوي بين المثقب والقالب.

ينزل المثقاب (يسارًا) حتى تلتف المادة حول أنف المثقاب (الوسط)، وبعد ذلك

يستمر المكبس في تطبيق الضغط الهبوطي، مما يجبر المادة على الوصول إلى زاوية الانحناء المطلوبة (يمين).

في تشكيل الهواء، يتم إنتاج نصف القطر كنسبة مئوية من فتحة القالب بغض النظر عن نمط القالب، سواء كان على شكل V أو قناة أو حاد.تحدد فتحة القالب نصف قطر الانحناء الداخلي للجزء.لتحديد نصف القطر الداخلي الذي تم تطويره عبر فتحة قالب معينة ولأنواع مختلفة من المواد وسمكها، استخدم الفنيون ما يعرف بقاعدة 20 بالمائة.ينص هذا على أنه لإنتاج نصف القطر المطلوب، أو للعثور على نصف القطر الداخلي الناتج، يجب أن يكون سمك المادة نسبة مئوية معينة من عرض فتحة القالب.

نعم، مع وجود العديد من السبائك اليوم، بما في ذلك المعادن الجديدة والمعاد تدويرها، فمن المستحيل تحديد نسبة مضاعف قياسية بدقة كاملة.ومع ذلك، فإن القاعدة تمنحك نقطة انطلاق جيدة.

النسب المئوية لقاعدة الـ 20 بالمائة هي كما يلي:

304 الفولاذ المقاوم للصدأ: 20-22 بالمائة من فتحة القالب

AISI 1060 فولاذ ملفوف على البارد، شد 60.000 رطل لكل بوصة مربعة: 15-17 بالمائة من فتحة القالب

سلسلة H من الألومنيوم الناعم: 13-15 بالمائة من فتحة القالب

المخللات والمزيتة المدرفلة على الساخن (HRPO): 14-16 بالمائة من فتحة القالب

عند العمل بهذه النسب، ابدأ بالوسيط حتى تجد القيمة التي تتوافق بشكل أفضل مع خصائص المواد التي تتلقاها من مورد المعادن الخاص بك.اضرب الفتحة بالنسبة المئوية للحصول على نصف القطر الداخلي المطور للجزء.ستكون النتيجة النهائية هي قيمة نصف القطر الداخلي التي تحتاج إلى استخدامها عند حساب خصم الانحناء.

إذا كان لديك 0.472 بوصة.عند فتح القالب، وأنت تقوم بثني الفولاذ المدلفن على البارد بوزن 60.000 رطل لكل بوصة مربعة، ابدأ بمتوسط ​​النسبة المئوية، 16 بالمائة من فتحة القالب: 0.472 × 0.16 = 0.0755.لذا في هذه الحالة، 0.472 بوصة.سوف يمنحك فتح القالب 0.0755 بوصة.تطفو داخل نصف قطر الانحناء من الجزء.

عندما يتغير فتح القالب، يتغير أيضًا نصف القطر الداخلي.إذا كانت فتحة القالب 0.551 بوصة (0.551 × 0.16)، يتغير نصف قطر الانحناء الداخلي إلى 0.088؛إذا كانت فتحة القالب 0.972 بوصة (0.972 × 0.16)، يتغير نصف قطر الانحناء الداخلي إلى 0.155.

إذا كنت تستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 304، فاضرب قيمة النسبة المئوية المتوسطة - 21 بالمائة - في فتحة القالب.لذلك، نفس 0.472 بوصة.يمنحك فتح القالب الآن نصف قطر داخلي مختلف كثيرًا: 0.472 × 0.21 = 0.099 بوصة. كما كان من قبل، عندما تقوم بتغيير فتحة القالب، فإنك تغير نصف قطر الانحناء الداخلي.0.551 بوصة.يتم حساب فتحة القالب (0.551 × 0.21) إلى 0.115 بوصة.نصف القطر الداخلي؛0.972 بوصة.يمنحك فتح القالب (0.972 × 0.21) 0.204 بوصة.داخل دائرة نصف قطرها الانحناء.

إذا قمت بتغيير المادة، يمكنك تغيير النسبة.إذا كنت تعمل باستخدام مادة غير مدرجة هنا، فيمكنك البحث عن المادة على الإنترنت ومقارنة قوة الشد بالقيمة الأساسية البالغة 60000 رطل لكل بوصة مربعة للفولاذ المدلفن على البارد من نوع AISI 1060.إذا كانت قيمة الشد هي 120.000 رطل لكل بوصة مربعة، فإن قيمة النسبة المئوية المقدرة ستكون ضعف قيمة الفولاذ المدلفن على البارد، أو 30 إلى 32 بالمائة.

الانحناءات الحادة في تشكيل الهواء

على عكس ما هو الحال في القاع أو القطع، هناك حد أدنى لنصف القطر يمكن إنتاجه بتشكيل الهواء.من الأفضل ضبط هذه القيمة على 63 بالمائة من سمك المادة.وتتحرك هذه القيمة لأعلى أو لأسفل بناءً على قوة شد المادة، ولكن 63 بالمائة هي قيمة عمل عملية.

تُعرف نقطة نصف القطر الدنيا هذه بالانحناء الحاد (انظر الشكل 4).يمكن القول إن فهم تأثيرات الانحناءات الحادة هو أحد أهم الأشياء التي يحتاج المهندس ومشغل مكابح الضغط إلى معرفتها.لا تحتاج فقط إلى فهم ما يحدث فعليًا عندما يكون الانحناء حادًا، ولكنك تحتاج أيضًا إلى معرفة كيفية دمج هذه المعلومات في حساباتك.

الشكل 3: في عملية تشكيل الهواء، لا يتصل نصف قطر الانحناء الخارجي للجزء بسطح القالب.

يتم إنتاج نصف القطر كنسبة مئوية من فتحة القالب، بغض النظر عن نمط القالب.

إذا كنت تعمل بمادة يبلغ سمكها 0.100 بوصة، فاضرب ذلك في 0.63 لتحصل على الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء الداخلي وهو 0.063 بوصة. بالنسبة لهذه المادة، هذا هو الحد الأدنى لنصف القطر الداخلي القابل للإنتاج مع تشكيل الهواء.هذا يعني أنه حتى لو كنت تقوم بتكوين الهواء باستخدام نصف قطر أنف مثقوب أقل من 63 بالمائة من سمك المادة، فإن نصف القطر الداخلي للجزء سيظل 63 بالمائة من سمك المادة، أو 0.063 بوصة. لذلك، لا تستخدم أي شيء داخل نصف القطر أقل من قيمة 63 بالمائة في حساباتك.

لنفترض أنك تقوم بتكوين الهواء باستخدام مادة بسمك 0.250 بوصة وتستخدم لكمة يبلغ نصف قطر أنفها 0.063 بوصة، وهي قيمة أقل بكثير من 63 بالمائة من 0.250 بوصة.سمك المادة.بغض النظر عما هو مطلوب في الطباعة، فإن هذا الإعداد سينتج نصف قطر انحناء داخلي في الجزء أكبر بكثير من نصف قطر الأنف المثقب.في هذه الحالة، الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء الداخلي القابل للإنتاج هو 63 بالمائة من 0.250 بوصة.سمك المادة 0.1575 بوصة

كمثال آخر، لنفترض أنك تعمل مع مادة بسمك 0.125 بوصة.ولهذا السبب، فإن الانحناء 'يتحول إلى حد حاد' في دائرة نصف قطرها 0.078 بوصة. لماذا؟لأن 0.125 مضروبًا في 63 بالمائة يعطيك 0.078.وهذا يعني أن أي نصف قطر أنف مثقوب أقل من 0.078 بوصة - سواء كان 0.062 أو 0.032 أو 0.015 بوصة - سوف ينتج نصف قطر انحناء داخلي قدره 0.078 بوصة.

الانحناءات الحادة هي وظيفة سمك المادة، وليس نصف قطر الأنف المثقب.إن الأنف المثقب الذي يبلغ قطره 0.125 بوصة ليس حادًا عند اللمس، ولكنه حاد عند لمس مادة يبلغ سمكها 0.250 بوصة.ويجب معالجة هذه المشكلة في حساباتك إذا كنت تتوقع أن يكون خصم الانحناء، وبالتالي الجزء الأول، صحيحًا.

خطة العمل

في حالة القاع أو القطع، استخدم نصف قطر الأنف المثقب باعتباره نصف قطر الانحناء الداخلي في حسابات خصم الانحناء.ولكن إذا كنت تقوم بتكوين الهواء، فسيتم إنتاج نصف قطر الانحناء الداخلي كنسبة مئوية من فتحة القالب.وإذا كنت تصمم لشكل هوائي وتتطلب الطباعة انحناءًا حادًا، فسيلزم تغيير ذلك أيضًا إلى قيمة نصف قطر الانحناء الداخلي والتي تبلغ 63 بالمائة من سمك المادة.

إذا كنت تعمل في مجال الهندسة، فحاول الحصول على قائمة بجميع الأدوات المتوفرة في متجرك.تحدث مع المشغلين واكتشف الطرق التي يستخدمونها مع أنواع المواد، وقم بتصميم الأجزاء المستقبلية الخاصة بك وفقًا لهذه المعلمات.

بمجرد حساب اقتطاعات الانحناء وإنتاج الأجزاء المسطحة، لاحظ تلك المعلومات الموجودة في غلاف المهمة أو مجلد العمل.تأكد من تضمين نوع الأداة وحجمها ونصف القطر الذي تريد أن يحققه المشغل بناءً على طريقة التشكيل.

إن تنفيذ كل هذا يتطلب موافقة عمال المصانع.إن إشراكهم في العملية ومطالبتهم بالمساهمة سيجعلهم أكثر استعدادًا لقبول أن الهندسة تخبرهم بالأدوات التي يجب استخدامها.لماذا؟لأنهم أخبروك بما يفعلونه، وهم يعلمون أنك تصمم أجزاءً بناءً على ذلك.من الناحية المثالية، سوف يتطابق كل هذا مع القيم المحسوبة في وحدة تحكم ضغط الفرامل ونظام CAD الخاص بك.

إذا كان نصف القطر قابلاً للتحقيق، وإذا تم حساب الجزء لهذا نصف القطر، وإذا استخدم المشغلون الأدوات التي تم تصميم المهمة من أجلها، فسوف ينتجون جزءًا مثاليًا من المحاولة الأولى.ثق بي.إنها تعمل.

مراجعة لصيغ الانحناء

بدل الانحناء (BA) = [(0.017453 × نصف القطر الداخلي) + (0.0078 × سمك المادة)] × زاوية الانحناء التكميلية

الشكل 4: عند تكوين الهواء، لا يمكنك تكوين نصف قطر انحناء داخلي أقل من 63 بالمائة من سمك المادة،

عند هذه النقطة يسمى النموذج الانحناء الحاد.إذا استخدمت نصف قطر لكمة أكثر حدة، فلن تؤدي إلا إلى إحداث خندق

في وسط الانحناء. سيظل نصف قطر الانحناء الداخلي الناتج للجزء عند 63 بالمائة من سمك المادة.

النكسة الخارجية (OSSB) = [الظل (درجة زاوية الانحناء / 2)] × (نصف قطر الانحناء الداخلي + سمك المادة)

خصم الانحناء (BD) = (الارتداد الخارجي × 2) – بدل الانحناء هناك طريقتان لحساب الفراغ المسطح.يعتمد الحساب المطلوب استخدامه على التطبيق والمعلومات المتاحة:

حساب المساحة الفارغة = البعد إلى القمة + البعد إلى القمة - خصم الانحناء

حساب المساحة الفارغة = بُعد المحطة الأولى + بُعد المحطة الثانية + بدل الانحناء