الدليل الشامل لعملية القص

فيديو

مقدمة

تعتبر عملية القص عملية أساسية في مجال تصنيع وتصنيع المعادن، وهي ضرورية للقطع الدقيق للمواد المختلفة، وخاصة الصفائح المعدنية.إنها تنطوي على إزالة المواد على طول خط معين عن طريق تعريضها لقوى القص، مما يؤدي إلى قطع نظيف ودقيق.

يعتمد القص في جوهره على تطبيق القوة لإحداث تشوه بلاستيكي في المادة، وفصلها بشكل فعال على طول مسار محدد مسبقًا.يتم تنفيذ هذه العملية عادة باستخدام آلات متخصصة تسمى المقصات، والتي تتميز بشفرات حادة مرتبة بطريقة تسهل عملية القطع الفعالة.

تشمل المكونات الرئيسية لعملية القص قطعة العمل، وهي المادة التي يتم قطعها، وشفرات القص، التي تنفذ عملية القطع.يتم وضع المادة بين الشفرات، ومع تطبيق القوة، تمارس الشفرات ضغطًا كافيًا للحث على التشوه والانفصال على طول خط القطع.

تؤثر عوامل مختلفة على فعالية عملية القص، بما في ذلك خصائص المواد مثل السُمك والصلابة والليونة، بالإضافة إلى حدة الشفرة والخلوص والمحاذاة.يعد التحكم السليم في هذه المعلمات أمرًا ضروريًا لتحقيق قطع دقيق بأقل قدر من التشوه أو العيوب.

لقد تضاءل استخدام المقصات في إنتاج الصفائح المعدنية من خلال استخدام أدوات القطع في التثقيب باستخدام الحاسب الآلي واستخدام تقنية الهز لفصل الأجزاء عن الهيكل العظمي للصفائح.تُستخدم المقصات بشكل أساسي لقص المستطيلات أو الشرائط للختم وقوالب الضغط CNC.

في تلك الحالات التي يتم فيها استخدام القص لتحقيق الأبعاد النهائية، فإن سمك المادة والبعد XY للجزء يحدد درجة الدقة الممكنة اقتصاديًا.تتطلب المواد السميكة وأبعاد XY الأكبر تفاوتات أكثر سخاءً.

في النطاق الواسع لإنتاج الصفائح المعدنية، تختلف سماكة المادة من 0.005 بوصة (0.13 ملم) إلى 0.25 بوصة (6.35 ملم) في المواد الحديدية وغير الحديدية. معدات القص يختلف، وفقًا لذلك، من 1⁄4 بوصة (6.0 مم) × 12 قدمًا (3.5 م) طول السرير إلى مقصات صغيرة تعمل يدويًا بسعة 0.030 بوصة (0.8 مم) وشفرة 12 بوصة (300 مم) طول.

في البعد XY، يتم استخدام تفاوت قدره ±0.060 بوصة (1.52 مم) للمواد السميكة و±0.010 بوصة (0.26 مم) للمواد الرقيقة.يُنصح باستشارة مورد تشكيل المعادن الخاص بك لمعرفة إمكانيات المعدات المتاحة.

طبيعة قطع الحواف

عندما يتم قطع الصفائح المعدنية، سواء عن طريق اللكمات والقوالب، أو القص أو الشقوق، فإن خصائص الحواف المقطوعة تكون متشابهة (الشكل 1).

تتم عملية القطع على ثلاث مراحل عندما تتحرك حافة القطع عبر المادة: التشوه البلاستيكي الأولي، والاختراق، والكسر.أثناء التشوه البلاستيكي الأولي، يتم تشكيل 'نصف قطر الحافة' أو 'التدحرج'.أثناء الاختراق، يتم إنشاء 'شريط القطع' أو 'الصقل'.وأثناء الكسر، يتم تطوير 'الكسر' أو 'الانفصال' والنتوء.

عادةً ما تتم صيانة المقصات وأجهزة القطع المعدنية الأخرى وتعديلها لتوفير جودة قطع مقبولة مع نتوءات اسمية وللحد من تآكل الأدوات والمعدات.وينتج عن ذلك قطع يحدث فيه الاختراق إلى عمق حوالي 1/3 من سمك المادة ويحدث الكسر من خلال المادة المتبقية.يؤدي الضبط الصحيح إلى ظهور نتوء نادرًا ما يتجاوز 10% من سمك المادة.

خصائص المعدات

يتم استخدام مجموعة واسعة من معدات قص الطاقة.تشتمل عناصر الماكينة الرئيسية الشائعة في معظم المقصات على مجموعة الإطار، والسرير، والطاولة، والمكبس، وأجهزة التثبيت، والمقاييس، وآلية التنشيط والشفرات (الشكل 2).تعمل أجهزة التثبيت، المرتبة على طول السرير بالقرب من الشفرة، على تشغيل المخزون وتثبيته بقوة في موضع القص.

تعمل المقاييس الخلفية على وضع المخزون تحت الشفرة المتحركة في بُعد محدد مسبقًا.وقد تتراوح من التوقفات الميكانيكية البسيطة والإيجابية إلى سلسلة من المجسات (مفاتيح القرب) التي تستشعر المخزون وتنشط الآلة عندما يتم الاتصال بأكثر من واحد في وقت واحد.اعتمادًا على النوع والتعقيد، يمكن ضبط المقاييس الخلفية يدويًا أو مبرمجة.

غالبًا ما تُستخدم المقاييس الأمامية لتحديد موضع المخزون، خاصة عندما يتعلق الأمر بقطع العمل الكبيرة.يمكن أن تكون إما ميكانيكية أو قابلة للبرمجة.

يتم تثبيت المقاييس الجانبية، والمعروفة أيضًا باسم 'الأذرع التربيعية'، بشكل عمودي على الشفرة على الجانب الأيسر أو الأيمن من السرير، وتساعد في توجيه المخزون وتربيعه إلى الشفرة.

عملية

بغض النظر عن البناء أو الحجم أو السرعة، تعمل جميع المقصات الكهربائية بشكل مماثل.يتم تقديم ورقة المخزون على الطاولة حتى يتم الاتصال بالمقاييس الخلفية ويكون خط القطع أسفل الشفرة (الشكل 3).عندما يتم تنشيط الآلة، تقوم أجهزة التثبيت بتثبيت المخزون وتقطع الشفرة المتحركة ذات الزاوية تدريجيًا عبر الورقة في عمل يشبه المقصلة.

اعتمادًا على التطبيق، يمكن تغذية المقصات الكهربائية من الأمام أو الخلف.يمكن أن تقلل التغذية الخلفية من معالجة المخزون للتقطيعات اللاحقة، ولكنها تتطلب مشغلًا إضافيًا.

الحفاظ على الجودة

يتم إجراء فحوصات الجودة المهمة أثناء عملية القص.تشمل عوامل مراقبة الجودة التسطيح الأولي للمخزون والسطح العام وحالة الحافة.تعد العيوب السطحية وعلامات الانزلاق شائعة في منتجات الملفات والألواح وتكون مقبولة بشكل عام لدى الشركة المصنعة ما لم تتسبب هذه العلامات في رفض مستحضرات التجميل للمنتج النهائي.يمكن أيضًا تحديد التصفيح والشوائب السطحية والعيوب الخطيرة الأخرى في المادة والتي تكون سببًا للرفض.

متطلبات التصميم

بالنسبة للإنتاج الاقتصادي، يدرك المصمم ذو المعرفة العديد من الجوانب التي تؤثر على التكاليف والجودة أثناء القص وفي العمليات اللاحقة.فيما يلي العديد من اعتبارات تصميم المنتج.

● استخدام المواد: يقوم موردو المواد عمومًا بتوفير مخزون من الألواح بأحجام قياسية - بعرض 30 و36 و48 و60 بوصة.يمكن تحقيق وفورات كبيرة من الاستخدام الفعال لهذه الأحجام القياسية عن طريق تجنب رسوم الحز الإضافي أو إعداد المطحنة. قد تسمح التشاور المبكر مع صانع المعادن بتعديل أبعاد الحواف غير المرئية على المنتج لتحقيق تخطيط إجمالي للجزء أصغر إلى حد ما من الصفائح القياسية مقاس.وهذا يمكن تجنب التكاليف الإضافية وتقليل النفايات.

●اتجاه الحبوب: لا يعد اتجاه الحبوب في المخزون المدرفلة المسطحة (طوليًا في الملف) من الاعتبارات المهمة دائمًا.ومع ذلك، في بعض العمليات مثل التشكيل والثني، يمكن أن يكون اتجاه الحبوب مهمًا. بالنسبة للأجزاء الكبيرة جدًا التي شكلت حواف أو ميزات، يجب على المصمم استشارة مورد مؤهل قبل تحديد اتجاه الحبوب ونصف قطر الانحناء لتحديد ما إذا كانت هناك قيود على حجم المادة سيسمح للميزات المشكلة أن تكون عبر الحبوب.يتم استكشاف هذا الموضوع بمزيد من التفصيل في الفصول الخاصة بتشكيل الفرامل وإنتاج الختم.

●خصائص العملية: تعتبر نتوءات وعلامات الضغط والالتواء (الشكل 4) من خصائص عملية القص.

1. توجد نتوءات بعد القص (كما هو الحال في أي عملية قطع معدنية) ويتم التحكم فيها عادة ضمن الحدود المقبولة من خلال ممارسات القص المناسبة.

2. علامات الضغط، التي تظهر على شكل فجوات طفيفة على طول جانب واحد من الحافة المقطوعة لقطعة العمل، تنتج أحيانًا عن عملية التثبيت للضغط.ونادرا ما تشكل هذه العلامات مشكلة.قد يتم استيعابها غالبًا كجزء من فلنجة غير مرئية في المنتج النهائي، أو قد يتم التخلص منها بالكامل أثناء التشذيب في عمليات لاحقة.

في التطبيقات الحرجة، يمكن استخدام الأغطية الموجودة على عمليات الضغط لحماية المخزون.يتم أحيانًا استخدام المواد ذات الطبقات الواقية القابلة للإزالة للمساعدة في تقليل علامات الضغط والخدوش المتأصلة في عملية القص.وستضيف هذه البدائل تكلفة إضافية كبيرة.

3. يحدث الالتواء، وهو انحناء حلزوني للمادة عند قص الشرائط الضيقة.وينجم ذلك عن عمل المقص للقص ويتأثر بالعلاقة بين العرض المقصوص وسمك الشريط وطبيعته.

نادرًا ما يكون الالتواء أحد الاعتبارات المهمة إلا عند قص الشرائط الضيقة.عندما تتطلب المهمة شرائح ضيقة جدًا، يمكن في كثير من الأحيان استبدال مادة الملف ذات الشقوق الأسطوانية (إذا كانت الكمية كافية) أو مخزون القضبان.