كيف يتشكل نصف قطر الانحناء الداخلي – تقنية الانحناء

ما هو نصف قطر الانحناء الداخلي

الداخل نصف قطر الانحناء يشير إلى الانحناء على السطح الداخلي لقطعة العمل المعدنية المنحنية، والذي يتم إنشاؤه عادةً أثناء عملية الانحناء على مكبس الثني أو آلة الانحناء. من المهم مراعاة هذا الشعاع في تصنيع الصفائح المعدنية لأنه يؤثر على الشكل العام وأبعاد الجزء المنحني.

يتم تحديد نصف قطر الانحناء الداخلي من خلال عوامل مثل زاوية الانحناء، وسمك المادة، وطريقة الانحناء (على سبيل المثال، التشكيل بالهواء، والانحناء السفلي، والسك)، ونوع القالب المستخدم. إنه معلمة بالغة الأهمية في حسابات الانحناء، حيث يؤثر على بدل الانحناء، وخصم الانحناء، والدقة الإجمالية للجزء النهائي.

في تشكيل الهواء، الداخل نصف قطر الانحناء عادةً ما تكون نسبة فتحة القالب، بينما في الانحناء السفلي والسك، تتأثر بنصف قطر أنف المثقب وخصائص المادة. يعد تحقيق نصف قطر الانحناء الداخلي المطلوب أمرًا ضروريًا لإنتاج أجزاء تلبي متطلبات الأبعاد والمواصفات الوظيفية.

كيف يتشكل نصف قطر الانحناء

كيف يتم تحقيق نصف قطر الانحناء الداخلي هذا بالضبط؟ لاكتشاف ذلك، يجب علينا أولاً إلقاء نظرة على الطرق المختلفة للثني على مكبس الثني: التشكيل بالهواء، والانحناء السفلي، والسك.

سك النقود

لاحظ أن هناك ثلاث طرق لثني المعادن، وليس طريقتين. غالبًا ما يتم الخلط بين ثني المعادن من الأسفل والسك على أنهما نفس العملية، لكنهما ليسا كذلك. على عكس ثني المعادن من الأسفل، فإن السك يخترق المادة بالفعل ويجعلها أرق.

إن عملية سك العملة هي الطريقة الأقدم، وفي أغلب الأحيان لم تعد تُمارس بسبب الأوزان الكبيرة التي تتطلبها. إن عملية سك العملة تجبر رأس المثقب على الدخول إلى المادة، فتخترق المحور المحايد (انظر الشكل 1). من الناحية الفنية، يمكن سك العملة بأي نصف قطر، ولكن تقليديًا كانت عملية سك العملة تُستخدم لإنشاء انحناء حاد للغاية.

لا تتطلب هذه الطريقة أطنانًا زائدة فحسب، بل إنها تدمر أيضًا سلامة المادة. تجبر عملية السك على جعل شكل الأداة بالكامل أقل من سمك المادة، وترقق المادة عند نقطة الانحناء. تتطلب مجموعات أدوات مخصصة لكل انحناء وزاوية انحناء. ينتج أنف المثقب نصف القطر الداخلي، والذي يستخدم لتحديد خصم الانحناء.

انحناء القاع

إن الانحناء السفلي يفرض قوى على المادة حول أنف المثقب. ويستخدم زوايا ثقب مختلفة إلى جانب قالب على شكل حرف V (انظر الشكل 2). وفي عملية سك العملة، يتم ختم الوجه الكامل للمثقب في قطعة العمل. وفي الانحناء السفلي، يتم "ختم" نصف قطر أنف المثقب فقط في المادة.

في التشكيل بالهواء (الذي سيتم وصفه بمزيد من التفصيل لاحقًا)، ينزل مكبس الثقب لإنتاج زاوية الانحناء المطلوبة بالإضافة إلى مقدار صغير لمراعاة الارتداد. ثم يتراجع المكبس للخارج من القالب، وتعود المادة إلى الزاوية المطلوبة. ومثل التشكيل بالهواء، يتطلب الانحناء السفلي أن ينزل المكبس إلى نقطة تنتج زاوية الانحناء بالإضافة إلى مقدار صغير. ولكن على عكس التشكيل بالهواء، يستمر المكبس بعد هذه النقطة وينزل إلى مسافة أبعد في مساحة القالب، مما يجبر قطعة العمل على العودة إلى زاوية الانحناء المحددة. (كملاحظة جانبية، تعمل القوالب الخاصة مثل Rolla-Vs وأدوات اليوريثين أيضًا على دفع نصف قطر أنف المكبس إلى داخل المادة.)

في المتوسط، يصل الانحناء إلى 90 درجة عند نقطة في حيز القالب تبلغ حوالي 20 بالمائة من سمك المادة، كما تم قياسه من أسفل القالب على شكل V. على سبيل المثال، سيصل الفولاذ المدلفن على البارد بسمك 0.062 بوصة إلى القاع بمجرد أن يكون أنف الثقب على بعد 0.074 إلى 0.078 بوصة من أسفل القالب على شكل V.

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

تشكيل الهواء

حتى الآن يبدو الأمر واضحًا ومباشرًا. باستخدام سك وثني القاع، يحدد نصف قطر مقدمة المثقب قيمة نصف قطر الانحناء الداخلي التي سيتم إدخالها في صيغ خصم الانحناء. لكن التشكيل بالهواء يضيف بعض التعقيد، لأن طريقة الانحناء تنتج نصف قطر انحناء داخلي للجزء بطريقة مختلفة تمامًا.

تنزل اللكمة (على اليسار) حتى تلتف المادة حول أنف اللكمة (في المنتصف)، وبعد ذلك يستمر الكبش في تطبيق الضغط للأسفل، مما يجبر المادة على زاوية الانحناء المطلوبة (على اليمين).

في التشكيل بالهواء، يتم إنتاج نصف القطر كنسبة مئوية من فتحة القالب بغض النظر عن نمط القالب، سواء كان على شكل حرف V أو قناة أو حاد. تحدد فتحة القالب نصف قطر الانحناء الداخلي للقطعة. لتحديد نصف القطر الداخلي المتطور على فتحة قالب معينة ولأنواع مختلفة من المواد وسمكها، استخدم الفنيون ما يسمى بقاعدة العشرين بالمائة. تنص هذه القاعدة على أنه لإنتاج نصف القطر المطلوب، أو لإيجاد نصف القطر الداخلي الناتج، يجب أن يكون سمك المادة نسبة مئوية معينة من عرض فتحة القالب.

نعم، مع العديد من السبائك اليوم، بما في ذلك المعادن الجديدة والمعاد تدويرها، من المستحيل تحديد مضاعف النسبة المئوية القياسي بدقة كاملة. ومع ذلك، فإن القاعدة تمنحك نقطة بداية جيدة.

نسب قاعدة الـ 20 بالمائة هي كما يلي:

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

فولاذ AISI 1060 المدلفن على البارد، قوة شد 60,000 رطل/بوصة مربعة: 15-17 بالمائة من فتحة القالب

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

المدرفل الساخن المخلل والمزيت (HRPO): 14-16 بالمائة من فتحة القالب

عند العمل بهذه النسب المئوية، ابدأ بالمتوسط حتى تجد القيمة التي تتطابق بشكل أفضل مع خصائص المواد التي تتلقاها من مورد المعدن الخاص بك. اضرب الفتحة في النسبة المئوية للحصول على نصف القطر الداخلي المتطور للقطعة. ستكون النتيجة النهائية هي قيمة نصف القطر الداخلي التي تحتاج إلى استخدامها عند حساب خصم الانحناء.

إذا كان لديك فتحة قالب مقاس 0.472 بوصة، وكنت تقوم بثني فولاذ مدرفل على البارد بضغط 60000 رطل/بوصة مربعة، فابدأ بالنسبة المئوية المتوسطة، 16 بالمائة من فتحة القالب: 0.472 × 0.16 = 0.0755. لذا في هذه الحالة، ستمنحك فتحة قالب مقاس 0.472 بوصة نصف قطر ثني داخلي عائم بمقدار 0.0755 بوصة على القطعة.

عندما يتغير فتحة القالب، يتغير نصف القطر الداخلي أيضًا. 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 تعمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ 304، فاضرب متوسط قيمته المئوية -21 بالمائة- في فتحة القالب. لذا، فإن فتحة القالب نفسها التي تبلغ 0.472 بوصة تعطيك الآن نصف قطر داخلي مختلف تمامًا: 0.472 × 0.21 = 0.099 بوصة. وكما كان من قبل، عند تغيير فتحة القالب، فإنك تغير نصف قطر الانحناء الداخلي. فتحة قالب 0.551 بوصة (0.551 × 0.21) تحسب نصف قطر داخلي 0.115 بوصة؛ فتحة قالب 0.972 بوصة (0.972 × 0.21) تعطيك نصف قطر انحناء داخلي 0.204 بوصة.

إذا قمت بتغيير المادة، فإنك تغير النسبة المئوية. إذا كنت تعمل بمادة غير مدرجة هنا، فيمكنك البحث عن المادة على الإنترنت ومقارنة قوى الشد بالقيمة الأساسية 60000 رطل/بوصة مربعة للصلب المدرفل على البارد AISI 1060. إذا كانت قيمة الشد 120000 رطل/بوصة مربعة، فإن القيمة المئوية المقدرة ستكون ضعف قيمة الصلب المدرفل على البارد، أو 30 إلى 32 بالمائة.

الانحناءات الحادة في تشكيل الهواء

على عكس عملية تشكيل القاع أو سك العملة، هناك حد أدنى لنصف القطر يمكن إنتاجه باستخدام عملية تشكيل الهواء. من الأفضل ضبط هذه القيمة عند 63 بالمائة من سمك المادة. تتحرك هذه القيمة لأعلى أو لأسفل بناءً على قوة الشد للمادة، ولكن 63 بالمائة هي قيمة عمل عملية.

تُعرف هذه النقطة ذات نصف القطر الأدنى بالانحناء الحاد (انظر الشكل 4). إن فهم تأثيرات الانحناءات الحادة هو بلا شك أحد أهم الأشياء التي يحتاج المهندس ومشغل مكبس الثني إلى معرفتها. لا تحتاج فقط إلى فهم ما يحدث فعليًا عندما يكون الانحناء حادًا، بل تحتاج أيضًا إلى معرفة كيفية دمج هذه المعلومات في حساباتك.

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

إذا كنت تعمل بسمك مادة يبلغ 0.100 بوصة، فاضرب هذا الرقم في 0.63 للحصول على نصف قطر انحناء داخلي أدنى يبلغ 0.063 بوصة. بالنسبة لهذه المادة، هذا هو نصف القطر الداخلي الأدنى الذي يمكن إنتاجه باستخدام التشكيل بالهواء. وهذا يعني أنه حتى إذا كنت تقوم بالتشكيل بالهواء بنصف قطر أنف المثقب الذي يقل عن 63 بالمائة من سمك المادة، فإن نصف القطر الداخلي للجزء سيظل 63 بالمائة من سمك مادته، أو 0.063 بوصة. لذلك، لا تستخدم أي نصف قطر داخلي أقل من قيمة 63 بالمائة في حساباتك.

لنفترض أنك تقوم بتشكيل الهواء باستخدام مادة بسمك 0.250 بوصة وتستخدم مثقابًا بنصف قطر أنف يبلغ 0.063 بوصة - وهي قيمة أقل بكثير من 63 بالمائة من سمك المادة 0.250 بوصة. بغض النظر عما يسمى في الطباعة، فإن هذا الإعداد سينتج نصف قطر انحناء داخلي في الجزء أكبر بكثير من نصف قطر أنف المثقب. في هذه الحالة، يكون الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء الداخلي القابل للإنتاج 63 بالمائة من سمك المادة 0.250 بوصة، أو 0.1575 بوصة.

كمثال آخر، لنفترض أنك تعمل بمادة سمكها 0.125 بوصة. ولهذا، فإن الانحناء "يتحول إلى حاد" عند نصف قطر 0.078 بوصة. لماذا؟ لأن 0.125 مضروبًا في 63 بالمائة يعطيك 0.078. وهذا يعني أن أي نصف قطر لقمة المثقب أقل من 0.078 بوصة - سواء كان 0.062 أو 0.032 أو 0.015 بوصة - سينتج نصف قطر انحناء داخلي يبلغ 0.078 بوصة.

الانحناءات الحادة هي دالة على سمك المادة، وليس نصف قطر أنف اللكمة. أنف اللكمة بنصف قطر 0.125 بوصة ليس حادًا عند اللمس، لكنه حاد عند لمس مادة بسمك 0.250 بوصة. ويجب معالجة هذه المشكلة في حساباتك إذا كنت تتوقع أن يكون خصم الانحناء، وبالتالي الجزء الأول، صحيحًا.

خطة عمل

في عملية تشكيل القاع أو سك العملة، استخدم نصف قطر أنف المثقب كنصف قطر انحناء داخلي في حسابات خصم الانحناء. ولكن إذا كنت تستخدم التشكيل الهوائي، فإن نصف قطر الانحناء الداخلي يتم إنتاجه كنسبة مئوية من فتحة القالب. وإذا كنت تقوم بالتصميم لقالب هوائي وتتطلب الطباعة انحناءً حادًا، فسوف تحتاج أيضًا إلى تغيير ذلك إلى قيمة نصف قطر انحناء داخلي تبلغ 63 بالمائة من سمك المادة.

إذا كنت تعمل في مجال الهندسة، فحاول الحصول على قائمة بكل الأدوات المتوفرة في متجرك. تحدث مع المشغلين واكتشف الأساليب التي يستخدمونها مع أنواع المواد المختلفة، وصمم قطع الغيار المستقبلية وفقًا لهذه المعايير.

بمجرد حساب خصومات الانحناء وإنتاج الأجزاء المسطحة، لاحظ هذه المعلومات في غلاف العمل أو مجلد العمل. تأكد من تضمين نوع الأدوات وحجمها ونصف القطر الذي تريد أن يحققه المشغل بناءً على طريقة التشكيل.

يتطلب تنفيذ كل هذا الحصول على موافقة من العاملين في الورشة. إن إشراكهم في العملية وطلب آرائهم سيجعلهم أكثر استعدادًا لقبول فكرة أن الهندسة تملي عليهم الأدوات التي يجب استخدامها. لماذا؟ لأنهم أخبروك بما يفعلونه، وهم يعرفون أنك تصمم أجزاء بناءً على ذلك. ومن الناحية المثالية، سيتطابق كل هذا مع القيم المحسوبة في وحدة التحكم في مكبس الضغط ونظام التصميم بمساعدة الكمبيوتر الخاص بك.

إذا كان من الممكن تحقيق نصف القطر، وإذا تم حساب القطعة وفقًا لهذا نصف القطر، وإذا استخدم المشغلون الأدوات المصممة للعمل، فسوف ينتجون قطعة مثالية في المحاولة الأولى. صدقني. إنها تعمل.

صيغ الانحناء

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

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

عند هذه النقطة، يُطلق على الشكل اسم الانحناء الحاد. إذا استخدمت نصف قطر لكمة أكثر حدة، فلن تتمكن إلا من إحداث خندق

في منتصف الانحناء. سيظل نصف قطر الانحناء الداخلي الناتج على القطعة عند 63 بالمائة من سمك المادة.

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

خصم الانحناء (BD) = (التراجع الخارجي × 2) – بدل الانحناء هناك طريقتان لحساب الفراغ المسطح. تعتمد الطريقة المستخدمة على التطبيق والمعلومات المتاحة:

حساب الفراغ المسطح = البعد إلى القمة + البعد إلى القمة – خصم الانحناء

حساب الفراغ المسطح = بُعد الساق الأول + بُعد الساق الثاني + بدل الانحناء