هل تساءلت يومًا كيف تحقق الهياكل الفولاذية الضخمة في القاطرات انحناءاتها الدقيقة؟ في هذه المقالة، نكشف لك الأسرار الكامنة وراء إنشاء أنصاف أقطار الانحناءات الكبيرة في أجزاء الصفائح المعدنية. ستتعرف على الطرق المبتكرة مثل الانحناءات المنحنية والانعطافات المتدرجة، وكيف تحول الصفائح المعدنية المسطحة إلى تحف فنية معقدة ومنحنية. استعد للكشف عن السحر الهندسي الذي يجعل هذه الهياكل الرائعة ممكنة!
تُعد قطع العمل القوسية الكبيرة مكونًا سائدًا في تصنيع الصفائح المعدنية للهيكل الفولاذي للقاطرة. تمثل هندستها المعقدة وهياكلها المتغيرة تحديات معالجة كبيرة مقارنةً بقطع العمل التقليدية.
تقدم هذه المقالة طريقة عملية مبتكرة لتحقيق أنصاف أقطار ثني كبيرة في أجزاء الصفائح المعدنية، مع وصف تفصيلي لتطبيقها على قطعة عمل مثنية محددة. يمكن أيضًا استخدام تقنية الثني النتوء، التي سنستكشفها، بفعالية في تشكيل المخروط باستخدام مكابح الضغط.
في الإنتاج الصناعي، تُستخدم عادةً ثلاث طرق تشكيل أساسية لقطع العمل ذات نصف القطر الكبير:
إن عملية التشكيل متعدد الخطوات هي تقنية متطورة لتحقيق انحناءات كبيرة نصف القطر في الصفائح المعدنية باستخدام لكمات نصف قطر أصغر. ينطوي المبدأ الأساسي لهذه الطريقة على تجزئة القوس المطلوب إلى أقسام متعددة الخطوط، كما هو موضح في الشكل 1. يسمح هذا التجزئة بالتقريب التدريجي لمنحنى نصف القطر الكبير من خلال سلسلة من الانحناءات الأصغر.
تتناسب دقة وسلاسة القوس المشكّل النهائي بشكل طردي مع عدد مقاطع الخطوط المتعددة المستخدمة في العملية. تؤدي زيادة عدد المقاطع إلى تقريب أقرب إلى المنحنى المثالي، وإن كان ذلك على حساب زيادة وقت الإنتاج وتعقيد الأدوات.
على الرغم من أن هذه الطريقة فعالة للغاية، إلا أنها تنتج بطبيعتها بنية سطحية ذات أوجه أو منشورية على قطعة العمل. ترجع هذه الخاصية إلى الطبيعة المنفصلة لخطوات الانحناء. بالنسبة للأسطح غير المرئية أو غير الحرجة، توفر هذه الطريقة توازنًا ممتازًا بين دقة الشكل وكفاءة الإنتاج. عند تقييم مدى ملاءمة هذه الطريقة، يجب على المصنعين مراعاة عدة عوامل:
بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها الهيكل المنشوري مقبولاً، توفر عملية التشكيل متعددة الخطوات هذه حلاً فعالاً من حيث التكلفة لإنتاج انحناءات كبيرة نصف القطر، خاصةً عندما لا تتوفر أدوات متخصصة كبيرة نصف القطر أو تكون غير مجدية اقتصاديًا.
كيفية تحديد تجزئة الخطوط المتعددة الخطوط و زاوية الانحناء من القطع القوسية الدائرية:
كما هو موضح في الشكل 2، يبلغ نصف القطر الداخلي لقوس الانحناء لقطعة الشغل هذه R350، وزاوية الانحناء 120 درجة، وسمك اللوحة 5 مم.
نظرًا لأن بيئة استخدام قطعة العمل تفي بشروط طريقة ثني النتوءات المذكورة أعلاه، يتم استخدام طريقة تشكيل الانحناء متعدد الخطوات للمعالجة.
بناءً على الخبرة السابقة وظروف القالب الموجودة في الورشة، يعتمد القالب العلوي على مثقاب نصف قطره R120.
بعد تحليل القطعة القوسية الكبيرة لقطعة الشغل في الشكل 2، يتم تقسيم هذه القطعة القوسية R350 إلى 6 مقاطع متعددة الخطوط.
تجدر الإشارة إلى أنه لضمان الانتقال السلس للقطعة القوسية والقطعة المستقيمة من قطعة العمل (أي طرفي القطعة القوسية)، يجب ضبط زاوية التجزئة على نصف الأجزاء الأخرى حيث تكون القطعة القوسية مماسية للقطعة المستقيمة.
وفقًا للشكل 3، يمكن ملاحظة أن قطعة العمل في الشكل 2 تتشكل عن طريق الثني 7 مرات.
عندما يكون الجهاز الكهروهيدروليكي الهيدروليكي مكبس مؤازر تعمل ماكينة المكابح على ثني أجزاء الصفائح المعدنية، وهناك ثلاث معلمات أساسية مطلوبة: سُمك الصفيحة، وزاوية الثني، وموضع خط الثني.
يتم حساب زاويتي الانقسام الأولى والثانية بزاوية 6 درجات، والزاويتين الأخريين بزاوية 12 درجة. يمكن قياس زاوية الانحناء بعد الانقسام مباشرة بواسطة برنامج CAD. تظهر زاوية الانحناء المحددة في الشكل 3.
ثني حجم موضع الخط وتأكيد حجمه غير المطوي
لضمان دقة الأبعاد غير المطوية لـ خط الانحناء، هناك عمومًا طريقتان: طريقة حساب تمدد الطبقة المحايدة وطريقة التمدد بمساعدة البرامج.
للحصول على بيانات الانحناء بشكل موجز وسريع ودقيق، يتم استخدام طريقة التمدد بمساعدة البرامج للحساب.
يتم استيراد المقطع العرضي للجزء المقسم مباشرةً إلى Catia، ويتم استيراد المقطع العرضي للجزء المقسم مباشرةً إلى برنامج تصميم الصفائح المعدنية تُستخدم الوحدة النمطية لإنشاء نموذج قطعة العمل. بعد ذلك، يتم استخدام خط الانحناء والعرض غير المطوي يتم تصديره، كما هو موضح في الشكل 4. يظهر الرسم المحوري لقطعة العمل في الشكل 5.
أثناء الإنتاج، وُجد أن بعض قطع العمل ذات السماكة الصغيرة (حوالي 2 مم) تعاني من تشوه خطير أثناء المعالجة، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في دقة المعالجة وعدم تلبية متطلبات التصميم. ويرجع السبب في ذلك إلى عدم كفاية تحرير الضغط في الصفيحة.
أثناء القطع والتقطيع بالليزر، لاحظنا أن قطعة العمل في هذه الدفعة ملتوية بسبب الإجهاد الداخلي. يوفر هذا أيضًا طريقة أولية للحكم على ما إذا كان من الممكن ثني الصفائح المعدنية الرقيقة ذات نصف القطر الكبير مباشرةً باستخدام عملية الثني المتعدد، أي من خلال مراقبة تشوه قطعة العمل أثناء القطع بالليزر.
إذا كان التشوه خطيرًا، فيجب اتخاذ التدابير اللازمة لتحرير الإجهاد الداخليوإلا فإن الحصول على قطعة عمل مؤهلة أمر صعب. إذا سمحت دورة الإنتاج، فإن الشيخوخة الطبيعية هي طريقة اقتصادية وفعالة. ومع ذلك، تخضع قطع العمل المفصولة لمعالجة التقادم لفترة طويلة، مما ينتج عنه حتمًا صدأ عائم على السطح. ولذلك، يجب أن يتم مسحها أو تفجيرها باستخدام مزيل الصدأ، مما يزيد من تكاليف العمالة والمعدات.
ولذلك، فإن الاستخدام المباشر للصفائح الفولاذية التي خضعت لتقادم طبيعي كافٍ هو الخيار الأفضل. إذا لم يُسمح بدورة الإنتاج، بعد فصل الصفائح, التلدين يمكن استخدامها أيضًا للتخلص من الإجهاد الداخلي، ولكن صلابة المادة تنخفض بعد التلدين. لذلك، من الضروري النظر بشكل شامل فيما إذا كان التلدين يتم إجراؤه وفقًا لمتطلبات تصميم قطعة العمل.
حساب wأوركبيس eالتوسعة dالرسم البياني في ثني النتوءات
تجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام طريقة الثني متعدد الخطوات لمعالجة الصفائح المعدنية ذات نصف القطر الكبير، يجب اتباع شروط الشغل الفعلية لقطعة العمل.
أي أنه يتم حساب العرض الموسع باستخدام القطعة القوسية بعد تقريب القطعة متعددة الخطوط. لا يمكن استخدام العرض الموسع لقطعة العمل المحسوبة وفقًا للقوس مباشرةً؛ وإلا فإن قطعة العمل ستكون حتمًا خارج نطاق التفاوت المسموح به بعد المعالجة.
الكشف عن شكل قطعة العمل باستخدام متعددخطوة عملية الانحناء
تجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام لوح المطابقة العام للمقارنة للكشف عن حجم قوس قطعة الشغل المعالجة عن طريق ثني النتوء، يجب تصميم لوح المطابقة كنوع من أنواع التثبيت الخارجي، ويجب استخدام السطح الخارجي لقوس قطعة العمل كسطح للكشف.
إذا كانت ورقة مطابقة المقارنة مصممة بحيث يكون الجانب الداخلي هو سطح الكشف، وتداخلت ورقة المطابقة مع قطعة الخط المتعدد الخطوط، فسيؤدي ذلك حتمًا إلى عدم وجود ورقة المطابقة في مكانها، مما يؤدي إلى فشل الكشف.
كطريقة عملية بارعة، يتميز الانحناء القوسي الكبير بخصائص المرونة والكفاءة ولكن له أيضًا حدوده.
يجب تحليل المشاكل المحددة وفقًا لمتطلبات التصميم وتطبيق قطعة العمل.
من الضروري النظر بشكل شامل في تكلفة الإنتاج وجودة مظهر قطعة العمل لتحديد طريقة المعالجة.