مقدمة في حساب قوة التثقيب ومركز ضغط التثقيب

الوقت المقدر للقراءة: 13 دقيقة

اللكم القوة وتدابير الحد منها

1. حساب طمس فرض

يتم بذل قوة التثقيب عن طريق التثقيب على الصفيحة أثناء عملية التثقيب ، وهي أحد العوامل المهمة لاختيار المكبس وتصميم القالب. خلال عملية الطمس ، يتغير حجم قوة الطمس باستمرار ، كما هو موضح في الشكل 1-1. قسم OA في الشكل هو مرحلة التشوه المرن ، وتزداد قوة الطمس على الصفيحة خطيًا مع الضغط الهابط للثقب. القسم AB هو مرحلة تشوه البلاستيك. النقطة B هي القيمة القصوى لقوة التثقيب. عندما يتم الضغط على المثقاب لأسفل مرة أخرى ، تتشكل شقوق في المادة وتتوسع بسرعة ، وتقل قوة التثقيب ، لذا فإن BC هي مرحلة الكسر. عند الوصول إلى النقطة C ، تتداخل الشقوق العلوية والسفلية ، ويتم فصل الورقة. الضغط الذي يستخدمه القرص المضغوط هو فقط للتغلب على مقاومة الاحتكاك ودفع المادة المفصولة. تشير قوة القطع إلى أقصى مقاومة لمادة الصفيحة على الثقب. عندما تعمل مادة الصفيحة على الثقب لإنتاج أقصى مقاومة وتشققات (النقطة B في الشكل 1-1) ، يتم استخدام القص في منطقة تشوه القص لمادة الصفيحة كمقاومة قص المادة (MPa).

ل طمس مع الشفرات المسطحة العادية ، يمكن حساب قوة الطمس F بالصيغة التالية.

F = KLtτ_ب

في صيغة F- قوة اللكم ؛

L --- طول محيط التثقيب ؛

ر- سمك المادة ؛

ب - - قوة القص من المواد ؛

K —- معامل. المعامل K هو معامل تصحيح يأخذ في الاعتبار تأثير عوامل مثل التذبذب والتفاوت في قيمة فجوة القالب ، وارتداء حافة القطع ، والخصائص الميكانيكية للورقة ، وتقلب السماكة في الإنتاج الفعلي. بشكل عام ، خذ K = 1.3.

بشكل عام ، قوة الشد للمادة σ_ب= 1.3τ ب. لسهولة الحساب ، يمكن أيضًا حساب قوة التثقيب بالصيغة التالية.

F = Ltσ_ب

2. تدابير لتقليل قوة الطمس

عند تثقيب المواد عالية القوة أو المواد السميكة وقطع العمل ذات الأبعاد الكبيرة ، تكون قوة التثقيب المطلوبة أكبر ، والتي تتجاوز الضغط الاسمي للمعدة المختارة. تستخدم الطرق التالية بشكل شائع لتقليل قوة التثقيب.

• لكمة خطوة اللكم

في قالب متعدد الثقب ، يمكن صنع ارتفاعات مختلفة وفقًا لحجم الثقب ، بحيث يتم ترتيب أوجه نهاية العمل في شكل متدرج. كما هو مبين في الشكل 1-2.

مبدأ تقليل قوة التثقيب التدريجي هو أنه يمنع العديد من اللكمات من التثقيب في نفس الوقت ، متجنبًا الحدوث المتزامن لقوة التثقيب القصوى لللكمات المتعددة ، وبالتالي تقليل إجمالي قوة التثقيب.

يعتمد فرق الارتفاع H بين الثقوب على سمك المادة.

مادة رقيقة: عندما تكون <3 مم ، ح = تي ؛

مادة سميكة: عندما تكون t> 3 مم ، H = 0.5 طن.

عند استخدام لكمة متدرجة ، يجب أن تكون الخرامة الرقيقة قصيرة قدر الإمكان ، مما يفيد قوتها ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يجب ترتيب المثقاب بشكل متماثل قدر الإمكان لمنع انحراف القالب. يمكن أن يقلل التثقيب التدريجي من قوة التثقيب ، ويقلل من الاهتزاز ، دون التأثير على دقة قطعة العمل ، ويتجنب إمالة وكسر الثقب الصغير القريب من الثقب الكبير. عندما تكون جميع الثقوب من نفس الارتفاع ، فإن الثقب الصغير القريب من الثقب الكبير يتأثر بتدفق المواد الناتج عن الثقب الكبير ، ومن السهل إمالة أو كسر الثقب الصغير. عيب هذه الطريقة هو إدخال القالب المحدب الطويل بشكل أعمق في القالب المقعر ، وهو سهل الارتداء ، ومن الصعب شحذ حافة القطع. إنها تستخدم بشكل أساسي للقوالب ذات القوالب المحدبة المتعددة والمواضع المتماثلة نسبيًا.

يتم حساب قوة التثقيب الخاصة بخطوة التثقيب بشكل عام فقط وفقًا للخطوة التي تنتج أكبر قوة تخريم.

• تقطيع بشفرة مائلة

إن تقطيع الشفرة المسطحة هو لكمة المادة في نفس الوقت على طول محيط حافة القطع بالكامل ، وبالتالي فإن قوة التثقيب كبيرة نسبيًا. إذا تم تصنيع مستوى حافة القطع المثقبة (أو القالب) في مستوى مائل غير متعامد مع اتجاه الحركة ، فلن تكون حافة القطع على اتصال مع محيط جزء الطمس في نفس الوقت أثناء التثقيب ، ولكن سوف اقطع المواد تدريجياً بعيدًا ، مما قد يقلل بشكل كبير من قوة التثقيب.

للتثقيب بالشفرات المائلة ، من أجل الحصول على أجزاء مسطحة ، يجب أن تكون الخرامة نصلًا مسطحًا عند التقطيع ، ويجب أن يكون القالب المقعر شفرة مائلة. عند التثقيب ، يجب أن يكون القالب المقعر نصلًا مسطحًا ويجب أن يكون الثقب مائلًا. يجب أيضًا ترتيب الشفرات المائلة بشكل متماثل ، وذلك لمنع القالب من التحول بسبب الضغط الجانبي أحادي الاتجاه أثناء التثقيب والقضم على حافة القطع. تظهر أشكال حافة القطع للشفرات المائلة المختلفة في الشكل 1-3.

يوضح الشكل 1-3 قيمة الارتفاع H للشفرة المائلة. عندما تكون سماكة المادة t <3mm ، H = 2t ؛ عندما تكون سماكة المادة t = 3 ~ 10mm ، H = t.

صيغة حساب قوة الطمس للشفرة المائلة هي

F _{منحرف - مائل} = ك _{منحرف - مائل} LTτ

في الصيغة ، F _{منحرف - مائل} —- قوة الطمس للشفرة المائلة ؛

ك _{منحرف - مائل} —- معلمة تقليل القوة ، ترتبط قيمتها بارتفاع H للشفرة المائلة. عندما H = 1 ، K. _ميل= 0.4 ~ 0.6 ؛ عندما H = 2 t ، K. _{منحرف - مائل}=0.2~0.4.

ميزة تقطيع الشفرة المائلة هي أن المكبس يمكن أن يعمل في ظل ظروف ناعمة. عندما تكون أجزاء الطمس كبيرة ، تقل القوة بشكل كبير. العيب هو أن تصنيع القالب معقد ، وحافة القطع سهلة الارتداء ، ومن الصعب طحنها. أجزاء الطمس ليست مسطحة بدرجة كافية ، وهي غير مناسبة لقطع الأجزاء ذات الأشكال المعقدة. لذلك ، بشكل عام ، حاول عدم استخدامها ، واستخدمها فقط لأجزاء الختم الكبيرة أو تقطيع الألواح السميكة.

عند استخدام التثقيب ذو الشفرة المائلة أو التثقيب التدريجي ، على الرغم من انخفاض قوة التثقيب ، تدخل الخرامة إلى القالب الرابع بشكل أعمق ، وتزداد شوط التثقيب ، لذلك توفر هذه القوالب الجهد دون بذل أي جهد.

• يسخن اللكم (تثقيب أحمر)

يُطلق على تقطيع التسخين أيضًا تقطيع أحمر. يتمتع المعدن بقوة قص معينة في درجة حرارة الغرفة ، ولكن عندما يتم تسخين المادة المعدنية إلى درجة حرارة معينة ، تقل قوة القص بشكل كبير ، لذلك يمكن أن يقلل التسخين واللكم من قوة التثقيب (تسخين المادة المعدنية إلى 700 ~ 900 ، قوة التثقيب فقط 1/3 من درجة الحرارة العادية أو حتى أقل).

ميزة الطمس بالتسخين هي أن القوة تقل بشكل كبير ، ولكن العيب هو أن التسخين سهل لإنتاج جلد مهدرج ويضر بجودة سطح قطعة العمل ؛ وبسبب التدفئة ، فإن ظروف العمل سيئة. يتم استخدام تقطيع التسخين عمومًا في تقطيع المواد السميكة وتقشير قطع العمل بمستويات تحمل منخفضة.

3. حساب قوة التفريغ وقوة الدفع وقوة القاذف

عند التثقيب ، يكون هناك تشوه مرن قبل فصل المادة. في نهاية التثقيب ، بسبب الاسترداد المرن للمادة ووجود الاحتكاك ، يتم سد أجزاء الطمس أو نفايات التثقيب في القالب ، ويتم تفريغ المواد المتبقية. ضع الطوق بإحكام على اللكمة. من أجل الاستمرار في عمل التثقيب ، يجب تفريغ المواد التي تم ثنيها على المثقاب ، كما يجب دفع المادة العالقة في القالب. القوة المطلوبة لتفريغ مادة الحلقة من الثقب تسمى قوة التفريغ F _{تفريغها}؛ القوة التي تدفع قطعة الشغل أو تهدر من اتجاه التثقيب من القالب تسمى القوة F_يدفع. القوة المطلوبة لقطعة العمل أو النفايات التي يتم إخراجها في اتجاه التثقيب تسمى قوة القاذف F _أعلى.

من الصعب حساب هذه القوى بدقة. تستخدم الصيغ التجريبية التالية بشكل شائع في الإنتاج.

F _تفريغ= ك _تفريغ F

دفع F = nK دفع F

F top = K top

في الصيغة F-- قوة اللكم ؛

F _{التفريغ}، F _دفع، F _أعلى—- قوة التفريغ ، قوة الدفع ، قوة الطرد ؛

ك _{التفريغ}، ك _دفع، ك _أعلى—- قوة التفريغ ، قوة الدفع ، معامل قوة القاذف ، انظر الجدول 1-4 ؛

n —- عدد قطع الطمس (أو القصاصات) العالقة في القالب في نفس الوقت.

سمك المادة （مم）	ك التفريغ	ك دفع	ك أعلى
صلب	≤0.1	0.06~0.09	0.1	0.14
	> 0.1 ~ 0.5	0.04~0.07	0.065	0.08
	> 0.5 ~ 2.5	0.025~0.06	0.05	0.06
	> 2.5 ~ 6.5	0.02~0.05	0.045	0.05
	> 6.5	0.015~0.04	0.025	0.03
النحاس الاحمر	نحاس	0.02~0.06	0.03~0.09	0.03~0.09
الألومنيوم	سبائك الألومنيوم	0.03~0.08	0.03~0.07	0.03~0.07

ملاحظة: يتم استخدام معامل قوة التفريغ K عند تفريغ الثقوب والحواف الكبيرة والخطوط المعقدة ، تأخذ الحد الأعلى.

ن = ح / ر

في الصيغة ، h --- ارتفاع جدار الحافة المستقيمة لتجويف التجويف ؛

ر - سمك الورقة.

4. تحديد الضغط الاسمي للصحافة

يتم نقل قوة التفريغ وقوة الدفع وقوة الإخراج عن طريق الضغط وجهاز تفريغ القالب أو جهاز الإخراج. لذلك ، عند اختيار الضغط الاسمي للمعدات أو تصميم القالب ، يجب النظر إليه بشكل منفصل.

عند التثقيب ، يجب أن يكون الضغط الاسمي للضغط أكبر من أو يساوي مجموع قوى عملية التثقيب المختلفة F_{المجموع}. يجب معالجة الحساب الكلي لـ F بشكل منفصل وفقًا لهياكل القوالب المختلفة.

عند استخدام جهاز التفريغ بالضغط المرن والقالب بطريقة التفريغ السفلي ،

F _{المجموع}== F + F _{التفريغ}+ ف _دفع

عند استخدام جهاز التفريغ بالضغط المرن والقالب بطريقة التفريغ العلوي ،

F _{المجموع}== F + F _{التفريغ}+ ف _دفع

عند استخدام جهاز تفريغ صلب وقالب مع طريقة تفريغ أقل ،

F _{المجموع} = F + F. _يدفع

حساب طمس مركز الضغط

مركز ضغط القالب هو نقطة عمل القوة الناتجة لقوة الضغط. يجب أن يتزامن مركز ضغط القالب مع الخط المركزي لمنزلق الضغط عبر محور مقبض القالب. خلاف ذلك ، سيتعرض المنزلق لحمل غريب الأطوار أثناء الختم ، مما يؤدي إلى تآكل غير طبيعي لقضيب التوجيه المنزلق وجزء دليل القالب ، ولن يتم ضمان الفجوة المعقولة ، مما سيؤثر على جودة الأجزاء ويقلل من عمر العفن ، وحتى تلف العفن.

1. تحديد مركز الضغط لأشكال هندسية بسيطة

• يقع مركز ضغط الخط المستقيم في وسط الخط المستقيم.

• يقع مركز الضغط لجزء الطمس المتماثل في المركز الهندسي للشكل الكنتوري لجزء الطمس.

• عند تثقيب مقطع خط القوس ، يتم حساب موضع مركز الضغط ، كما هو موضح في الشكل 1-5 ، بالصيغة التالية.

x_ا = 180Rsina / πa = Rb / لتر

هنا ل-- طول القوس.

تظهر معاني الرموز الأخرى في الشكل 1-5.

2. تحديد مركز الضغط لقالب التثقيب المتعدد

لتحديد مركز الضغط لقالب متعدد الثقب ، يجب تحديد مركز الضغط لكل ثقب ثم حساب مركز ضغط القالب. يوضح الشكل 1-6 توزيع موضع اللكمات لعمل ثقوب متعددة. فيما يلي خطوات حساب مركز الضغط.

• ارسم موضع محيط حافة كل ثقب وفقًا للمقياس.

• ارسم محور الإحداثيات x و y في أي موضع. عند تحديد موضع محور الإحداثيات ، حاول أن تأخذ أصل الإحداثيات كمركز ضغط لكفاف حافة معين ، أو اجعل محور الإحداثيات يمر عبر مركز الضغط لكفاف حافة الثقب قدر الإمكان. يفضل أن يكون أصل الإحداثيات عدة حواف مثقبة. مركز التناظر لمركز ضغط ملف تعريف الفم ، والذي يمكن أن يبسط المشكلة.

• احسب مركز الضغط وقم بتنسيق المواضع x₁، س₂… x_ن و ذ₁، ذ₂… ذ_ن من كفاف حافة الثقب على التوالي.
• احسب قوة اللكم F₁، F₂…F_ن من كفاف حافة الثقب والمحيط L₁، لام₂… لام_ن من كل كفاف حافة لكمة على التوالي.

F₁= كوالا لمبور₁ر_ب

F₂= كوالا لمبور₂ر_ب

…

F_ن= كوالا لمبور_نر_ب

بالنسبة لنظام القوة الموازية ، القوة المحصلة لقوة الطمس تساوي المجموع الجبري للقوى. أي F = F.₁+ ف₂+… + ف_ن.

وفقًا لنظرية الميكانيكا ، فإن لحظة القوة الناتجة على محور معين تساوي المجموع الجبري للقوى المكونة في اللحظة المحورية ، ثم يمكن الحصول على صيغة حساب تنسيق مركز الضغط.

البديل F₁، F₂…F_ن في الصيغة أعلاه على التوالي ، تصبح إحداثيات مركز الضغط

3. تحديد مركز الضغط لقالب الأجزاء المعقدة الشكل

متي اللكم الأجزاء المعقدة الشكل ، مبدأ حساب مركز ضغط القالب هو نفس مبدأ مركز ضغط التثقيب المتعدد ، كما هو موضح في الشكل 1-7. خطوات محددة هي كما يلي.

• حدد محور إحداثيات س ومحور إحداثيات ص في أي مكان في محيط الحافة.

• قسّم خط الكنتور لحافة القطع إلى عدد من مقاطع الخط البسيطة وفقًا للعناصر الأساسية ، وابحث عن طول كل جزء خطي L₁، لام₂… لام_ن.

• أوجد مركز الجاذبية موضعه x₁، س₂… x_ن و ذ₁، ذ₂… ذ_ن من كل قطعة مستقيمة.

• احسب إحداثيات مركز الضغط (x₀، ذ₀) لملف تعريف الحافة وفقًا للصيغة.

لتحديد مركز ضغط قالب الطمس ، بالإضافة إلى الطريقة التحليلية المذكورة أعلاه ، يمكن أيضًا استخدامه كطريقة رسم وطريقة تعليق.

طريقة الرسم هي نفس الطريقة التحليلية. يمكنها العثور على مركز ضغط التثقيب بلكمات متعددة ومركز ضغط تثقيب أجزاء الشكل المعقدة. ومع ذلك ، فإن دقة طريقة الرسم ليست عالية والطريقة ليست بسيطة ، لذلك تخضع لقيود معينة في التطبيق.

في الإنتاج ، غالبًا ما تستخدم طريقة التعليق لتحديد مركز ضغط أجزاء الطمس المعقدة. استخدم أسلاكًا معدنية دقيقة موحدة للانحناء على طول محيط التثقيب لتشكيل جزء مقلد ، ثم قم بتعليق الجزء المحاكى بخيط خياطة وارسم خطًا راسياً من نقطة التعليق ؛ ثم خذ نقطة أخرى من الجزء المحاكى وقم بعمل جزء آخر ، بنفس الطريقة ، خط عمودي ، تقاطع الخطين الرأسيين في مركز الضغط. الأساس النظري لطريقة التعليق هو استبدال قوة الطمس الموزعة بشكل موحد على محيط طمس جزء بسلك معدني متجانس ، ومركز ثقل الجزء المحاكى هو مركز ضغط الطمس.