الوقت المقدر للقراءة: 14 الدقائق

عملية وخصائص الانحناء تشوه

عملية الانحناء تشوه

في هذا الفصل ، تم أخذ الانحناء على شكل V كمثال لتوضيح عملية الانحناء التشوه ، كما هو موضح في الشكل 1-1. في بداية الانحناء ، يكون نصف قطر الانحناء الداخلي للفراغ أكبر من نصف قطر شريحة المثقاب. عندما يتم ضغط المثقاب لأسفل ، فإن الحافة المستقيمة للفراغ تقترب تدريجياً من سطح القالب على شكل حرف V ، ويتم تقليل نصف القطر داخل الانحناء تدريجياً ، أي

ص₀＞ ص₁＞ ص₂＞ ص

في الوقت نفسه ، يتم تقليل ذراع لحظة الانحناء تدريجياً ، أي

ل₀＞ ل₁＞ ل₂＞ ل_ك

متي اللكمة والفراغ والنرد يتم ضغطهما معًا تمامًا ، يصل نصف قطر الانحناء والذراع الانحناء داخل الفراغ إلى الحد الأدنى ، وتنتهي عملية الانحناء.

ينقسم الانحناء إلى الانحناء الحر والانحناء التصحيحي. يعني الانحناء الحر أنه عندما ينتهي الانحناء ، فإن الثقب ، والقالب ، والفراغ متناسق ، فلن يتم الضغط على المثقاب لأسفل. يشير الانحناء التصحيحي إلى الثقب ، القالب المقعر ، والثلاثة الفارغة المتسقة ، يستمر الضغط لأسفل ، بحيث يكون للفراغ مزيد من التشوه البلاستيكي ، وذلك لتصحيح أجزاء الانحناء.

الانحناء تشوه الخصائص

من أجل مراقبة تدفق المعدن عند ثني الصفيحة ولتحليل خصائص تشوه المادة ، يمكن وضع شبكة مربعة على السطح الجانبي للصفائح قبل الانحناء. عادة ما يتم عمل الشبكة بواسطة النقش الميكانيكي أو الحفر الفوتوغرافي ، ثم يتم ملاحظة تغيير حجم وشكل الشبكة قبل وبعد الانحناء وقياسها باستخدام مجهر الأداة ، كما هو موضح في الشكل 1-2.

قبل الانحناء ، تكون الخطوط الجانبية للمادة كلها خطوط مستقيمة ، وتشكل شبكة مربعة صغيرة ذات حجم موحد ، وطول خط الشبكة الطولي aa = bb. بعد الانحناء ، يمكن ملاحظة أن تشوه الانحناء له الخصائص التالية من خلال ملاحظة التغيرات في شكل الشبكة.

1. الجزء المنحني هو المنطقة الرئيسية لتشوه الانحناء.

بعد الانحناء ، يتم تقسيم جزء الانحناء إلى قسمين: الزاوية المستديرة والحافة المستقيمة. يحدث التشوه بشكل أساسي في نطاق الزاوية المركزية للانحناء α ، ولا يوجد تشوه في الأساس خارج الزاوية المركزية.

2. في منطقة التشوه ، يكون للفراغ تشوه في الاتجاهات الثلاثة للطول والعرض والسمك ، لكن التشوه ليس موحدًا.

• اتجاه الطول

يتم تغيير الشبكة من مربع إلى مروحة ، ويمتد طول الجانب القريب من القالب (المنطقة الخارجية) ، ويتم تقصير طول الجانب القريب من الثقب (المنطقة الداخلية) ، أي القوس bb ＞ line الجزء bb ، قوس aa خط قطعة aa. من الأسطح الداخلية والخارجية إلى مركز الفراغ ، تنخفض درجة التقصير والاستطالة تدريجياً. بين منطقتي التشوه من التقصير والاستطالة ، يجب أن تكون هناك طبقة لا يتغير طولها قبل وبعد التشوه. هذه الطبقة تسمى الطبقة المحايدة الإجهاد.

• اتجاه السماكة

يزداد سمك المنطقة الداخلية ويقل سمك المنطقة الخارجية ، ولكن نظرًا لأن ثقب المنطقة الداخلية يضغط الفراغ ، يكون تشوه اتجاه السماكة أكثر صعوبة ، وبالتالي فإن زيادة السماكة الداخلية أقل من ترقق السماكة الخارجية ، وبالتالي فإن سمك المادة في منطقة الانحناء والتشوه سيصبح أرق بحيث تحدث الطبقة المحايدة من الفراغ إلى الداخل.

• اتجاه العرض

هناك حالتان: الأولى هي انحناء اللوح الضيق (b / t≤3) ، والتشوه في اتجاه العرض غير مقيد ، ويصبح المقطع شكل مروحة بعرض داخلي وعرض خارجي ؛ والآخر هو انحناء اللوح العريض (نسبة العرض الفارغ إلى السماكة b / t ＞ 3) ، ويكون تشوه المادة في اتجاه العرض محدودًا بالمعدن المجاور ، ويكون المقطع العرضي تقريبًا بدون تغيير ويبقى بشكل أساسي مستطيلًا ، كما هو موضح في الشكل 1-3 (أ) و (ب) يظهر التغييرات في القسم تحت حالتين.

نظرًا لأن قسم منطقة التشوه للوحة الضيقة مشوه عند الانحناء ، فمن الضروري إضافة إجراءات إضافية لاحقة عندما يكون الحجم الجانبي لجزء الانحناء مطلوبًا أو مطلوبًا للتعاون مع الأجزاء الأخرى. معظم الانحناء في الإنتاج الفعلي ينتمي إلى ثني الألواح العريضة.

تحليل جودة ثني الأجزاء

الانحناء الكراك

1.الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء

يشير نصف قطر الانحناء إلى نصف قطر الانحناء داخل جزء الانحناء ، r كما هو موضح في الشكل 1-3. يمكن أن نرى من تشوه الانحناء أن الجزء الخارجي من مادة الصفيحة يتمدد عند الانحناء. عندما يتجاوز إجهاد الشد من الخارج قوة الشد للمادة ، سيحدث صدع على السطح الخارجي لمادة الصفيحة. هذه الظاهرة تسمى الانحناء الكراك.

في حالة نفس سماكة الصفيحة ، فإن ما إذا كان جزء الانحناء مشقوقًا ومتشققًا مرتبط بشكل أساسي بنصف قطر الانحناء r. أصغر r ، كلما زادت درجة الانحناء الانحناء. لذلك ، يوجد حد أدنى لنصف قطر الانحناء r_دقيقة التي يمكن أن تضمن أن الألياف الخارجية لا تنتج تشققات الانحناء. بمعنى آخر ، يُطلق على الحد الأدنى لنصف قطر الحشوة الذي يمكن ثنيه في السطح الداخلي للجزء بشرط ألا تتلف مادة الصفيحة الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء r_دقيقة، ويتم استخدامه للتعبير عن حد التشكيل أثناء الانحناء.

الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء r_دقيقة تتأثر الخصائص الميكانيكية للمادة ، وجودة السطح وجودة المقطع ، وسمك الصفيحة ، وعرض الصفيحة ، وزاوية مركز الانحناء واتجاه خط الانحناء. نظرًا لأن تأثير العوامل المذكورة أعلاه معقد للغاية ، يتم تحديد قيمة الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء بشكل عام بواسطة الطريقة التجريبية. الحد الأدنى لقيم نصف قطر الانحناء للمواد المعدنية المختلفة في حالات مختلفة موضحة في الجدول 1-1.

ملحوظة:

• يستخدم هذا الجدول لسمك اللوحة أقل من 10 مم ، زاوية الانحناء أكبر من 90 درجة ، قسم القص الجيد ؛
• في الانحناء بعد التقطيع أو القطع ولكن بدون فراغ ملدن ، يجب استخدامه كاختيار معدن مقوى ؛
• عندما يكون خط الانحناء بزاوية معينة لاتجاه الألياف ، يمكن استخدام القيمة المتوسطة بين اتجاهات الألياف الرأسية والمتوازية ؛
• الجدول t هو سمك الصفائح المعدنية.

2. ميسهل التحكم في الانحناء والتصدع.

• لاختيار نوعية سطح جيدة ، لا توجد عيوب في المواد فارغة. إذا كان الفراغ به عيوب ، فيجب إزالته قبل الانحناء ، وإلا فإن الانحناء سيتشقق عند العيب.
  لمزيد من المواد الهشة والمواد السميكة ومواد التصلب الباردة ، يمكن استخدام طريقة الانحناء بالتسخين ، أو استخدام التلدين لزيادة مرونة المواد ثم طريقة الثني.

• عندما يكون نصف قطر الانحناء لقطعة العمل صغيرًا ، يجب إزالة الأزيز مسبقًا ، ويجب التخلص من طبقة التصلب في الفراغ بطريقة التلدين.

• إذا كانت الشفرة صغيرة ، يمكنك أيضًا وضع جانب الأزيز باتجاه السطح المنحني للتثقيب لتجنب تركيز الضغط وتكسير قطعة العمل.

• في ظل الظروف العادية ، لا ينبغي استخدام الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء في التصميم. إذا كان نصف قطر الانحناء لقطعة العمل أقل من القيمة الموضحة في الجدول 1-1 ، فيجب ثنيها مرتين أو أكثر ، أي الانحناء الأول إلى نصف قطر أكبر للشريحة (أكبر من r_دقيقة) ، بعد التلدين الوسيط. ثم يتم ثني نصف قطر الانحناء المطلوب بإجراء المعايرة. هذا يسمح بتوسيع منطقة التشوه وتقليل استطالة المادة الخارجية.

• لثني المواد السميكة ، إذا سمح الهيكل بذلك ، يمكن شق الجزء الداخلي من شريحة الانحناء أولاً ، ثم ثنيه ، كما هو موضح في الشكل 1-4.

الانحناء والارتداد

إن الانحناء البلاستيكي في درجة حرارة الغرفة ، مثل التشوهات البلاستيكية الأخرى ، يكون دائمًا مصحوبًا بتشوه مرن. عند نهايات الانحناء ، تتم إزالة القوة الخارجية ، ويتم الاحتفاظ بتشوه البلاستيك ، ويختفي التشوه المرن تمامًا ، مما يجعل شكل وحجم أجزاء الانحناء يتغير ويتعارض مع حجم القالب ، وتسمى هذه الظاهرة مرونة الانحناء ، يشار إليها باسم المرونة.

1. الانحناء المرونة ظاهرة.

نظرًا لأن خصائص الإجهاد والانفعال العرضية لمنطقة تشوه الانحناء والجانب الخارجي متعاكسة ، يتم تقصير الجانب الخارجي بسبب الانتعاش المرن بينما يكون الجانب الداخلي ممدودًا بسبب الانتعاش المرن أثناء التفريغ ، ويكون اتجاه المرونة عكس الاتجاه الانحناء تشوه. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للكتل بأكمله ، تكون نسبة منطقة عدم التشوه أكبر بكثير من منطقة التشوه ، كما أن عمل القصور الذاتي لمساحة كبيرة من منطقة عدم التشوه سيزيد أيضًا من مرونة منطقة التشوه ، وهو سبب آخر لكون مرونة الانحناء أكثر خطورة من مقاومة عمليات التشكيل الأخرى.

عادة ما تتجلى ظاهرة المرونة المتمثلة في ثني الأجزاء في شكلين ، كما هو موضح في الشكل 1-5.

• تقليل الانحناء. قبل التفريغ ، يكون نصف قطر الطبقة المحايدة المنحنية ρ ، وبعد التفريغ ، يتم زيادة نصف قطر الطبقة المحايدة المنحنية إلى ρ '. يقل الانحناء من 1 / قبل التفريغ إلى 1 / 'بعد التفريغ. إذا كان ∆K يمثل انخفاض الانحناء ، إذن

• تقل زاوية مركز الانحناء. قبل التفريغ ، تكون الزاوية المركزية لمنطقة تشوه الانحناء هي α ؛ بعد التفريغ ، تنخفض الزاوية المركزية لمنطقة تشوه الانحناء إلى α '. إذا كانت α تمثل تقليل زاوية الانحناء المركزية ، إذن

∆α = α - α '

زاوية الانحناء β (الزاوية المضمنة بين حافتين مستقيمتين لجزء الانحناء ، والعلاقة بينها وبين زاوية مركز الانحناء α هي: β = 180 درجة - α) تزداد بمقدار

∆β = β - β '

حساب ∆K 、 ∆α () المحسوب هو مقدار مرونة أجزاء الانحناء ولكن بالمقارنة مع مقدار المرونة لإنتاج الختم الفعلي ، هناك فرق معين ، والسبب هو أن هناك العديد من العوامل التي تؤثر على مقدار مرونة الانحناء.

2. العوامل التي تؤثر على المرونة

• الخواص الميكانيكية للمواد. كلما زادت قوة الخضوع σ_س أ ، كلما كان معامل المرونة أصغر ، زادت مرونة تشوه الانحناء. لأن كلما زادت نقطة العائد σ_س من المادة ، كلما زاد الضغط في قسم منطقة التشوه للمادة تحت درجة معينة من التشوه ، وبالتالي كلما زاد التشوه المرن ، وزادت قيمة الارتداد. كلما كان معامل المرونة E أكبر ، كانت قدرة المادة على مقاومة التشوه المرن أقوى ، لذلك كانت قيمة الارتداد أصغر. 

• نصف قطر الانحناء النسبي r / t. كلما كان نصف قطر الانحناء النسبي r / t أصغر ، كانت قيمة الارتداد أصغر. كلما قل نصف قطر الانحناء النسبي r / t ، زادت درجة تشوه الانحناء ، وكلما زادت درجة التشوه العرضي الكلي لمنطقة التشوه ، زادت نسبة تشوه البلاستيك في التشوه الكلي ، وتناقصت النسبة المقابلة من التشوه المرن بحيث تنخفض قيمة الارتداد. على العكس من ذلك ، كلما زاد نصف قطر الانحناء النسبي r / t ، زادت قيمة الارتداد. هذا هو السبب أيضًا في أن قطعة العمل ذات r / t الكبيرة ليس من السهل ثنيها وتشكيلها.

• زاوية الانحناء المركزية α. كلما زادت زاوية مركز الانحناء α ، زادت زاوية الارتداد. لأنه مع زيادة α ، يزداد طول قسم التشوه ، وكذلك القيمة التراكمية للارتداد ، ولكنها لا تؤثر على ارتداد نصف قطر الانحناء.

• وضع الانحناء. تكون قيمة المرونة كبيرة عندما يكون الانحناء مجانيًا ، ولكنها صغيرة عند تصحيح الانحناء. عند الانحناء بحرية في القالب المقعر الذي لا نهاية له ، يكون الارتداد هو الأكبر ؛ يكون الارتداد ضئيلًا عند تصحيح الانحناء في قالب سفلي.

• شكل أجزاء الانحناء. بشكل عام ، كلما كان شكل أجزاء الانحناء أكثر تعقيدًا ، زاد عدد زاوية تشكيل الانحناء ، وكلما زاد التفاعل بين أجزاء الانحناء ، كلما زاد تشوه الشد لمكونات الانحناء ، قل مقدار الارتداد. لذلك ، في عملية الانحناء الأولي ، تكون كمية المرونة للأجزاء المقعرة أصغر من تلك الموجودة في الأجزاء على شكل حرف U ، وتكون كمية المرونة للأجزاء على شكل حرف U أصغر من الأجزاء على شكل V.

• إزالة العفن. في ثني الأجزاء على شكل حرف U ، فإن الخلوص بين القوالب المحدبة والمقعرة له تأثير كبير على زاوية الارتداد. كلما كان الخلوص أكبر ، زادت زاوية الارتداد ، كما هو موضح في الشكل 1-6. عند استخدام التخليص السلبي ، يمكن تقليل زاوية الارتداد إلى الحد الأدنى للقيمة ، أو حتى القيمة الصفرية أو السالبة ، بسبب تأثير قذف القالب على المادة.

3. تحديد قيمة الارتداد

نظرًا لأن المرونة تؤثر بشكل مباشر على شكل أجزاء الانحناء وحجمها ، يجب مراعاة مرونة المواد مسبقًا عند تصميم القوالب وتصنيعها. عادة ، يتم تحديد حجم جزء العمل من القالب مبدئيًا وفقًا للقيمة التجريبية والحساب البسيط ، ثم يتم تصحيح شكل وحجم الجزء المقابل من القالب عن طريق تجربة القالب.

تتضمن طرق تحديد قيمة الارتداد طريقة حساب الصيغة النظرية وطريقة جدول البحث عن القيمة التجريبية.

• يمكن تقسيم مرونة الانحناء الحر إلى المواقف التالية.

قيمة مرونة الانحناء الحر عندما يكون نصف قطر الانحناء النسبي كبيرًا. عندما يكون نصف قطر الانحناء النسبي r / t ＞ 10 ، تكون المرونة كبيرة نسبيًا. كما هو مبين في الشكل 1-7 ، تغير نصف قطر وزاوية شريحة الانحناء لأجزاء الانحناء بشكل كبير بعد التفريغ. في هذه الحالة ، يمكن تجاهل تغيير سمك المادة وحركة الطبقة المحايدة من الإجهاد والانفعال لتبسيط الحساب. في هذه الحالة ، نصف قطر شريحة المثقبة r_لكمة والزاوية المركزية لجزء فيليه الثقب α_لكمة يمكن حسابها وفقًا للصيغة التالية.

في الصيغة ، r_لكمة - نصف قطر شريحة الثقب ، مم ؛
α_بونتش —— زاوية المركز لشريحة المثقاب ؛
r—— نصف قطر الحشوة لأجزاء الانحناء ، مم ؛
α —— الزاوية المركزية للزاوية المستديرة للجزء المنحني ؛
σ_س —— حد العائد لمادة الانحناء MPa ؛
E —— معامل المرونة لمواد الانحناء ، Mpa ؛
t —— مادة سمك أجزاء الانحناء ، مم.

قيمة مرونة الانحناء الحر عندما يكون نصف قطر الانحناء صغيرًا. عندما يكون نصف قطر الانحناء النسبي r / t لجزء الانحناء أقل من 5 ، نظرًا لدرجة التشوه الكبيرة ، يكون تغيير نصف قطر شريحة الانحناء صغيرًا بعد التفريغ ، لذلك لا يمكن اعتباره ، ولكن فقط تغيير تعتبر زاوية مركز الانحناء.
عندما لا تكون زاوية مركز الانحناء لجزء الانحناء 90 درجة ، يمكن حساب زاوية المرونة وفقًا للصيغة التالية.

∆α = α / 90x∆α₉₀

في الصيغة ∆α —— زاوية المرونة عندما تكون زاوية مركز الانحناء لجزء الانحناء هي α ؛
∆α₉₀ —— زاوية المرونة عندما تكون زاوية مركز الانحناء 90 درجة ، كما هو موضح في الجدول 1-2 ؛
α—— زاوية مركز الانحناء لجزء الانحناء.

• تصحيح المرونة عند الانحناء. يمكن حساب قيمة مرونة تصحيح الانحناء بالصيغة التي تم الحصول عليها من الاختبار ، ويظهر الرمز في الشكل 1-8 ، والمعادلة موضحة في الجدول 1-3.

4. تدابير للسيطرة على الارتداد

عند تصميم القالب ، يجب تقليل المرونة. الطرق الشائعة هي طريقة التعويض وطريقة التصحيح.

• طريقة التعويض. طريقة التعويض هي تقدير أو اختبار مقدار المرونة بعد ثني قطعة العمل مسبقًا. عند تصميم القالب ، فإن تشوه ثني قطعة العمل يتجاوز تشوه التصميم الأصلي ، ويتم الحصول على شكل قطعة العمل بعد المرونة. يوضح الشكل 1-9 (أ) تعويض مرونة الزاوية الواحدة. وفقًا لزاوية المرونة المحددة ، عند تصميم يموت لكمة ومقعرة ، قم بتقليل زاوية القالب للتعويض. 

في الحالة الموضحة في الشكل 1-9 (ب) ، يمكن اتخاذ مقياسين: أولاً ، تميل المثقاب إلى الداخل لتشكيل زاوية تعويض مقدارها ∆θ ؛ والآخر هو جعل المقعر المحدب والقالب المقعر أقل من سماكة المادة ، وسيتم ضغط المثقاب في القالب المقعر ، واستخدام الفراغ الخارجي وقوة الاحتكاك المقعرة على جانبي الفراغ إلى الداخل تعلق باللكمة ، وذلك لتحقيق تعويض الارتداد. 

طريقة التعويض كما هو موضح في الشكل 1-9 (ج) هي تشكيل قوس دائري منحني في أسفل قطعة الشغل. بعد فصل القوالب المحدبة والمقعرة ، يكون للجزء القوسي الدائري من قطعة الشغل اتجاه المرونة كخط مستقيم ، مما يدفع جانبي اللوحة إلى الميل إلى الداخل ، بحيث يتم تعويض المرونة.

• طريقة التصحيح. تتمثل طريقة التصحيح في اتخاذ إجراءات في هيكل القالب ، بحيث يتركز الضغط الصحيح في الزاوية ، بحيث ينتج عنه تشوه بلاستيكي معين ، للتغلب على الارتداد. يوضح الشكل 1-10 أن قوة تصحيح الانحناء تتركز على الشرائح المنحنية.

الإزاحة

في عملية الانحناء للصفائح المعدنية ، يتم تحريك الجوانب على طول قطعة العمل من خلال المقاومة غير المتكافئة عند شريحة القالب المقعرة ، مما يؤدي إلى عدم تلبية ارتفاع الحافة المستقيمة لقطعة العمل لمتطلبات الرسم ، وهذه الظاهرة يسمى الهجرة.

1. الأسباب من انحراف

• شكل الفراغ غير متماثل ، كما هو موضح في الشكل 1-11 (أ) و (ب).
• هيكل قطعة العمل غير متماثل ، كما هو موضح في الشكل 1-11 (ج).
• الزوايا على جانبي القالب ليست متماثلة ، كما هو موضح في الشكل 1-11 (د).
• زوايا دائرية محدبة ومقعرة ، وعدم تناسق الفجوة بحيث لا تكون المقاومة متساوية.

2. الإجراءات إلى مراقبة ال الترميز

• استخدام جهاز الضغط. يتم ثني الفراغ تدريجياً وتشكيله في حالة الضغط ، وذلك لمنع انزلاق الفراغ ، ويمكن الحصول على قطعة عمل ناعمة نسبيًا ، كما هو موضح في الشكل 1-12.

• الانحناء بعد التمركز. يجب تصميم لوحة تحديد الموضع بشكل صحيح لتحديد موضع الشكل ، كما هو موضح في الشكل 1-13 (أ) ، أو يجب إدخال دبوس التثبيت في الفتحة باستخدام الفتحة الموجودة على الفراغ أو فتحة عملية التصميم. بالنسبة لبعض أجزاء الانحناء ، يمكن استخدام فتحة العملية ولوحة الضغط معًا ، كما هو موضح في الشكل 1-13 (ب). نظرًا لموضع السقف ودبوس التحديد ، يمكن منع انحراف الفراغ أثناء الانحناء. تأثير الضغط العكسي هو موازنة القوة الأفقية الجانبية الناتجة عن الانحناء الأيسر.

• بالنهاية في أزواج. يتم دمج أجزاء الانحناء غير المتكافئة في أجزاء منحنية متناظرة ، ثم يتم قطعها ، بحيث تكون مادة الصفيحة في قوة الانحناء موحدة ، لمنع توليد الإزاحة.
• دقيق عفن تصنيع. يتم ضبط الفجوة بشكل متماثل ، بحيث يتم توزيع المقاومة بشكل متماثل ، وذلك لمنع توليد الإزاحة.