ما هو التشكيل على البارد – عملية التشكيل على البارد، المواد، الاستخدامات، المزايا والعيوب

لقد وفر التطور السريع في صناعات السيارات والدراجات النارية والأدوات الآلية القوة الدافعة لتطوير الحدادة على البارد كتقنية تقليدية. يتجاوز الطلب على الأجزاء المزورة في صناعة السيارات وحدها 10 ملايين طن. يهدف تطوير تكنولوجيا الحدادة على البارد بشكل أساسي إلى تطوير منتجات ذات قيمة مضافة عالية وتقليل تكاليف الإنتاج، وفي الوقت نفسه، يتم أيضًا التسلل أو استبدال عمليات القطع، وتعدين المساحيق، والصب، والتزوير الساخن، وتشكيل الصفائح المعدنية. ويمكنه أيضًا تشكيل عمليات مركبة من خلال الجمع مع هذه العمليات. بما أن الطرق على البارد يتم إجراؤه في درجة حرارة قريبة من الغرفة، فإن بعض المواد تكون أكثر ملاءمة للطرق على البارد، والبعض الآخر لا يمكن معالجته. ستقدم هذه المقالة المواد التي تتمتع بتوافق جيد مع الطرق الباردة ودراسات الحالة التي تحل المشكلات المتعلقة بالمواد.

ما هو تزوير الباردة T التكنولوجيا ؟

يشير الحدادة على البارد إلى طريقة تشكيل تقوم بتشكيل المواد المعدنية (المعادن) عن طريق الضغط دون استخدام الحرارة، والحفاظ عليها في درجة حرارة الغرفة. وبما أنها تستخدم مرونة المعادن، فإنها تسمى أيضًا "تشكيل البلاستيك".

تعمل تقنية التشكيل على البارد على تشكيل المواد عن طريق تشويهها، لذلك لا يتم إنتاج أي خردة معدنية تقريبًا (نفايات معدنية) أثناء التصنيع. أيضًا، نظرًا لأنه تتم معالجة المواد في درجة حرارة الغرفة دون تسخين، فإن دقة الأبعاد جيدة، ويمكن معالجة الأشكال الصعبة المعقدة بسرعة عالية تبلغ حوالي 100 قطعة في الدقيقة.

تتميز تقنية التشكيل على البارد بكفاءة عالية في استخدام المواد وتتيح معالجة عالية السرعة وعالية الدقة، لذلك يُقال إنها تقنية معالجة "صديقة للبيئة ومرشيدة".

مزايا تزوير الباردة:

• كفاءة عالية في استخدام المواد - باستخدام تقنية الحدادة على البارد، التي تقوم بتشكيل المواد عن طريق تشويهها، تتم المعالجة عمومًا باستخدام كمية مادة تعادل وزن المنتج النهائي. وهذا يسمح بكفاءة عالية في استخدام المواد وتقليل كبير في تكاليف المواد.

• إمكانية الإنتاج عالي السرعة - تتيح تقنية التشكيل على البارد إنتاجًا عالي السرعة يبلغ حوالي 100 قطعة في الدقيقة. وبما أن المعالجة تتم في درجة حرارة الغرفة دون تسخين المعدن، فإن اختلافات الأبعاد تكون صغيرة، ويمكن معالجة الأشكال المعقدة والصعبة.

• خصائص ميكانيكية محسنة - يتيح تصميم العملية مع الأخذ في الاعتبار خطوط تدفق الألياف إنتاج أجزاء ذات قوة فائقة ومقاومة للتآكل.

• فعالة لتقليل تكاليف قطع الغيار - عندما تتطابق ظروف الإنتاج مثل الدقة المطلوبة وحجم الدفعة، فإن تقنية التشكيل على البارد التي تتمتع بكفاءة عالية في المواد وتتيح المعالجة عالية السرعة لديها القدرة على تقليل تكاليف قطع الغيار بشكل كبير في الإنتاج الضخم.

مساوئ تزوير الباردة:

• القوالب مطلوبة (التكاليف الأولية والمهل الزمنية لتصنيع القوالب مطلوبة)

• يلزم قدر معين من الوقت (التكاليف) لأعمال الإعداد في العملية ← غير مناسب للقطع الصغيرة

• المعرفة الفنية مطلوبة لتصميم العمليات والقالب، ودرجة الصعوبة عالية

• بعض قيود المعالجة على التشطيبات مثل نصف قطر الزاوية

كيف يعمل تزوير الباردة؟

الحدادة على البارد هي عملية تشكيل معدنية تتم في درجة حرارة الغرفة، أقل بكثير من درجة حرارة إعادة بلورة المعدن المعني. على عكس الطرق الساخنة، حيث يتم تسخين المعدن إلى درجات حرارة عالية، فإن الطرق الباردة تنطوي على تشوه البلاستيك للمعدن في الظروف المحيطة. غالبًا ما تؤدي هذه الطريقة إلى تشطيب سطحي فائق، وزيادة القوة بسبب تصلب العمل، ودقة أعلى للأبعاد.

فيما يلي نظرة عامة على كيفية عمل الطرق على البارد عادةً:

1. اختيار المواد

الخطوة الأولى هي اختيار مادة مناسبة يمكنها تحمل ضغوط التشكيل على البارد، وعادةً ما تكون المعادن مثل الفولاذ والألومنيوم والنحاس.

2. التشحيم

قبل الحدادة، غالبًا ما يتم تشحيم قطعة العمل لتقليل الاحتكاك والتآكل على القالب ولتسهيل تدفق المواد.

3. يموت والأدوات

يتم إنشاء القوالب المخصصة التي تشكل قطعة العمل. يجب أن تكون هذه القوالب مصنوعة من مواد أصعب من قطعة العمل لتحمل ضغوط الحدادة على البارد.

4. عملية تزوير

يتم وضع قطعة العمل المعدنية بين القوالب.

تقوم المكبس، وهي عادة مكبس ميكانيكي أو هيدروليكي، بضرب قطعة العمل بشكل سريع وقوي، مما يؤدي إلى تشوهها واتخاذ شكل تجاويف القالب.

قد تكون هناك حاجة إلى عمليات تزوير متعددة، اعتمادًا على مدى تعقيد الجزء. يمكن أن يشمل ذلك مراحل مختلفة من الضغط باستخدام مجموعات مختلفة من القوالب.

5. التشذيب والتشطيب

يتم قطع أي مادة زائدة، مثل الفلاش الذي تم إنشاؤه أثناء عملية الحدادة.

يمكن تطبيق عمليات تشطيب إضافية مثل السفع بالخردق أو التنظيف أو المعالجة الحرارية (لتخفيف الضغط).

أنواع عمليات الحدادة على البارد
هناك أنواع دوارة ومترددة من عمليات الحدادة على البارد، ويتم تقديم عملية النوع الترددي التي تقوم بها شركتنا هنا. تتضمن تقنيات الحدادة الشائعة التزوير الحر، والعملة، والبثق، وما إلى ذلك. ونوضح هنا محتويات وخصائص كل تقنية تزوير:

تزوير العملة:
طريقة معالجة يتم فيها تشكيل المادة في شكل بقطر أكبر من الشكل الأصلي عن طريق سحق المادة داخل تجويف القالب المفتوح في المركز. في عملية تزوير العملات، من الصعب إنتاج أشكال معقدة لأن المحيط الخارجي غير مقيد، لذلك يتم استخدامه في الحالات البسيطة مثل تقريب القضيب إلى شكل قرص. إذا كانت نسبة القطع كبيرة جدًا، فقد تحدث مشكلات مثل تطاير قطعة العمل للخارج، مما يتطلب خطوات متعددة. بشكل عام، نسبة القطع 85% أو أقل هي المبدأ التوجيهي، ويجب تقسيم العمليات إذا تم تجاوزها، مما يتطلب قوالب إضافية.

النتوء الخلفي:
طريقة معالجة تحرك المادة في الاتجاه المعاكس لاتجاه التثقيب. يتم بثق المادة (معالجتها) في الاتجاه العكسي (الخلفي) بالنسبة لاتجاه تشكيل المثقاب.

النتوء إلى الأمام:
طريقة معالجة تقلل قطر المادة عن طريق دفعها إلى قالب أصغر، مما يؤدي إلى تقليل مساحة المقطع العرضي. قد يكون تشكيل المواد عالية الصلابة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا صعبًا.

يموت تزوير:
تتم معالجة الشكل المطلوب في القوالب. يتم التشكيل عن طريق وضع قطعة الشغل وتشكيلها لتأخذ شكل القالب. يتم جعل حجم المادة أكبر قليلاً لملء تجويف القالب بالكامل، وتنتج المادة الزائدة التي تسمى الفلاش على السطح الخارجي للشكل النهائي، والتي تتم إزالتها في العمليات اللاحقة. قالب مغلق لتزوير الأشكال بدون فلاش.

تزوير الإغلاق:
يتم وضع قطعة العمل في تجويف القالب، والذي يتم بعد ذلك إغلاقه ليأخذ شكل القالب. تعمل اللكمات العلوية والسفلية على إزاحة المادة لتشكل الشكل النهائي بالكامل.

ما هي المواد الأكثر ملاءمة للتزوير على البارد؟

نظرًا لأن الحدادة على البارد تستخدم اللدونة في الغرفة أو بالقرب من درجة حرارة الغرفة، فإن المادة تحتاج إلى أن تتمتع بخاصية تصلب عمل منخفضة ودرجة معينة من التشوه. لذلك، لا يتم استخدام المواد غير البلاستيكية مثل الزجاج للتزوير على البارد.

بالنظر إلى ما سبق، تشمل المواد المناسبة للتزوير على البارد ما يلي:

حديد: يمكن معالجتها عن طريق الطرق، والسحب، والدرفلة في درجات حرارة عالية ودرجات حرارة الغرفة، ومزيد من التنويع عن طريق المعالجات الحرارية مثل التصلب والتلطيف. يستخدم أيضًا في السبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ويوفر تنوعًا عاليًا. تتم معالجة الحديد إلى أجزاء مختلفة. أسباب ثني الحديد ليست فقط لأن صلابته ومرونته لها قيم مثالية لمعالجة الثني، ولكن أيضًا بسبب سعره المنخفض، فهو مناسب للطلبات واسعة النطاق. يمكن أيضًا إجراء المعالجات السطحية بعد المعالجة بعدة طرق، لذلك يمكن استخدامه في نطاق واسع من المجالات، كما يتم اعتماد الحديد أيضًا كمواد معالجة بالتزوير على البارد.

الفولاذ المقاوم للصدأ: سبائك الصلب التي تحتوي على أكثر من 10.5% كروم وأقل من 1.2% كربون. يشكل الكروم طبقة سلبية تحمي سطح الجسم. لذلك، تتمتع المنتجات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بعمر افتراضي طويل حيث يتم منع التآكل.

النحاس والنحاس: يمتلك النحاس موصلية حرارية ممتازة ويستخدم في تجهيزات المطابخ وأنابيب الحرارة وكموصل في الأجهزة الإلكترونية. كما أنه يشكل طبقة سطحية واقية عند تعرضه للهواء. ومع ذلك، أعظم قوتها هي قابلية المعالجة الممتازة. النحاس ناعم ومرن. يستخدم على نطاق واسع في الأسلاك والأنابيب والأواني النحاسية لأن المعالجة سهلة. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعلها مناسبة لعمليات الثني والسحب من خلال مكابس الحدادة على البارد.

الألومنيوم: على الرغم من أن الألومنيوم لديه قوة شد أقل في شكله النقي، إلا أنه يمكن زيادة قوته بإضافة سبائك مثل المغنيسيوم والمنغنيز والنحاس والسيليكون والزنك وغيرها أو من خلال عمليات مثل الدرفلة أو المعالجة الحرارية. ويعتبر مناسباً للطرق على البارد نظراً لمرونته وقابليته للتشكيل إلى أشكال مختلفة بسهولة.

تتميز الأجزاء المطروقة على البارد أيضًا بخاصية دقة الأبعاد الأعلى أثناء التشكيل مقارنة بالأجزاء المزورة الأخرى. علاوة على ذلك، فإن حالة السطح أفضل من الطرق الساخنة أو الدافئة، لذلك قد لا تكون هناك حاجة إلى أعمال التشطيب في بعض الحالات. يمكن تصنيع المنتجات الكبيرة أو المواد عالية القوة بدقة على البارد من خلال معالجات التلدين أو التشحيم المتوسطة.

ما هي المنتجات التي تستخدم فيها الطرق الباردة؟

يتم استخدام الطرق البارد لإنتاج مجموعة واسعة من المنتجات في مختلف الصناعات. تعتبر هذه العملية مناسبة بشكل خاص لإنتاج كميات كبيرة من الأجزاء التي تتطلب دقة وقوة عالية. فيما يلي بعض المنتجات الشائعة المصنوعة من خلال الطرق البارد:

مكونات السيارات

السحابات والمسامير: تستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات ويمكن تصنيعها بدقة من خلال الطرق الباردة.

التروس: تستفيد التروس عالية الدقة لناقلات الحركة ومجموعات الحركة من القوة المحسنة بسبب تصلب العمل.

الأعمدة: يمكن أن يؤدي التشكيل على البارد إلى إنشاء أعمدة قوية ودقيقة للاستخدام في تطبيقات السيارات المختلفة.

محاور العجلات: تتمتع محاور العجلات المطروقة على البارد بالقوة والدقة المطلوبة لصناعة السيارات.

سباقات المحامل: تعد الدقة العالية والتشطيب السلس للسطح أمرًا بالغ الأهمية لسباقات المحامل، والتي يمكن تحقيقها عن طريق الحدادة على البارد.

الكهربائية والإلكترونية

الموصلات: تستفيد الموصلات الكهربائية من التوصيل الجيد والأبعاد الدقيقة التي يمكن أن توفرها عملية التشكيل على البارد.

المحطات الطرفية: تتطلب المحطات الطرفية أشكالًا دقيقة وخصائص مواد جيدة، والتي يمكن أن تحققها عملية التشكيل على البارد دون الحاجة إلى تصنيع إضافي.

أجهزة البناء والتشييد

المسامير والمسامير: هذه أجزاء بسيطة يتم إنتاجها غالبًا بكميات هائلة عن طريق الطرق البارد.

البراغي والصواميل: يمكن تشكيل الخيوط على البارد لإنشاء ملف تعريف خيط أقوى مع مقاومة أفضل للتعب.

الأدوات والأجهزة

الشدات والمفكات: الأدوات التي تتطلب شكلاً محددًا ومتانة عالية يتم تصنيعها عادةً من خلال الطرق البارد.

مكونات الأدوات اليدوية: يمكن تصنيع المكونات المختلفة للأدوات اليدوية، مثل المقابس، باستخدام الطرق الباردة.

مكونات الفضاء الجوي

السحابات والدبابيس: غالبًا ما يتم تصنيع أدوات التثبيت من الدرجة الفضائية التي يجب أن تتحمل الأحمال العالية باستخدام الطرق الباردة لضمان القوة والدقة.

مكونات معدات الهبوط: يمكن تشكيل بعض أجزاء نظام معدات الهبوط على البارد لتحقيق القوة والتفاوتات المطلوبة.

بضائع المستهلكين

مكونات الساعة: يمكن تصنيع المكونات الصغيرة والدقيقة في الساعات باستخدام الطرق الباردة.

أدوات المطبخ: يمكن إنتاج عناصر مثل السكاكين أو مقابض الأدوات التي تتطلب قوة معينة ولمسة نهائية من خلال التشكيل على البارد.

أجهزة طبية

الغرسات: يمكن تشكيل بعض الغرسات الطبية على البارد للاستفادة من خصائص المواد والدقة التي توفرها العملية.

الأدوات الجراحية: الأدوات المستخدمة في الجراحة والتي تتطلب الدقة والقوة يمكن صناعتها من خلال الحدادة على البارد.

يعتمد اختيار الطرق على البارد كعملية تصنيع على خصائص المواد المطلوبة، وهندسة الأجزاء، واقتصاديات الإنتاج. نظرًا للقوة العالية والتشطيب الجيد للسطح ودقة الأبعاد التي توفرها، تعد عملية التشكيل على البارد عملية جذابة لتصنيع مجموعة متنوعة من المكونات المتينة والهامة في العديد من الصناعات.