التشكيل بالدلفنة هي عملية تشكيل المعادن تُستخدم لتشكيل الصفائح المعدنية في مقاطع جانبية مخصصة باستخدام سلسلة من حوامل الدرفلة المتتالية. وهي تسمح بالإنتاج المستمر لأجزاء متغيرة المقطع العرضي بمعدل مرتفع. ماكينات تشكيل القنوات مصممة خصيصًا لتكوين مقاطع القنوات، والتي لها مقطع عرضي على شكل حرف C.
كيفية عمل تشكيل لفة القناة
تقوم ماكينة تشكيل القنوات بالدلفنة بتشكيل مقاطع القنوات عن طريق تمرير شريط الصفائح المعدنية من خلال سلسلة من حوامل الدرفلة. يقوم كل حامل بتشكيل الصفيحة تدريجياً في شكل القناة المطلوبة على شكل حرف C.
تبدأ العملية بتلقيم شريط مسطح من الصفيحة المعدنية في ماكينة تشكيل اللفائف. يمر الشريط من خلال آلية تقويم لإزالة أي انحناء لفائف. ثم يدخل بعد ذلك إلى حوامل التشكيل، حيث يقوم كل منها بعمل انحناءات صغيرة حتى الوصول إلى الشكل النهائي.
تشمل المكونات الرئيسية لماكينة تشكيل لفة القناة ما يلي:
- فك الغطاء تلقيم شريط لفائف الصفيحة المعدنية في الماكينة
- جدول التغذية: يدعم الشريط ويوجهه خلال العملية
- حوامل التشكيل: قم بثني الشريط وتشكيله تدريجياً في أقسام القناة
- مكبس القطع: تقطيع القنوات الجاهزة حسب الطول
تستخدم حوامل التشكيل بكرات فولاذية مقواة منقوشة بالشكل الجانبي المطلوب. تدور البكرات العلوية والسفلية لإمساك الشريط وثنيه أثناء مروره. يقوم كل حامل بعمل ثني تدريجي صغير، عادةً من 5-15 درجة.
وبحلول الوقت الذي يخرج فيه الشريط من الحامل الأخير، يكون قد تم ثنيه في شكل القناة النهائية على شكل حرف C. ثم تنتقل القنوات بعد ذلك إلى مكبس القطع ليتم تقطيعها إلى الطول المطلوب. يتم تفريغها لمزيد من المعالجة أو الاستخدام المباشر.
فوائد القنوات المشكلة بالدرفلة
يوفر التشكيل بالدلفنة على القنوات العديد من المزايا مقارنةً بعمليات تشكيل المعادن الأخرى:
- إنتاجية عالية: يمكن إنتاج القنوات بكميات كبيرة بسرعات خطية عالية تصل إلى 100 متر/دقيقة
- المرونة: يمكن تغيير الملامح عن طريق تعديل أو استبدال البكرات
- الدقة: القنوات لها أبعاد دقيقة على طولها بالكامل
- الجودة: يتم تحقيق ملامح متناسقة وتشطيبات سطحية ناعمة
- منخفضة التكلفة: يؤدي الإنتاج الفعال إلى توفير في التكاليف مقارنة بالطرق الأخرى
- وفورات مادية: يتم إنتاج خردة أقل مقارنةً بالختم أو التصنيع
- القوة: يعمل التصلب أثناء التشكيل على تحسين القوة
هذه المزايا تجعل القنوات المشكلة بالدلفنة مثالية للإنتاج بكميات كبيرة. يمكن استخدام القنوات مباشرة أو دمجها في هياكل وتركيبات مختلفة.
مكونات ماكينة تشكيل لفة القناة
تتضمن خطوط تشكيل القنوات الدوارة مجموعة من المكونات والأنظمة الفرعية. وتشمل هذه المكونات:
معدات التفكيك
يتم توريد شريط الصفائح المعدنية في لفائف كبيرة تزن عدة أطنان. تُستخدم معدات فك اللفائف مثل آلة فك اللفائف أو البكرة لفك اللفائف وتغذية الشريط في ماكينة تشكيل اللفائف. تعمل بعض الميزات مثل فك اللفائف الآلي وعربة اللفائف ورافعات مناولة اللفائف على أتمتة العملية.
جدول التغذية
وهي عبارة عن هيكل طاولة مسطحة تدعم الشريط أثناء دخوله في ماكينة التشكيل بالدلفنة. تقوم بتوسيط الشريط وتوجيهه في مسار مستقيم إلى حوامل التشكيل. قد تحتوي طاولة التغذية على ميزات تغذية آلية أو آلية.
حوامل التشكيل
قلب الماكينة. عادةً ما تقوم 10-16 حامل تشكيل بثني الشريط بشكل تدريجي لتشكيل شكل القناة. يتكون كل حامل من:
- لفات علوية وسفلية منقوشة بالملامح الخارجية
- العلب الداعمة لأعمدة الدوران
- آليات تعديل التدحرج
- محركات المحرك وناقل الحركة
تسمح محطات التشكيل سريعة التغيير بتغييرات سريعة في التشكيل الجانبي. وغالباً ما تكون الحوامل معيارية لتحقيق المرونة.
محطة القص
تقوم ماكينة قص تعمل بالطاقة بتقطيع القنوات النهائية إلى الطول عند خروجها من حامل التشكيل الأخير. يجب أن تتطابق قدرة القص مع حجم القناة وسُمك المادة.
جداول التحويل
تنقل الناقلات الأسطوانية أجزاء القناة من القص إلى العمليات غير المتصلة بالإنترنت مثل محطات إزالة الأزيز أو الوسم أو التعبئة أو التصنيع.
نظام التحكم
تقوم أدوات التحكم القائمة على PLC بتنسيق تسلسل تشكيل اللفائف. فهي تتحكم في وظائف مثل سرعة تغذية الشريط، وعدد دورات البكرة في الدقيقة، وتشغيل القص، وطاولات النقل.
معدات السلامة
تحمي حراس السلامة، والأسوار، وأجهزة التوقف في حالات الطوارئ، وغيرها من الأجهزة العمال وفقًا لمعايير سلامة الماكينات.
تشكيلات البكرات السابقة
ماكينات تشكيل القنوات متوفرة بتكوينات مختلفة:
التشكيل بالدلفنة الأفقية
يمر الشريط أفقيًا عبر الحوامل. سهل التشغيل ومناسب لمعدلات الإنتاج المنخفضة والمتوسطة.
التشكيل العمودي بالدرفلة
ينتقل الشريط عمودياً لأعلى من خلال الحوامل. يسمح بمعدلات إنتاج عالية ولكن الشرائط تتطلب دعماً ضد الجاذبية.
التشكيل بالدلفنة المنحنية
يتم ترتيب الحوامل على شكل حرف C منحني. تسمح بسرعات عالية وتتجنب التواء الشريط. يحتاج إلى مساحة أرضية إضافية.
التشكيل بالدلفنة بالرأس الدوارة أو الدوارة
يمر الشريط حول رأس دوّار مع تمريرات تشكيل حلزونية. ترتيب مدمج ولكن بسرعات أقل من الماكينات المضمنة.
يعتمد التصميم الأمثل للبكرات السابقة على أحجام القنوات ومعدلات الإنتاج ومتطلبات المساحة.
تصميم عملية التشكيل بالدرفلة
يُعد التصميم السليم للعملية أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج قنوات مدلفنة عالية الجودة:
- تصميم ملف تعريف القناة باستخدام التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)
- تطوير خطة الانحناء المتتابعة
- تحسين الجدول الزمني لتمرير اللفة
- تصميم ممر البكرة - المظهر الجانبي، والخطوط، والخطوط المطابقة
- المحاكاة الافتراضية باستخدام FEA
- التحقق من صحة النموذج الأولي على ماكينة التشكيل بالدلفنة
- وضع اللمسات الأخيرة على تصميم ممر التمرير
هناك حاجة إلى مهندسين ذوي خبرة في التشكيل بالدلفنة لتحويل شكل القناة إلى عملية إنتاج قوية. تقلل النماذج الأولية الافتراضية باستخدام التصميم بمساعدة الحاسوب و FEA من وقت التطوير والتكلفة.
أدوات التشكيل بالدرفلة
تتكون الأدوات من البكرات التي تشكل في الواقع شكل القناة. عوامل تصميم الأدوات الرئيسية هي:
مواد اللفائف
- لفائف الصلب المدرفلة على الساخن أو المدرفلة على البارد بصلابة 58-62 HRC
- أداميت لعمر افتراضي طويل
- أكمام حديدية أو فولاذية متقلصة تناسب الأجزاء الأساسية الفولاذية
تصنيع اللفائف
- التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي لللفائف مع النقش الجانبي
- المعالجات السطحية مثل النيترة لزيادة الصلابة
هندسة التدحرج
- مطابقة الملف الشخصي بين اللفائف العلوية والسفلية
- تصميم محيطي لتجنب التموجات
- أنصاف الأقطار والشرائح والتنعيم
الشرائح ومحركات الأقراص
- الأعمدة المحزومة تنقل عزم الدوران من علبة التروس إلى البكرات
- تسمح دبابيس المحرك بتعديل التدحرج الطولي
يعمل مهندسو الأدوات المتمرسون على تحسين هندسة البكرات للحصول على قنوات عالية الجودة وعمليات إنتاج طويلة.
إعداد خط التشكيل بالدرفلة
عند تركيب نظام تشكيل القنوات الدوارة:
- قم بتثبيت الماكينة بإحكام على الأرضية
- قم بتسوية جميع الحوامل والمكونات
- سلسلة محاذاة حوامل التشكيل في اتجاه الماكينة
- تركيب الخزانات الكهربائية والأسلاك وأجهزة التحكم الكهربائية
- إضافة أي أجهزة حراسة السلامة
- اختبار التشغيل للتأكد من سلاسة التشغيل
يجب أن يكون الإعداد دقيقًا جدًا لتتبع الشريط ومحاذاته بشكل صحيح من خلال حوامل الأسطوانة. يُنصح بالخدمة الميدانية من الشركة المصنعة للماكينة.
معلمات عملية التشكيل بالدرفلة
تشمل معلمات العملية الرئيسية ما يلي:
- عرض الشريط: 25 مم إلى 2500 مم ممكن
- سماكة الشريط: نطاق سُمك 0.5 إلى 8 مم
- مادة الشريط: الفولاذ الطري، الفولاذ المقاوم للصدأ، الألومنيوم
- سرعة التشكيل: حتى 100 متر/الدقيقة بناءً على الملف الشخصي
- طول القطع: من 0.5 متر إلى 15 متر (مضبوطة بالقص)
يجب أن تتطابق حدود سعة الماكينة مع مواصفات القناة المطلوبة.
اعتبارات تصميم الملف الشخصي للقناة
تؤثر هندسة القناة على قابلية التشكيل والجودة والأدوات. عوامل يجب مراعاتها:
- عمق القناة مقابل عرضها: القنوات العميقة والضيقة أكثر صعوبة في التدحرج
- نصف القطر الداخلي: نصف القطر الأكبر أسهل في التكوين
- زوايا الحائط: انحناءات تدريجية موزعة على المزيد من المدرجات
- تسطيح الويب: تساعد الشبكة المحدبة على تجنب الانحرافات
- الشفاه: قد تحتاج الشفاه العريضة إلى لفات دعم
- التماثل: الملامح العلوية والسفلية المتشابهة مثالية
تجنب الجدران السميكة والمنحنيات الضيقة. تتحقق محاكاة FEA من صحة تصميم المظهر الجانبي.
المعادن المناسبة للتشكيل بالدرفلة
تشمل المعادن المشكلة بالدرفلة الأكثر شيوعًا ما يلي:
- الفولاذ الطري: فولاذ منخفض الكربون مع قابلية تشكيل جيدة. الأكثر اقتصادية.
- فولاذ عالي القوة: أقوى ولكن أصعب في التشكيل. قد تحتاج إلى المزيد من تمريرات التشكيل.
- الفولاذ المقاوم للصدأ: أغلى ثمناً ولكنه يتمتع بمقاومة عالية للتآكل. يحتاج إلى أدوات عالية الدقة.
- ألومنيوم: خفيف الوزن ومقاوم للتآكل ولكن من الصعب تشكيله دون تشقق.
من الممكن أيضاً طلاء الفولاذ المطلي مسبقاً وطلاء الفولاذ المجلفن.
العمليات الثانوية
تشمل العمليات الثانوية الشائعة بعد التشكيل بالدلفنة ما يلي:
- القطع: قص القنوات إلى أطوال محددة
- ثقب الثقب: ثقب الثقوب للتوصيلات
- إدخال الأجهزة: تثبيت المشابك والأقواس والموصلات
- التعبئة والتغليف: الربط والتكديس والتكديس والتغليف للنقل
- تصنيع إضافي: التوصيل واللحام والتثبيت الميكانيكي
يمكن للمناولة الآلية للقطع أن تدمج العمليات الثانوية لتحقيق إنتاجية عالية.
تطبيقات تشكيل القنوات بالدرفلة
تشمل الاستخدامات الشائعة لمقاطع القنوات المشكلة بالدلفنة ما يلي:
- تشييد المباني: مسامير الإطار، ومقاطع النوافذ، والكسوة، والمدادات، والدعامات
- الهياكل على السطح: الأسقف القائمة والستائر والممرات وإطارات الألواح الشمسية
- رفوف وأرفف: أرفف السوبر ماركت، والرفوف الصناعية، وأنظمة التخزين
- الأثاث: الكراسي والمكاتب ووحدات العرض
- السيارات: قضبان السقف، والألواح الهزازة، وألواح الركض، وبطانات سرير الشاحنة
- الأجهزة: براميل الغسالة وبطانات الثلاجة
- حاويات الشحن: الألواح الجانبية والسقف والأبواب
- كهربائية: قضبان الناقلات، وصواني الكابلات، وصناديق التوصيل
توفر القنوات المشكلة بالدلفنة أداءً وظيفيًا ممتازًا مقترنًا بالكفاءة والاقتصاد.
مزايا التشكيل بالدرفلة على الطرق الأخرى
بالمقارنة مع طرق تشكيل المعادن الأخرى، فإن التشكيل بالدلفنة يوفر:
- انخفاض التكلفة مقابل الختم أو التصنيع
- إنتاجية عالية مع المعالجة الخطية المستمرة
- الوفورات المادية بسبب مدخلات الصفيحة المسطحة
- المرونة من أدوات تغيير اللف السريع
- القوة من العمل على البارد
- دقة جيدة على طول الطول الكامل
- أسطح عالية الجودة خالية من الاعوجاج أو التشويه
- مثالية للأجزاء الطويلة مثل تأطير البناء
- تشغيل هادئ مناسبة للمناطق المكتبية
هذه المزايا تجعل عملية التشكيل بالدلفنة العملية المفضلة لإنتاج القنوات، والأوتاد، ومقاطع الأسقف، والمكونات الأخرى ذات الحجم الكبير.
التعليمات
ما هي المواد التي يمكن تشكيلها بالدلفنة في قنوات؟
- الأكثر شيوعًا هي الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ عالي القوة والفولاذ المقاوم للصدأ. الألومنيوم ممكن أيضًا ولكنه صعب. يمكن أيضًا تشكيل المعادن النهائية مثل الفولاذ المجلفن والمطلي مسبقًا والفولاذ المقاوم للعوامل الجوية.
ما نطاق السماكة التي يمكن تشكيلها بالدلفنة؟
يمكن تشكيل 0.5 مم إلى حوالي 8 مم. المواد الأقل سمكًا قد تنبثق بشكل مفرط. تتطلب المواد الأكثر سمكًا المزيد من تمريرات التشكيل بالدلفنة.
كم يمكن أن يكون طول القناة المشكلة باللفافة؟
يمكن استخدام أطوال تصل إلى 15 مترًا. مقيدة فقط بحجم لفائف المواد وقدرات المناولة.
كم عدد الملامح المختلفة التي يمكن أن تصنعها الماكينة؟
وبفضل أدوات التغيير السريع، يمكن استخدام 100s من التشكيلات المختلفة على ماكينة واحدة. يستغرق تبديل البكرات من ساعة إلى ساعتين.
ما هي التفاوتات التي يمكن حملها على القناة؟
يمكن أن تحقق عملية التشكيل بالدلفنة تفاوتات تفاوتات تبلغ حوالي +/- 0.5 مم. تتطلب الدقة ضبط الأدوات بشكل جيد والتحكم في العملية.
ما مدى سرعة معدل الإنتاج؟
يمكن إنتاج ما يصل إلى 100 متر/الدقيقة حسب تعقيد التشكيل الجانبي. معدلات الإنتاج النموذجية هي 10-40 م/دقيقة.
ما مدى سرعة تغيير أدوات الدرفلة؟
مع الأدوات ذات نمط التغيير السريع، يستغرق تغيير المظهر الجانبي من ساعة إلى ساعتين. يستغرق تغيير الأدوات الثابتة وقتًا أطول.
ما هي الخبرة اللازمة لتصميم أدوات الدرفلة؟
يلزم وجود مهندسين ذوي خبرة في مجال أدوات الدرفلة لتطوير ملفات تعريف الجودة والمحاكاة والنماذج الأولية.
كيف ينبغي تصميم القنوات لسهولة التشكيل بالدلفنة؟
تجنّب الجدران السميكة وأنصاف الأقطار الضيقة والأشكال غير المتماثلة للغاية. كما تساعد الشبكات المحدبة وأنصاف الأقطار الكبيرة.
ما هي معدات السلامة التي يجب استخدامها في القوالب الدوارة؟
الحراسة الكاملة للماكينات، والتوقف في حالات الطوارئ، والإغلاق، ومعدات الوقاية الشخصية مثل حماية السمع ونظارات السلامة.
استنتاج
يوفر التشكيل بالدلفنة على شكل قناة طريقة اقتصادية لإنتاج مقاطع قنوات على شكل حرف C على نطاق واسع بدقة وقابلية للتكرار. وبفضل قدراتها على تشكيل مقاطع متنوعة من المواد الرقيقة إلى السميكة، فإن ماكينات تشكيل القنوات هي المعدات المثالية للتشييد والبناء والسيارات والتصنيع العام.
