ما هو إسقاط تزوير؟ العملية والفوائد والاستخدامات والتكاليف

ما هو تزوير قطرة؟

إن عملية التشكيل بالسقوط هي عملية تشكيل المعدن حيث يتم تشكيل قطعة معدنية ساخنة من خلال "قطرات" متكررة عالية الطاقة (ضربات بالمطرقة) بين القوالب. يجبر التأثير المعدن على التدفق إلى تجويف القالب، مما ينتج عنه أجزاء قوية وكثيفة مع تدفق حبيبي يتبع شكل المكون.

من الناحية العملية، يتم اختيار الحدادة عندما تحتاج إلى قوة عالية ومقاومة التعب في أجزاء مثل مفاتيح الربط أو قضبان التوصيل أو مكونات المحور أو الخطافات أو الأقواس الهيكلية - خاصة في الكميات المتوسطة إلى العالية حيث يمكن إطفاء تكلفة القالب.

كيف يعمل التزوير في متجر نموذجي

في حين أن التسلسل الدقيق يختلف حسب المادة وهندسة الأجزاء، فإن معظم المكونات المزورة تتبع نفس سير العمل:

خطوات العملية الأساسية

• قم بتقطيع مخزون القضبان/القضبان إلى وزن متحكم فيه (كلما اقترب الوزن، قل الوميض وإعادة العمل).
• قم بتسخين البليت (يتم إجراء عملية الحدادة الساخنة عادة في ~900-1250 درجة مئوية النطاق يعتمد على السبائك. يستخدم الألومنيوم والتيتانيوم نوافذ أقل خاصة بالسبائك).
• قم بتشكيل المعدن (غالبًا في قوالب الحواف/الحشو) لتوزيع الحجم حيث يحتاج الجزء إليه.
• قم بإنهاء التشكيل في قالب مغلق مع قطرات متكررة حتى يمتلئ التجويف ويتشكل الوميض عند خط الفراق.
• فلاش القطع (يموت أو يضغط بشكل منفصل)، ثم يتم تطبيعه/معالجته بالحرارة حسب الحاجة.
• قم بتنظيف الأسطح وتفجيرها والأسطح الحرجة للآلة (الثقوب ومقاعد المحمل والخيوط) حتى الوصول إلى التسامح النهائي.

يمكن أن يأتي "السقوط" من مطرقة الجاذبية أو المطرقة الكهربائية أو المكبس اللولبي. وبغض النظر عن نوع الآلة، فإن المفتاح هو التشوه السريع عالي الضغط الذي يضغط المعدن ويحاذي بنيته المجهرية.

لماذا تكون الأجزاء المزورة عادة أقوى

تعمل عملية التطريق على تحسين الأداء الميكانيكي بشكل رئيسي من خلال التدفق المعدني المتحكم فيه:

محركات القوة العملية

• يتبع تدفق الحبوب شكل الجزء ، والذي غالبًا ما يعزز مقاومة التعب مقارنةً بجزء مُجهز بالكامل من شريط حيث يتم قطع الحبوب.
• انخفاض المسامية الداخلية من العديد من المسبوكات لأن المعدن يتم ضغطه لدنًا بدلاً من ترسيخه في مكانه.
• بنية مجهرية محسنة من التشوه والمعالجة الحرارية التي يتم التحكم فيها، مما يحسن المتانة والاتساق من مجموعة إلى أخرى.

مثال: يمكن لأداة يدوية مطروقة (مثل مفتاح الربط) أن تتحمل دورات عزم دوران عالية متكررة لأن تدفق الحبوب يلتف حول المقبض والفك، مما يقلل من بدء التشقق عند تركيزات الضغط مقارنة بأداة مقطوعة من لوح أو قضيب.

إسقاط تزوير مقابل الصب مقابل الآلات

تعتمد العملية الصحيحة على أهداف القوة والهندسة والتكلفة الإجمالية بالحجم المتوقع. تسلط هذه المقارنة الضوء على المقايضات العملية.

قاعدة أساسية مفيدة: إذا كان الجزء سيشهد تأثيرًا متكررًا أو تحميلًا دوريًا (الأدوات، مجموعة نقل الحركة للسيارات، أجهزة الرفع)، فإن الحدادة بالسقوط غالبًا ما تفوز بالمتانة حتى لو كانت لا تزال بحاجة إلى المعالجة النهائية.

الأنواع الشائعة من تزوير القطرات

عادةً ما يتم تجميع عملية التزوير حسب تكوين القالب ودرجة الحرارة. تساعدك معرفة الفئة على التنبؤ بتشطيب السطح والتفاوتات واحتياجات ما بعد المعالجة.

القالب المفتوح مقابل القالب المغلق (قالب الظهور)

• قالب مفتوح: يتم تشكيل المعدن بين قوالب مسطحة/بسيطة؛ جيد للأعمدة الكبيرة والأعمال ذات الحجم المنخفض، ولكن التحكم بشكل أقل في الشكل الشبكي.
• قالب مغلق (قالب الانطباع): يتدفق المعدن إلى تجويف. الأفضل للأشكال القريبة من الشبكة القابلة للتكرار وعمليات الإنتاج.

حار مقابل دافئ مقابل بارد

• تزوير الساخنة: الأكثر شيوعاً؛ أسهل في تشكيل وتعبئة القوالب، وهو الأفضل للسبائك الصلبة والتشوهات الأكبر.
• تزوير دافئ: درجة حرارة متوسطة يمكن أن يحسن التحكم في الأبعاد ويقلل الحجم مقارنة بالتزوير الساخن.
• تزوير الباردة: أفضل تشطيب للسطح والتحكم في الأبعاد، ولكن تشوهًا محدودًا وأحمال ضغط أعلى؛ غالبا ما تستخدم للمثبتات والمكونات الصغيرة.

قواعد التصميم التي تجعل عملية التزوير ناجحة

تأتي العديد من مشكلات التزوير من مشكلات ملء القالب أو متطلبات التشطيب المفرطة. تعمل قواعد التصميم هذه على تقليل الخردة والتكلفة.

الهندسة وملء القالب

• استخدم شرائح وأنصاف أقطار سخية لتجنب الزوايا الحادة التي تحد من تدفق المعدن.
• قم بتضمين زوايا السحب بحيث يتم تحرير الجزء من القالب (عادةً ما يعني المزيد من المسودة سهولة الإخراج وعمر القالب الأطول).
• ضع خط الفراق لتقليل القطع السفلية وتقليل تعقيد التشذيب.
• التحولات سمك التوازن. قد لا تمتلئ المقاطع الرقيقة المفاجئة قبل أن يبرد المعدن.

بدلات التسامح والتصنيع

عادةً ما يتم إنتاج المطروقات المسقطة كأشكال قريبة من الشبكة، ثم يتم تشكيلها حيثما تكون الدقة مهمة (مقاعد المحامل، والتجويف، والوجوه). يعد التخطيط لمخزون الآلات مبكرًا أمرًا بالغ الأهمية: فالكمية القليلة جدًا من المخزون تخاطر بتجاوز الأسطح المسموح بها؛ يؤدي وجود الكثير من المخزون إلى زيادة وقت الدورة وإهدارها.

فحص الجودة والعيوب الشائعة

يعتبر التزوير بالسقوط قويًا، ولكن يمكن أن تحدث العيوب عندما تنحرف درجة الحرارة أو التشحيم أو وزن الكتلة أو انحراف محاذاة القالب. يؤدي اكتشاف المشكلات في وقت مبكر إلى منع المعالجة الباهظة الثمن لأجزاء الخردة.

العيوب النموذجية وماذا تعني

• نقص الملء (الأقسام غير المملوءة): غالبًا ما يكون السبب هو انخفاض درجة حرارة الخام أو عدم كفاية الطاقة أو الميزات الرقيقة جدًا.
• لفات / طيات: يطوي المعدن على نفسه؛ مرتبطة بتصميم التشكيل السيئ أو قيود التدفق.
• عدم التطابق عند خط الفراق: يموت اختلال. يظهر كخطوة تزيد من القطع والتصنيع.
• تكسير: التشوه الزائد عند درجة حرارة منخفضة أو ضعف التحكم في نافذة السبائك/العملية.

طرق التفتيش الشائعة

• فحوصات الأبعاد باستخدام أجهزة القياس/CMM للميزات المهمة.
• اختبار اختراق الجسيمات المغناطيسية أو الصبغة للشقوق السطحية (يعتمد التطبيق على السبائك والمواصفات).
• اختبار الموجات فوق الصوتية للانقطاعات الداخلية في المكونات الحيوية للسلامة.
• التحقق من الصلابة والبنية المجهرية بعد المعالجة الحرارية.

محركات التكلفة ومتى يكون تزوير السقوط يستحق كل هذا العناء

يمكن أن يكون التزوير بالسقوط فعالاً من حيث التكلفة، ولكن فقط عندما يبرر الجزء والحجم الأدوات والإعداد. إن فهم محركات التكلفة يساعدك على اتخاذ القرار بسرعة.

ما يؤثر أكثر على السعر

• تعقيد تصميم القالب: المزيد من الميزات والتجويفات العميقة تزيد من تكلفة القالب وارتداءه.
• التحكم في وزن المواد والقضبان: تزيد القضبان الأثقل من تكلفة المواد؛ الوزن غير المتناسق يثير الخردة.
• فلاش وتقليم: المزيد من الفلاش يعني انخفاض إنتاجية المواد والمزيد من المعالجة.
• مرحلة ما بعد المعالجة: غالبًا ما تهيمن المعالجة الحرارية والسفع بالخردق والتصنيع على التكلفة الإجمالية للأجزاء شديدة التحمل.

دليل عملي للقرار

عادةً ما يكون تزوير القطرات خيارًا قويًا عندما تحتاج إليه قوة قابلة للتكرار و حياة التعب العالية ، وتتوقع كمية كافية لتوزيع تكلفة الأدوات عبر المدى. بالنسبة للنماذج الأولية أو التجاويف الداخلية شديدة التعقيد، قد تكون المعالجة أو الصب أسرع وأرخص.

الاستنتاج

الحدادة بالسقوط هي عملية تشكيل المعدن عن طريق قطرات المطرقة المتكررة بين القوالب، مما يؤدي إلى إنتاج أجزاء قوية ومتينة مع تدفق محبب مناسب. إنها الأكثر قيمة بالنسبة للمكونات والأدوات الحاملة حيث تكون مقاومة الكلال مهمة، خاصة عندما يكون حجم الإنتاج يبرر استخدام أدوات القالب والتحكم في مرحلة ما بعد المعالجة.