I. التعريف الأساسي ومبدأ التشغيل
الانحناء المجوف والانحناء الصلب هما عمليتان ثني أساسيتان للتشكيل البارد للأنابيب ذات المقطع المربع. يكمن الاختلاف الأساسي في ما إذا كان الجدار الداخلي للأنبوب الفارغ مزودًا بالدعم والضغط أثناء عملية التشكيل. معًا، يشكلون عملية التشكيل الأساسية للأنابيب ذات المقطع المربع بدءًا من شرائح الصلب/الأنابيب الدائرية الفارغة وحتى المقطع العرضي المربع-.
1. الانحناء الحقيقي (انحناء الضغط)
يشير الانحناء الحقيقي إلى "الانحناء تحت ظروف الضغط"، وهي طريقة تشكيل حيث تتلامس كل من بكرات التشكيل الخارجية والداخلية مع الجدران الداخلية والخارجية لقضيب الأنبوب في وقت واحد، وتطبق الضغط والضغط ثنائي الاتجاه.
- عملية التشغيل: محطة التشكيل مجهزة بكل من الأسطوانة الخارجية والأسطوانة الداخلية. عندما تمر قطعة الأنبوب، تلتصق البكرات الخارجية والداخلية على التوالي بالجوانب الخارجية والداخلية لجدار الأنبوب، وتطبق الضغط في نفس الوقت لتقييد وضغط منطقة الانحناء تمامًا، مما يجبر المادة على إكمال انحناء الزاوية وفقًا لشكل الأسطوانة. تكون منطقة التشوه دائمًا تحت القيود الصارمة للقالب.
- تأثير التشوه الأساسي: تتعرض المادة الموجودة في الجانب الخارجي من منطقة الانحناء للشد، بينما تتعرض المادة الموجودة في الجانب الداخلي للضغط. التأثير الكلي هو تأثير ترقق الشد - يقصر الطول الطولي لخط الانحناء قليلاً، وسيصبح جدار الأنبوب عند زاوية الانحناء رقيقًا بسبب التوتر.
2. الانحناء الفارغ (الانحناء المعلق)
يشير الانحناء الفارغ إلى "الانحناء حيث يتم تعليق الجدار الداخلي". إنها عملية حيث تتصل الأسطوانة الخارجية فقط بالجدار الخارجي لقضيب الأنبوب، ولا توجد أسطوانة داعمة على الجدار الداخلي. يتم تشكيل الشكل من خلال التشوه غير المباشر بواسطة لحظة الانحناء.
- عملية التشغيل: في محطة التشكيل، يتم ترتيب بكرات التشكيل فقط على الجانب الخارجي من قضيب الأنبوب، في حين لا توجد بكرات على الجانب الداخلي. بعد أن تمارس الأسطوانة الخارجية الضغط على جدار الأنبوب، يتم تشكيل لحظة الانحناء بناءً على صلابة المقطع العرضي-لقضيب الأنبوب، مما يتسبب في تشوه البلاستيك في منطقة الانحناء. المادة الداخلية في حالة "معلقة" من التشوه الحر.
- تأثير التشوه الأساسي: يتم ضغط المادة الموجودة في منطقة الانحناء ككل، مما يؤدي إلى تأثير سماكة الضغط - يستطيل الطول الطولي للخط المنحني قليلاً، وعند زاوية الانحناء، سيتم سماكة المعدن بسبب تراكم الضغط.
ثانيا. الأهمية الأساسية للعملية
ليست هناك علاقة تبادلية بين العمليتين ولكنهما تقنيات أساسية متكاملة في إنتاج الأنابيب ذات الأشكال المربعة المشكلة على البارد. وتكمن قيمتها في:
1. استيفاء كافة مواصفات متطلبات التشكيل:
يؤدي الانحناء الحقيقي إلى حل مشكلة ثبات الأنابيب المربعة السميكة-ذات الجدران والعالية الدقة-؛ يحل الانحناء الفارغ صعوبات تشكيل الزوايا الدائرية الصغيرة-، والجدران الرقيقة، والمقاطع العرضية المعقدة-، مما يسد الفجوة التكنولوجية التي لا يمكن تحقيقها عن طريق الانحناء الحقيقي.
2. الموازنة بين الدقة والكفاءة:
يضمن الانحناء الحقيقي دقة الأبعاد والزوايا، بينما يدعم الانحناء الفارغ -الثني المتزامن متعدد التمريرات وتشطيب الحواف، مما يعزز كفاءة الإنتاج وتعقيد المنتج للوحدة.
3. التكيف مع خصائص المواد المختلفة:
بالنسبة للمواد ذات اللدونة الضعيفة والمعرضة للتشقق، يمكن أن يؤدي الانحناء الفارغ إلى تجنب خطر الكسر الناجم عن انخفاض السُمك بسبب التمدد في الانحناء الحقيقي؛ بالنسبة إلى المواد السميكة ذات الجدران العالية-عالية القوة-، يمكن للانحناء الحقيقي التحكم في الارتداد وضمان ثبات التشكيل.
في آلات الثني الباردة الفعلية، عادةً ما يتم استخدام الاثنين معًا: التمريرات القليلة الأولى تكمل تشكيل الزاوية الرئيسية من خلال الثني الفعلي، بينما تحقق التمريرات الأخيرة تحسين القسم وتصحيح طول الحافة من خلال الانحناء الفارغ.
ثالثا. مقارنة شاملة بين المزايا والعيوب
| البعد المقارنة | الانحناء الفعلي | هولو بيند |
| طريقة التشكيل | ضغط في اتجاهين-بواسطة بكرات داخلية وخارجية، وتشكيل مقيد بالكامل | فقط الأسطوانة الخارجية تطبق الضغط، والجدار الداخلي معلق، ويشكل لحظة الانحناء |
| خصائص التشوه | تأثير التمدد والترقق، يصبح جدار الأنبوب أرق عند نقطة الانحناء | تأثير الضغط والسماكة، يثخن جدار الأنبوب عند نقطة الانحناء |
| المزايا الأساسية |
1. انتعاش صغير للغاية، زاوية تشكيل عالية ودقة الحجم 2. التحكم الدقيق في الزاوية الداخلية R، شكل الأسطوانة الدقيق يؤدي إلى تناسق جيد للمنتج 3. ثبات قوي في تشكيل الأنابيب ذات الجدران السميكة-، ومن غير المرجح أن تفقد أجزاء الحافة الاستقرار |
1. يمكن أن تشكل زوايا داخلية صغيرة للغاية (R <0.2t، t هو سمك الجدار) وليست عرضة للكسر 2. يمكن تحقيق الانحناء المتزامن والتشطيب للحافة العلوية/الحافة الجانبية، ومناسبة للأقسام المعقدة 3. ضغط اتصال الأسطوانة صغير، وتآكل القالب أقل، وعمر خدمة أطول |
| العيوب الأساسية | 1. جدار الأنبوب عند نقطة الانحناء يتم تمديده وتخفيفه، مما يقلل من القوة المحلية 2. خط الانحناء لديه انكماش طولي، ويجب تعويض الطول مقدمًا 3. تتحمل الأسطوانة ضغطًا كبيرًا، وتتآكل بسرعة، وتكاليف الصيانة أعلى |
1. من الصعب التحكم في الارتداد، دقة التشكيل أضعف من الانحناء الكامل 2. عندما يكون الضغط مرتفعًا جدًا، فإن عدم استقرار الحافة وعيوب تقعر الجدار الجانبي تكون عرضة لحدوثها 3. تشكيل الأنابيب ذات الجدران الرقيقة- يكون عرضة للتجعد، ومتطلبات الضبط لأداة الآلة عالية |
رابعا. السيناريوهات القابلة للتطبيق
التطبيقات الرئيسية لعملية الثني الفعلية:
- عملية التشكيل الرئيسية للأنابيب السميكة-المربعة والمستطيلة والأنابيب الفولاذية المربعة والمستطيلة عالية القوة-؛
- الأنابيب الهيكلية المربعة والمستطيلة ذات المتطلبات الصارمة لدقة الأبعاد وتحمل الزوايا (كما هو الحال في آلات البناء، وهياكل البناء الفولاذية، وإطارات السيارات)؛
- إنتاج دفعة من الأنابيب المربعة والمستطيلة ذات الحجم القياسي- بزوايا R- مشتركة (R أكبر من أو يساوي 0.5t).
التطبيقات الرئيسية للانحناء المجوف:
- تشكيل-أنابيب مربعة ومستطيلة ذات جدران رفيعة، بالإضافة إلى أنابيب مربعة ومستطيلة صغيرة الحجم-؛
- ديكور وأثاث-أنابيب مربعة ومستطيلة ذات زوايا داخلية صغيرة للغاية R؛
- تمريرات متعددة- للتشطيب وتصحيح الحواف للأنابيب المربعة والمستطيلة الخاصة-ذات الشكل وغير-القياسية؛
- تجنب التشقق الناتج عن الانحناء والتمدد الفعلي للأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ وسبائك الصلب المربعة والمستطيلة ذات اللدونة الضعيفة.
V. معايير الاختيار: كيفية الاختيار بين الانحناءات المجوفة والانحناءات الصلبة
في عمليات اختيار الإنتاج والمشتريات الفعلية، يمكن استخدام الأولويات التالية للحكم:
1. على أساس سمك الجدار
بالنسبة للمواصفات ذات سمك جدار أكبر من أو يساوي 4 مم أو تلك التي تحتوي على نسبة عالية من المقاطع السميكة، يفضل استخدام تقنية الانحناء الصلب لضمان الاستقرار؛ بالنسبة للأنابيب ذات الجدران الرقيقة- التي يبلغ سمك جدارها أقل من أو يساوي 2 مم، يفضل الانحناء المجوف لتجنب التخفيف المفرط.
2. بناءً على قيمة الزاوية الداخلية المطلوبة R:
بالنسبة للأنابيب ذات الزوايا الحادة-المربعة أو المستطيلة بقيمة R أقل من 0.2t، فإن الانحناء المجوف هو الخيار الوحيد؛ بالنسبة لقيم R التقليدية (0.5t - 2t)، يفضل الانحناء الصلب لضمان الدقة.
3. بناءً على متطلبات الدقة
بالنسبة لسيناريوهات -محمل الحمل الهيكلي-والتجميع عالي الدقة، يتم تحديد تقنية الانحناء الصلب؛ بالنسبة للأغطية الزخرفية والواقية والسيناريوهات الأخرى غير الحاملة-للأحمال، يمكن اختيار تقنية الانحناء المجوف.
4. على أساس خصائص المواد:
يعتبر الفولاذ الكربوني والفولاذ-السبائكي العالي القوة-المنخفض مناسبًا للثني الصلب؛ يُفضل استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك الفولاذ- العالية، وما إلى ذلك، ذات اللدونة المنخفضة، في الثنيات المجوفة.
5. استنادًا إلى مدى تعقيد المقطع العرضي-:
تتم معالجة المقاطع العرضية المربعة والمستطيلة القياسية-بشكل أساسي عن طريق الانحناء الصلب؛ تتطلب المقاطع العرضية المعقدة- ذات الأشكال غير المنتظمة والانحناءات المتعددة مجموعة من عمليات الانحناء المجوفة.
