الانحناء هو الانحناء التدريجي الذي يُطبق على الجدران الرأسية حتى يتسنى للقطعة أن تنفصل عن القالب. ولا يتطلب إضافته أي تكلفة أثناء التصميم، في حين أن إضافته لاحقًا تكون مكلفة، مما يجعله أحد أهم التفاصيل في رسم القطعة المصبوبة.
كما أنها التفصيلة التي غالبًا ما يتم تجاهلها، وعادةً ما يرجع ذلك إلى أن نماذج CAD تُصمم بجدران عمودية بشكل افتراضي، ولا يقوم أحد بمراجعتها قبل الإصدار. والنتيجة هي ظهور تعليق يتعلق بتصنيع التصميم (DFM) في مرحلة تقديم عرض الأسعار، ومراجعة للتصميم، وتأخير كان من الممكن تجنبه تمامًا.
يتناول هذا الدليل مقدار السحب المطلوب، والعوامل التي تؤثر على هذا المطلب، وما يحدث في حالة عدم توفر السحب الكافي.
لماذا يعد «درافت» ضروريًا
يتقلص البلاستيك ليلتصق باللب أثناء تبريده. ويؤدي هذا الانكماش إلى تثبيت القطعة في قالب الفولاذ، لذا يجب دفع القطعة لتحريرها من هذا التثبيت.
ينزلق جدار عمودي تمامًا على الفولاذ على طول طوله بالكامل أثناء عملية الإخراج. ويكون الاحتكاك شديدًا، مما يؤدي إلى مقاومة القطعة. أما إضافة انحناء طفيف، فيؤدي إلى انفصال الجدار عن الفولاذ فور بدء عملية الإخراج، ويصبح المسار المتبقي خاليًا من أي مقاومة.
هذا التأثير ليس هامشيًا. فالزاوية الصغيرة تحول عملية الإخراج الصعبة إلى عملية سهلة، لأن التلامس ينقطع في بداية الحركة بدلاً من أن يستمر طوالها.
الإرشادات العامة
كنقطة انطلاق بالنسبة للبلاستيك الحراري غير المملوء ذي التشطيب الميكانيكي القياسي، يُعد حوالي درجة واحدة لكل جانب معيارًا أساسيًا معقولاً للأعماق المتوسطة.
هذا الرقم هو نقطة انطلاق، وليس قاعدة ثابتة. هناك عدة عوامل تؤثر عليه بشكل كبير، وسوف تتناول بقية هذا الدليل هذه العوامل.
عندما يكون التصميم قادراً على استيعاب زاوية انحراف أكبر دون أن يؤثر ذلك سلباً على الأداء الوظيفي، فإن الزيادة في هذه الزاوية تُعد أمراً إيجابياً. فزاوية انحراف تبلغ درجتين أو ثلاث درجات تضمن إخراجاً أكثر موثوقية مقارنة بدرجة واحدة، ولا تترتب عليها أي تكلفة إضافية إذا سمحت الهندسة بذلك. وغالباً ما يحدد المصممون الحد الأدنى الذي يعتقدون أنه يمكنهم الاكتفاء به، في حين أن اختيار قيمة أكبر لم يكن ليثير أي مشكلة على الإطلاق.
ما الذي يزيد من الاحتياج؟
الملمس
العامل الأكبر، وهو الذي غالبًا ما يتم تجاهله.
السطح المزخرف عبارة عن سلسلة من التجاويف الصغيرة. فكل قمة ووادي في النقش يثبتان القطعة أثناء إخراجها، وكلما زادت عمق النقش، زادت قوة التثبيت.
تتطلب الأسطح المزخرفة زاوية ميل أكبر بكثير من الأسطح الملساء. ومن المبادئ التوجيهية العامة المتبعة في هذا المجال إضافة زاوية ميل تتراوح بين درجة واحدة ودرجة ونصف تقريبًا لكل 0.025 ملم من عمق النقش، بالإضافة إلى المتطلبات الأساسية. ولذلك، قد تتطلب النقوش العميقة عدة درجات.
ينشر موردو المواد الملمسية مسودات توصيات بشأن معاييرهم الخاصة بالملمس، سواء كانت SPI أو VDI أو مواصفات خاصة بهم. يُنصح بالرجوع إلى هذه التوصيات بدلاً من الاعتماد على التقديرات، نظرًا لوجود تباين كبير بين أنواع الملمس المختلفة.
يكمن الخطأ العملي هنا في تحديد نسيج في مرحلة متأخرة من عملية التصميم، بعد أن تم إعداد المسودة للحصول على تشطيب أملس. ونتيجة لذلك، يتعرض الجزء للاحتكاك والخدش وتظهر عليه علامات الإخراج، ولا يمكن تصحيح ذلك إلا إما بتقليل عمق النسيج أو بتعديل القالب.
العمق
تتطلب الملامح الأعمق عمقًا أكبر، وذلك لسبب هندسي بسيط: فالزاوية نفسها تنتج فاصلًا أكبر على طول جدار أطول، لكن مساحة التلامس الإجمالية تكون أكبر أيضًا.
تُعد الأضلاع الطويلة، والجيوب العميقة، واللباب الطويلة من المناطق التي عادةً ما تشكل مشكلة. وتُعد اللباب العميقة على وجه الخصوص صعبة، لأنها تتميز بمساحة سطح كبيرة، وتحيط بها مادة بلاستيكية آخذة في الانكماش، وغالبًا ما تكون رقيقة لدرجة أن الفولاذ نفسه يكون هشًا.
بالنسبة للمعالم العميقة، قم بزيادة السحب بما يتجاوز خط الأساس. وفي الحالات التي تكون فيها نسبة العمق إلى العرض عالية، يجب مناقشة هذه المعالم بشكل محدد في مرحلة تصميم الصلاحية للتصنيع (DFM) بدلاً من تطبيق رقم عام.
المواد
تختلف سلوكيات المواد عند طردها.
المواد ذات معدل الانكماش الأعلى تتقلص هذه المواد بشكل أقوى أثناء تبريدها، وتحتاج عمومًا إلى زاوية انحدار أكبر. وتقلص المواد شبه البلورية، مثل البولي بروبيلين والبولي إيثيلين والنايلون، أكثر من المواد غير المتبلورة.
مواد أكثر صلابة وأقل مرونة تكون أقل قدرة على الانثناء قليلاً أثناء الطرد، لذا فهي تحتاج إلى انحراف كافٍ بدلاً من الاكتفاء بانحراف هامشي.
المواد المملوءة, ، ولا سيما الأنواع المُعززة بالألياف الزجاجية، فهي أكثر صلابة وأكثر كشطًا، وتحتاج عمومًا إلى زاوية انحدار أكبر مقارنةً بنظيراتها غير المُعززة.
مواد إيلستومرية أكثر ليونة يمكن أن تتحمل أحيانًا تيار هواء أقل لأنها مرنة، على الرغم من أنها قد توفر ثباتًا أكبر.
في حالة استخدام مادة غير معتادة أو عندما يكون الجزء معقدًا، اطلب من مورد المواد أو شركة القولبة توصية خاصة بالدرجة المحددة بدلاً من تطبيق قيمة عامة.
جودة تشطيب السطح
على عكس ما قد يبدو بديهياً، قد تحتاج الأسطح شديدة الصقل أحياناً إلى زاوية انحدار أكبر وليس أقل، لأن السطح شديد الصقل قد يخلق تأثيراً شبيهاً بالفراغ عند انفصال القطعة. وهذا الأمر يعتمد على الشكل الهندسي، ويستحق المناقشة عندما يتعلق الأمر بأسطح مصقولة مسطحة كبيرة.
ماذا يحدث في حالة عدم وجود سحب كافٍ؟
آثار السحب والخدوش على طول الجدران حيث يحتك الجزء بالفولاذ أثناء إخراجه. وهي عيوب واضحة من الناحية الشكلية، وغالبًا ما تكون أول علامة على وجود المشكلة.
آثار مسمار الإخراج والانثقاب, ، حيث تترك مسامير الإخراج علامات على القطعة أو تخترقها لأن القوة المطلوبة تتجاوز ما يمكن أن يتحمله سمك الجدار في تلك المنطقة.
تشوه في الأجزاء حيث تؤدي قوى الطرد إلى تشويه القطعة.
تبييض الأسنان تحت الضغط في بعض المواد التي تظهر فيها الإجهادات الموضعية الناتجة عن عملية الطرد.
أوقات دورات أطول, ، نظرًا لأن الأمر يتطلب مزيدًا من التبريد قبل أن يصبح الجزء صلبًا بما يكفي لإخراجه دون أن يتعرض للتلف.
تآكل الأدوات, ، حيث يؤدي السحب المتكرر إلى صقل أسطح التجويف ثم تآكلها في النهاية.
الالتصاق, ، وفي أسوأ الأحوال، قد يتطلب الأمر التدخل لإزالة القطعة ووقف الإنتاج.
تجدر الإشارة إلى أن معظم هذه المشكلات تبدو وكأنها مشكلات في الإنتاج وليس في التصميم، ولهذا السبب غالبًا ما تُعزى إلى إعدادات العملية، مما يؤدي إلى توجيه جهود استكشاف الأعطال وإصلاحها إلى المكان الخاطئ. فلا يمكن معالجة عدم كفاية السحب عن طريق ضبط الماكينة.
حيث يتم تطبيق «Draft»
يلزم توفير سحب هوائي على أي سطح موازٍ لاتجاه فتح القالب. ويشمل ذلك:
- الجدران الخارجية
- الجدران الداخلية والجيوب
- الأضلاع، على كلا الجانبين
- الرؤساء، سواء داخل الشركة أو خارجها
- النصوص والشعارات التي تحتاج إلى رسم مسودة على جوانبها الرأسية
- أي شيء يتكون من قلب
لا تحتاج الأسطح المتعامدة مع اتجاه الفتح إلى زاوية انحدار، وكذلك الحال بالنسبة للأسطح التي تتشكل بفعل حركة جانبية في اتجاه تلك الحركة، على الرغم من أن هذه الأسطح تحتاج إلى زاوية انحدار بالنسبة لاتجاه انسحابها الخاص.
موضع خط الفصل مهم. يُقاس زاوية الميل من اتجاه السحب، لذا إذا تحرك خط الفصل، تتغير متطلبات زاوية الميل. يجب الاتفاق على خط الفصل في مرحلة مبكرة، كجزء من مراجعة تصميم الصب (DFM), ، فلنحرص على تطبيق المسودة بشكل صحيح من المرة الأولى.
تطبيق مبدئي في برنامج CAD
نهجان، والفرق بينهما مهم من الناحية الأبعادية.
البدء بالرسم من الطرف الأعرض يحافظ على البعد الأكبر كبعد اسمي ويقلل من كمية المادة مع تراجع الجدار.
البدء من الطرف الأصغر يحافظ على البعد الأصغر وفقًا للمقاس الاسمي ويضيف مادة.
يعتمد اختيارك على البعد الذي يعتبر حاسماً من الناحية الوظيفية. ففي حالة رأس المسمار الذي يستقبل المسمار، يكون القطر الداخلي عند مدخل المسمار هو المهم. أما في حالة الجدار الذي يجب أن يتناسب مع جزء آخر، فإن البعد الخارجي عند النقطة الأوسع هو المهم.
اتخذ قرارًا مدروسًا بدلًا من قبول الإعدادات الافتراضية لبرنامج CAD، وحدد أي البُعد هو البُعد الاسمي في الرسم.
لاحظ أيضًا أن إضافة زاوية الانحدار تؤثر على سماكة الجدار، حيث إن الجدار الذي يتناقص عرضه مع ارتفاعه يكون أكثر سماكةً عند أحد طرفيه. وفي حالة العناصر العميقة، قد يكون هذا التأثير كبيرًا بما يكفي ليؤثر على عملية الملء والانكماش، مما يربط بين زاوية الانحدار واعتبارات سماكة الجدار.
ميزات النسخة الأولية
هناك بعض الملامح التي لا يمكن أن تحتوي على مسودة على الإطلاق. ففي بعض الأحيان، يجب أن تكون أسطح الإحكام، والتجاويف الدقيقة، وواجهات التوصيل متوازية.
هذه الخيارات ممكنة، لكنها تزيد من التكلفة، وعادةً ما يكون ذلك من خلال إجراءات تصنيع إضافية أو من خلال قبول عملية إخراج أكثر صعوبة مع اتخاذ تدابير محددة للتعامل معها.
عندما تكون ميزة «الصفر» ضرورية حقًّا، يجب الإشارة إليها صراحةً وفي وقت مبكر. فصانع القوالب الذي يعلم بها خلال مرحلة التصميم من أجل التصنيع (DFM) يمكنه تصميم القالب مع مراعاة هذه الميزة. أما من يكتشفها بعد تصميم القالب، فسيواجه مشكلة.
يكمن الجوهر في التمييز بين السمات التي تتطلب فعليًّا انعدام الانحناء وتلك التي تم تصميمها ببساطة دون انحناء. ففي معظم التصاميم، يمكن أن تتحمل غالبية العناصر المنتمية إلى الفئة الثانية وجود انحناء دون أن يترتب على ذلك أي تأثير وظيفي على الإطلاق.
قائمة مرجعية عملية
قبل إصدار تصميم قطعة مصبوبة:
- تأكد من اتجاه فتح القالب وخط الفصل المقصود
- تحديد كل سطح موازٍ لهذا الاتجاه
- تطبيق مسودة خط الأساس على جميع العناصر
- زيادة السحب في الملامح العميقة
- قم بزيادة السحب للمادة إذا كانت عالية الانكماش أو مملوءة
- تحقق مما إذا كان أي سطح سيُزوَّد بنقشة، وقم بزيادة زاوية الانحراف وفقًا لذلك، بناءً على توصية مورد النقشة
- قم برسم الأضلاع والنتوءات على جميع الأوجه، الداخلية والخارجية
- مسودة النص والشعارات
- حدد البعد الاسمي في الجدران المرسومة واذكره
- يجب الإشارة صراحةً إلى أي عنصر يكون غاطسه صفرًا فعليًّا
إن تنفيذ هذه الخطوة قبل إعداد عرض الأسعار يوفر دورة مراجعة لتصميم قابل للتصنيع (DFM)، والتي عادةً ما تكلف من حيث الجدول الزمني أكثر مما تكلفه عملية المراجعة من حيث الوقت.
مراجعة التصميم قبل تصنيع القوالب
يكون إصلاح مشاكل الزاوية المائلة أمرًا غير مكلف في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، ولكنه مكلف عند تنفيذه على الفولاذ. فالأداة المصنوعة بزاوية ميل غير كافية إما تنتج قطعًا بها عيوب واضحة طوال عمرها التشغيلي، أو تتطلب تعديلًا، وتعديل الأداة المُصلبة أمرٌ صعب.
تقدم شركة «إيليت مولد تك» مراجعة تصميمات التصنيع (DFM) قبل تقديم عرض الأسعار قولبة الإنتاج وأدوات النماذج الأولية، بما يشمل زاوية الانحدار وسماكة الجدران، واستراتيجية فتحات الصب وإخراج القوالب. ويؤدي إرسال ملف القطعة مع تحديد المادة المقصودة وأي متطلبات خاصة بالملمس إلى الحصول على تعليقات محددة حول الأماكن التي تكون فيها زاوية الانحدار غير كافية، بدلاً من مجرد ملاحظة عامة.
الأسئلة الشائعة
س: ما هي زاوية الانحدار المطلوبة لقطعة مصبوبة بالحقن؟
ج: يُعد حوالي درجة واحدة لكل جانب نقطة انطلاق شائعة للمواد غير المملوءة ذات التشطيب الأملس وعمق معتدل. وتؤدي كل من القوام والعمق والمواد والتشطيب إلى زيادة المتطلبات بشكل كبير.
س: لماذا تحتاج الأسطح المزخرفة إلى زاوية انحراف أكبر؟
ج: النسيج هو في الواقع سلسلة من التجاويف الصغيرة التي تثبت القطعة أثناء إخراجها من القالب. وتتطلب النسيجات الأعمق زاوية انحدار إضافية أكبر، ويقوم موردو النسيج بنشر توصيات محددة تتوافق مع معاييرهم.
س: ماذا يحدث إذا كان أحد الأجزاء خاليًا من زاوية الانحدار؟
ج: يصبح الإخراج صعبًا، مما يؤدي إلى ظهور علامات السحب، وتلف دبوس الإخراج، والتشوه، وزيادة مدة الدورات، وفي النهاية تآكل الأداة. وتظهر هذه المشكلات على أنها مشكلات في الإنتاج، ولكن لا يمكن حلها عن طريق تعديل إعدادات الآلة.
س: هل يمكن أن يكون الميل صفرًا في أي مكان في القطعة المصبوبة؟
ج: نعم، عندما يكون ذلك ضروريًا حقًّا من أجل الإحكام أو الملاءمة الدقيقة، لكن ذلك يزيد من تكلفة الأدوات وتعقيدها. يجب الإشارة إلى هذه الميزات في مرحلة مبكرة حتى يتمكن صانع الأدوات من تصميمها بما يتناسب معها، بدلاً من اكتشافها لاحقًا.
س: هل تؤدي إضافة مسودة إلى تغيير أبعاد القطعة الخاصة بي؟
ج: نعم، لأن الجدار المائل يكون أكثر سمكًا في أحد طرفيه. حدد البعد الذي يعتبر حاسماً من الناحية الوظيفية وحدده كقياس اسمي، وتأكد من أن التباين الناتج في السُمك لا يؤثر على عملية التعبئة. والانحراف هو الانحناء الذي يُطبق على الجدران الرأسية حتى يتمكن الجزء من الانفصال عن القالب. لا تكلف إضافته شيئاً أثناء التصميم، لكن إضافته لاحقاً تكون مكلفة، مما يجعله أحد التفاصيل الأكثر أهمية في رسم الجزء المصبوب.
كما أنها التفصيلة التي غالبًا ما يتم تجاهلها، وعادةً ما يرجع ذلك إلى أن نماذج CAD تُصمم بجدران عمودية بشكل افتراضي، ولا يقوم أحد بمراجعتها قبل الإصدار. والنتيجة هي ظهور تعليق يتعلق بتصنيع التصميم (DFM) في مرحلة تقديم عرض الأسعار، ومراجعة للتصميم، وتأخير كان من الممكن تجنبه تمامًا.
يتناول هذا الدليل مقدار السحب المطلوب، والعوامل التي تؤثر على هذا المطلب، وما يحدث في حالة عدم توفر السحب الكافي.
لماذا يعد «درافت» ضروريًا
يتقلص البلاستيك ليلتصق باللب أثناء تبريده. ويؤدي هذا الانكماش إلى تثبيت القطعة في قالب الفولاذ، لذا يجب دفع القطعة لتحريرها من هذا التثبيت.
ينزلق جدار عمودي تمامًا على الفولاذ على طول طوله بالكامل أثناء عملية الإخراج. ويكون الاحتكاك شديدًا، مما يؤدي إلى مقاومة القطعة. أما إضافة انحناء طفيف، فيؤدي إلى انفصال الجدار عن الفولاذ فور بدء عملية الإخراج، ويصبح المسار المتبقي خاليًا من أي مقاومة.
هذا التأثير ليس هامشيًا. فالزاوية الصغيرة تحول عملية الإخراج الصعبة إلى عملية سهلة، لأن التلامس ينقطع في بداية الحركة بدلاً من أن يستمر طوالها.
الإرشادات العامة
كنقطة انطلاق بالنسبة للبلاستيك الحراري غير المملوء ذي التشطيب الميكانيكي القياسي، يُعد حوالي درجة واحدة لكل جانب معيارًا أساسيًا معقولاً للأعماق المتوسطة.
هذا الرقم هو نقطة انطلاق، وليس قاعدة ثابتة. هناك عدة عوامل تؤثر عليه بشكل كبير، وسوف تتناول بقية هذا الدليل هذه العوامل.
عندما يكون التصميم قادراً على استيعاب زاوية انحراف أكبر دون أن يؤثر ذلك سلباً على الأداء الوظيفي، فإن الزيادة في هذه الزاوية تُعد أمراً إيجابياً. فزاوية انحراف تبلغ درجتين أو ثلاث درجات تضمن إخراجاً أكثر موثوقية مقارنة بدرجة واحدة، ولا تترتب عليها أي تكلفة إضافية إذا سمحت الهندسة بذلك. وغالباً ما يحدد المصممون الحد الأدنى الذي يعتقدون أنه يمكنهم الاكتفاء به، في حين أن اختيار قيمة أكبر لم يكن ليثير أي مشكلة على الإطلاق.
ما الذي يزيد من الاحتياج؟
الملمس
العامل الأكبر، وهو الذي غالبًا ما يتم تجاهله.
السطح المزخرف عبارة عن سلسلة من التجاويف الصغيرة. فكل قمة ووادي في النقش يثبتان القطعة أثناء إخراجها، وكلما زادت عمق النقش، زادت قوة التثبيت.
تتطلب الأسطح المزخرفة زاوية ميل أكبر بكثير من الأسطح الملساء. ومن المبادئ التوجيهية العامة المتبعة في هذا المجال إضافة زاوية ميل تتراوح بين درجة واحدة ودرجة ونصف تقريبًا لكل 0.025 ملم من عمق النقش، بالإضافة إلى المتطلبات الأساسية. ولذلك، قد تتطلب النقوش العميقة عدة درجات.
ينشر موردو المواد الملمسية مسودات توصيات بشأن معاييرهم الخاصة بالملمس، سواء كانت SPI أو VDI أو مواصفات خاصة بهم. يُنصح بالرجوع إلى هذه التوصيات بدلاً من الاعتماد على التقديرات، نظرًا لوجود تباين كبير بين أنواع الملمس المختلفة.
يكمن الخطأ العملي هنا في تحديد نسيج في مرحلة متأخرة من عملية التصميم، بعد أن تم إعداد المسودة للحصول على تشطيب أملس. ونتيجة لذلك، يتعرض الجزء للاحتكاك والخدش وتظهر عليه علامات الإخراج، ولا يمكن تصحيح ذلك إلا إما بتقليل عمق النسيج أو بتعديل القالب.
العمق
تتطلب الملامح الأعمق عمقًا أكبر، وذلك لسبب هندسي بسيط: فالزاوية نفسها تنتج فاصلًا أكبر على طول جدار أطول، لكن مساحة التلامس الإجمالية تكون أكبر أيضًا.
تُعد الأضلاع الطويلة، والجيوب العميقة، واللباب الطويلة من المناطق التي عادةً ما تشكل مشكلة. وتُعد اللباب العميقة على وجه الخصوص صعبة، لأنها تتميز بمساحة سطح كبيرة، وتحيط بها مادة بلاستيكية آخذة في الانكماش، وغالبًا ما تكون رقيقة لدرجة أن الفولاذ نفسه يكون هشًا.
بالنسبة للمعالم العميقة، قم بزيادة السحب بما يتجاوز خط الأساس. وفي الحالات التي تكون فيها نسبة العمق إلى العرض عالية، يجب مناقشة هذه المعالم بشكل محدد في مرحلة تصميم الصلاحية للتصنيع (DFM) بدلاً من تطبيق رقم عام.
المواد
تختلف سلوكيات المواد عند طردها.
المواد ذات معدل الانكماش الأعلى تتقلص هذه المواد بشكل أقوى أثناء تبريدها، وتحتاج عمومًا إلى زاوية انحدار أكبر. وتقلص المواد شبه البلورية، مثل البولي بروبيلين والبولي إيثيلين والنايلون، أكثر من المواد غير المتبلورة.
مواد أكثر صلابة وأقل مرونة تكون أقل قدرة على الانثناء قليلاً أثناء الطرد، لذا فهي تحتاج إلى انحراف كافٍ بدلاً من الاكتفاء بانحراف هامشي.
المواد المملوءة, ، ولا سيما الأنواع المُعززة بالألياف الزجاجية، فهي أكثر صلابة وأكثر كشطًا، وتحتاج عمومًا إلى زاوية انحدار أكبر مقارنةً بنظيراتها غير المُعززة.
مواد إيلستومرية أكثر ليونة يمكن أن تتحمل أحيانًا تيار هواء أقل لأنها مرنة، على الرغم من أنها قد توفر ثباتًا أكبر.
في حالة استخدام مادة غير معتادة أو عندما يكون الجزء معقدًا، اطلب من مورد المواد أو شركة القولبة توصية خاصة بالدرجة المحددة بدلاً من تطبيق قيمة عامة.
جودة تشطيب السطح
على عكس ما قد يبدو بديهياً، قد تحتاج الأسطح شديدة الصقل أحياناً إلى زاوية انحدار أكبر وليس أقل، لأن السطح شديد الصقل قد يخلق تأثيراً شبيهاً بالفراغ عند انفصال القطعة. وهذا الأمر يعتمد على الشكل الهندسي، ويستحق المناقشة عندما يتعلق الأمر بأسطح مصقولة مسطحة كبيرة.
ماذا يحدث في حالة عدم وجود سحب كافٍ؟
آثار السحب والخدوش على طول الجدران حيث يحتك الجزء بالفولاذ أثناء إخراجه. وهي عيوب واضحة من الناحية الشكلية، وغالبًا ما تكون أول علامة على وجود المشكلة.
آثار مسمار الإخراج والانثقاب, ، حيث تترك مسامير الإخراج علامات على القطعة أو تخترقها لأن القوة المطلوبة تتجاوز ما يمكن أن يتحمله سمك الجدار في تلك المنطقة.
تشوه في الأجزاء حيث تؤدي قوى الطرد إلى تشويه القطعة.
تبييض الأسنان تحت الضغط في بعض المواد التي تظهر فيها الإجهادات الموضعية الناتجة عن عملية الطرد.
أوقات دورات أطول, ، نظرًا لأن الأمر يتطلب مزيدًا من التبريد قبل أن يصبح الجزء صلبًا بما يكفي لإخراجه دون أن يتعرض للتلف.
تآكل الأدوات, ، حيث يؤدي السحب المتكرر إلى صقل أسطح التجويف ثم تآكلها في النهاية.
الالتصاق, ، وفي أسوأ الأحوال، قد يتطلب الأمر التدخل لإزالة القطعة ووقف الإنتاج.
تجدر الإشارة إلى أن معظم هذه المشكلات تبدو وكأنها مشكلات في الإنتاج وليس في التصميم، ولهذا السبب غالبًا ما تُعزى إلى إعدادات العملية، مما يؤدي إلى توجيه جهود استكشاف الأعطال وإصلاحها إلى المكان الخاطئ. فلا يمكن معالجة عدم كفاية السحب عن طريق ضبط الماكينة.
حيث يتم تطبيق «Draft»
يلزم توفير سحب هوائي على أي سطح موازٍ لاتجاه فتح القالب. ويشمل ذلك:
- الجدران الخارجية
- الجدران الداخلية والجيوب
- الأضلاع، على كلا الجانبين
- الرؤساء، سواء داخل الشركة أو خارجها
- النصوص والشعارات التي تحتاج إلى رسم مسودة على جوانبها الرأسية
- أي شيء يتكون من قلب
لا تحتاج الأسطح المتعامدة مع اتجاه الفتح إلى زاوية انحدار، وكذلك الحال بالنسبة للأسطح التي تتشكل بفعل حركة جانبية في اتجاه تلك الحركة، على الرغم من أن هذه الأسطح تحتاج إلى زاوية انحدار بالنسبة لاتجاه انسحابها الخاص.
موضع خط الفصل مهم. يُقاس زاوية الميل من اتجاه السحب، لذا إذا تحرك خط الفصل، تتغير متطلبات زاوية الميل. يجب الاتفاق على خط الفصل في مرحلة مبكرة، كجزء من مراجعة تصميم الصب (DFM), ، فلنحرص على تطبيق المسودة بشكل صحيح من المرة الأولى.
تطبيق مبدئي في برنامج CAD
نهجان، والفرق بينهما مهم من الناحية الأبعادية.
البدء بالرسم من الطرف الأعرض يحافظ على البعد الأكبر كبعد اسمي ويقلل من كمية المادة مع تراجع الجدار.
البدء من الطرف الأصغر يحافظ على البعد الأصغر وفقًا للمقاس الاسمي ويضيف مادة.
يعتمد اختيارك على البعد الذي يعتبر حاسماً من الناحية الوظيفية. ففي حالة رأس المسمار الذي يستقبل المسمار، يكون القطر الداخلي عند مدخل المسمار هو المهم. أما في حالة الجدار الذي يجب أن يتناسب مع جزء آخر، فإن البعد الخارجي عند النقطة الأوسع هو المهم.
اتخذ قرارًا مدروسًا بدلًا من قبول الإعدادات الافتراضية لبرنامج CAD، وحدد أي البُعد هو البُعد الاسمي في الرسم.
لاحظ أيضًا أن إضافة زاوية الانحدار تؤثر على سماكة الجدار، حيث إن الجدار الذي يتناقص عرضه مع ارتفاعه يكون أكثر سماكةً عند أحد طرفيه. وفي حالة العناصر العميقة، قد يكون هذا التأثير كبيرًا بما يكفي ليؤثر على عملية الملء والانكماش، مما يربط بين زاوية الانحدار واعتبارات سماكة الجدار.
ميزات النسخة الأولية
هناك بعض الملامح التي لا يمكن أن تحتوي على مسودة على الإطلاق. ففي بعض الأحيان، يجب أن تكون أسطح الإحكام، والتجاويف الدقيقة، وواجهات التوصيل متوازية.
هذه الخيارات ممكنة، لكنها تزيد من التكلفة، وعادةً ما يكون ذلك من خلال إجراءات تصنيع إضافية أو من خلال قبول عملية إخراج أكثر صعوبة مع اتخاذ تدابير محددة للتعامل معها.
عندما تكون ميزة «الصفر» ضرورية حقًّا، يجب الإشارة إليها صراحةً وفي وقت مبكر. فصانع القوالب الذي يعلم بها خلال مرحلة التصميم من أجل التصنيع (DFM) يمكنه تصميم القالب مع مراعاة هذه الميزة. أما من يكتشفها بعد تصميم القالب، فسيواجه مشكلة.
يكمن الجوهر في التمييز بين السمات التي تتطلب فعليًّا انعدام الانحناء وتلك التي تم تصميمها ببساطة دون انحناء. ففي معظم التصاميم، يمكن أن تتحمل غالبية العناصر المنتمية إلى الفئة الثانية وجود انحناء دون أن يترتب على ذلك أي تأثير وظيفي على الإطلاق.
قائمة مرجعية عملية
قبل إصدار تصميم قطعة مصبوبة:
- تأكد من اتجاه فتح القالب وخط الفصل المقصود
- تحديد كل سطح موازٍ لهذا الاتجاه
- تطبيق مسودة خط الأساس على جميع العناصر
- زيادة السحب في الملامح العميقة
- قم بزيادة السحب للمادة إذا كانت عالية الانكماش أو مملوءة
- تحقق مما إذا كان أي سطح سيُزوَّد بنقشة، وقم بزيادة زاوية الانحراف وفقًا لذلك، بناءً على توصية مورد النقشة
- قم برسم الأضلاع والنتوءات على جميع الأوجه، الداخلية والخارجية
- مسودة النص والشعارات
- حدد البعد الاسمي في الجدران المرسومة واذكره
- يجب الإشارة صراحةً إلى أي عنصر يكون غاطسه صفرًا فعليًّا
إن تنفيذ هذه الخطوة قبل إعداد عرض الأسعار يوفر دورة مراجعة لتصميم قابل للتصنيع (DFM)، والتي عادةً ما تكلف من حيث الجدول الزمني أكثر مما تكلفه عملية المراجعة من حيث الوقت.
مراجعة التصميم قبل تصنيع القوالب
يكون إصلاح مشاكل الزاوية المائلة أمرًا غير مكلف في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، ولكنه مكلف عند تنفيذه على الفولاذ. فالأداة المصنوعة بزاوية ميل غير كافية إما تنتج قطعًا بها عيوب واضحة طوال عمرها التشغيلي، أو تتطلب تعديلًا، وتعديل الأداة المُصلبة أمرٌ صعب.
تقدم شركة «إيليت مولد تك» مراجعة تصميمات التصنيع (DFM) قبل تقديم عرض الأسعار قولبة الإنتاج وأدوات النماذج الأولية، بما يشمل زاوية الانحدار وسماكة الجدران، واستراتيجية فتحات الصب وإخراج القوالب. ويؤدي إرسال ملف القطعة مع تحديد المادة المقصودة وأي متطلبات خاصة بالملمس إلى الحصول على تعليقات محددة حول الأماكن التي تكون فيها زاوية الانحدار غير كافية، بدلاً من مجرد ملاحظة عامة.
الأسئلة الشائعة
س: ما هي زاوية الانحدار المطلوبة لقطعة مصبوبة بالحقن؟
ج: يُعد حوالي درجة واحدة لكل جانب نقطة انطلاق شائعة للمواد غير المملوءة ذات التشطيب الأملس وعمق معتدل. وتؤدي كل من القوام والعمق والمواد والتشطيب إلى زيادة المتطلبات بشكل كبير.
س: لماذا تحتاج الأسطح المزخرفة إلى زاوية انحراف أكبر؟
ج: النسيج هو في الواقع سلسلة من التجاويف الصغيرة التي تثبت القطعة أثناء إخراجها من القالب. وتتطلب النسيجات الأعمق زاوية انحدار إضافية أكبر، ويقوم موردو النسيج بنشر توصيات محددة تتوافق مع معاييرهم.
س: ماذا يحدث إذا كان أحد الأجزاء خاليًا من زاوية الانحدار؟
ج: يصبح الإخراج صعبًا، مما يؤدي إلى ظهور علامات السحب، وتلف دبوس الإخراج، والتشوه، وزيادة مدة الدورات، وفي النهاية تآكل الأداة. وتظهر هذه المشكلات على أنها مشكلات في الإنتاج، ولكن لا يمكن حلها عن طريق تعديل إعدادات الآلة.
س: هل يمكن أن يكون الميل صفرًا في أي مكان في القطعة المصبوبة؟
ج: نعم، عندما يكون ذلك ضروريًا حقًّا من أجل الإحكام أو الملاءمة الدقيقة، لكن ذلك يزيد من تكلفة الأدوات وتعقيدها. يجب الإشارة إلى هذه الميزات في مرحلة مبكرة حتى يتمكن صانع الأدوات من تصميمها بما يتناسب معها، بدلاً من اكتشافها لاحقًا.
س: هل تؤدي إضافة مسودة إلى تغيير أبعاد القطعة الخاصة بي؟
ج: نعم، لأن الجدار المائل يكون أكثر سمكًا في أحد طرفيه. حدد البعد الذي يعتبر حاسمًا من الناحية الوظيفية واعتمده كبعد اسمي، وتأكد من أن التباين الناتج في السماكة لا يؤثر على الحشو.
