المبادئ الأساسية والمنطق
تعمل هذه العملية على زيادة الضغط الميكانيكي الناتج عن البكرات الدوارة جنبًا إلى جنب مع خصائص التشوه البلاستيكي للمادة لتشكيل المادة تدريجيًا في شكل محدد مسبقًا من خلال سلسلة من التمريرات المتدحرجة. وعلى وجه التحديد، يمكن تقسيم العملية إلى المراحل التالية:
نقل القوة: محرك يدفع البكرات للدوران؛ عندما تدخل المادة الفجوة بين البكرات، فإنها تتعرض لكل من قوى الضغط الشعاعية وقوى الاحتكاك.
تشوه البلاستيك: تحت الضغط، يتجاوز إجهاد المادة قوة الخضوع، مما يؤدي إلى تغيير لا رجعة فيه في شكلها.
التشكيل المستمر: يتم تغذية المادة للأمام بشكل مستمر أثناء دوران الأسطوانات؛ ومن خلال الخضوع للمعالجة المتسلسلة من خلال مجموعات متعددة من الأسطوانات، يتم الوصول في النهاية إلى ملف تعريف المقطع العرضي المطلوب-.
العناصر التشغيلية الرئيسية
نظام الأسطوانة: جوهر الشكل والتحكم في الضغط
تصميم الأسطوانة:
تم تصميم أسطح البكرات بأخاديد محدبة ومقعرة محددة لتتوافق مع ملف تعريف المقطع العرضي -الهدف (على سبيل المثال، عند إنتاج قناة فولاذية C-، يجب أن تتوافق محيطات الأسطوانة بدقة مع ملف تعريف القناة المطلوب). يتم ترتيب مجموعات متعددة من البكرات وفقًا لمبدأ "التشكيل التدريجي"-تقوم البكرات السابقة بالثني الأولي، بينما تعمل البكرات اللاحقة على تحسين الأبعاد والزوايا تدريجيًا للوصول إلى الشكل النهائي.
تعديل الضغط:
يتم استخدام آليات هيدروليكية أو ميكانيكية لضبط الفجوة بين البكرات، وبالتالي التحكم في حجم الضغط المطبق. يؤدي الضغط غير الكافي إلى تشكيل غير مكتمل، في حين أن الضغط الزائد يمكن أن يؤدي إلى تشقق المواد أو تآكل الأسطوانة المتسارع.
نظام تغذية ونقل المواد
طريقة التغذية:
يتم تغذية المادة (على سبيل المثال، شرائح الفولاذ، وألواح الألومنيوم) إلى فجوة الأسطوانة بسرعة ثابتة بواسطة جهاز تغذية (مثل ناقل الأسطوانة أو الحزام الناقل). يجب أن تكون سرعة التغذية متزامنة مع سرعة دوران الأسطوانات (تتراوح عادة من 0.5 إلى 10 أمتار في الدقيقة، ويتم ضبطها على أساس سمك المادة وتعقيد التشكيل).
نقل الطاقة:
يقوم المحرك بتشغيل البكرات عبر مكونات مثل مخفضات السرعة وعلب التروس، مما يضمن سرعة دوران ثابتة (مع تسامح أقل من أو يساوي 1%) لمنع انحرافات الأبعاد في المنتج المُشكل بسبب تقلبات السرعة.
توجيه مدخل أجهزة التوجيه وتحديد المواقع:
يتم استخدام ألواح التوجيه المتوهجة أو بكرات التوجيه القابلة للتعديل عند المدخل لضمان دخول المواد إلى مركز فجوة الأسطوانة بدقة، وبالتالي منع الانحراف أو الالتواء.
نشر-تشكيل تحديد المواقع:
يتم تثبيت بكرات الدعم أو أجهزة التقويم في نهاية التفريغ لمنع التشكيل الجانبي المشكل من التعرض للتشوه الناتج عن تحرير الضغط.
خطوة-بواسطة-التحليل المرحلي لعملية التشكيل
بأخذ تشكيل الفولاذ لقناة C-كمثال، يمكن تقسيم سير العمل إلى أربع مراحل:
مرحلة التغذية الأولية
تتم تغذية مادة الصفائح المسطحة بواسطة آلية تغذية في المجموعة الأولى من البكرات، والتي تقوم بإجراء ضغط أولي لتحديد زاوية الانحناء المسبق-للحواف الجانبية (على سبيل المثال، 15-30 درجة).
مرحلة التشكيل التدريجي
تمر المادة بالتتابع عبر مجموعات من 2 إلى 8 بكرات (اعتمادًا على الدقة المطلوبة)؛ تعمل كل مجموعة من البكرات على زيادة زاوية الحافة تدريجيًا (على سبيل المثال، بمقدار 10-15 درجة لكل تمريرة) مع التحكم في الوقت نفسه في ارتفاع الشبكة واستواءها (القسم الرأسي المركزي).
مرحلة التشطيب والتحجيم
تطبق المجموعة النهائية من البكرات ضغطًا دقيقًا على المقطع العرضي-، لتصحيح أي أخطاء زاويّة (بنسبة أقل من أو تساوي درجة واحدة)، مما يضمن تعامد الحواف بالنسبة للنسيج، وفي نفس الوقت إزالة أي تجاعيد سطحية دقيقة.
مرحلة القطع والتفريغ
يتم قطع المقطع الطويل المشكل إلى الطول المحدد بواسطة مقص طائر أو جهاز نشر ومن ثم يتم نقله عبر حزام ناقل، وبالتالي إكمال إنتاج المنتج النهائي.
التطبيق الموسع للمبادئ: تقنية التشكيل باللف باستخدام الحاسب الآلي
تدمج آلات تشكيل اللف الحديثة أنظمة التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) لتعزيز دقة عملية التشكيل من خلال الطرق التالية:
ضبط المعلمة في الوقت الفعلي-: تقوم المستشعرات بمراقبة سماكة المادة ودرجة الحرارة بشكل مستمر في الوقت الفعلي، مما يسمح لنظام CNC بضبط التباعد والضغط بين الأسطوانة بشكل تلقائي.
التحكم المنسق متعدد المحاور: بالنسبة للمقاطع العرضية المعقدة - (مثل ملفات تعريف الأقسام المتغيرة-)، تقوم المحركات المؤازرة بتشغيل مجموعات متعددة من البكرات للعمل بالتنسيق، وبالتالي تحقيق تشكيل ثلاثي الأبعاد -.
المحاكاة الافتراضية والتصور المسبق-: يتم استخدام برنامج CAD/CAM لمحاكاة عملية التشكيل بأكملها، مما يسمح بالتحسين المسبق- لترتيبات الأسطوانة ومعلمات العملية، مما يساعد على تقليل هدر المواد المرتبطة بعمليات التشغيل التجريبية الفعلية.
