غزل المعادن
الغزل المعدني ، المعروف أيضًا باسم التشكيل بالدوران أو الغزل أو تحويل المعدن بشكل أكثر شيوعًا، هو عملية تشغيل المعادن التي يتم من خلالها تدوير قرص أو أنبوب معدني بسرعة عالية وتشكيله في جزء متماثل محوريًا . [1] يمكن إجراء الغزل يدويًا أو باستخدام مخرطة CNC .
تعود تجارة الغزل المعدني إلى العصور القديمة وكانت مهارة مستخدمة في العصر المصري القديم. في ذلك الوقت كان الغزل المعدني يقتصر على المعادن اللينة التي يتم غزلها بقوة الإنسان على مخرطة بدائية. أعطت هذه التقنية تقدمًا كبيرًا للطاقة المائية والبخارية في أوروبا وأمريكا الشمالية في القرن التاسع عشر وبحلول أوائل القرن العشرين وفر المحرك الكهربائي الطاقة اللازمة والقدرة على الدوران بسرعة عالية. مع هذا التقدم، أصبح حرفيو الغزل المعدني الآن قادرين على غزل قطع ذات جودة أعلى مصنوعة من النحاس والنحاس الأصفر والألمنيوم وحتى الفولاذ المقاوم للصدأ والصلب المدلفن على البارد.
لا تتضمن عملية غزل المعادن إزالة المواد، كما هو الحال في تحويل الخشب أو المعدن التقليدي، ولكن تشكيل (قولبة) الصفائح المعدنية فوق الشكل الموجود.
تتراوح عملية غزل المعادن من تخصص الحرفيين إلى الطريقة الأكثر فائدة لتشكيل أجزاء معدنية مستديرة للتطبيقات التجارية. يستخدم الحرفيون هذه العملية لإنتاج التفاصيل المعمارية والإضاءة المتخصصة والسلع المنزلية الزخرفية والجرار . تشمل التطبيقات التجارية مخاريط أنف الصواريخ وأواني الطهي وأسطوانات الغاز وأجراس الآلات النحاسية وحاويات النفايات العامة. يمكن تشكيل أي معدن مطيل تقريبًا، من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلى السبائك عالية القوة وعالية الحرارة بما في ذلك INX و Inconel وGrade 50 / Corten وHastelloy. يقتصر قطر وعمق الأجزاء المشكلة فقط على حجم المعدات المتاحة.
عملية
عملية الغزل بسيطة إلى حد ما. يتم تثبيت كتلة مشكلة في قسم القيادة في مخرطة. ثم يتم تثبيت قرص معدني بحجم مسبق على الكتلة بواسطة وسادة ضغط، متصلة بذيل الجذع . ثم يتم تدوير الكتلة وقطعة العمل معًا بسرعات عالية. ثم يتم تطبيق قوة موضعية على قطعة العمل لجعلها تتدفق فوق الكتلة. عادة ما يتم تطبيق القوة من خلال أدوات رافعة مختلفة. تتم إزالة قطع العمل البسيطة من الكتلة، ولكن قد تتطلب الأشكال الأكثر تعقيدًا كتلة متعددة القطع. يمكن غزل الأشكال المعقدة للغاية فوق أشكال الجليد، والتي تذوب بعد الغزل. نظرًا لأن القطر النهائي لقطعة العمل يكون دائمًا أقل من القطر الأولي، فيجب أن تتكاثف قطعة العمل أو تطول شعاعيًا أو تنثني محيطيًا. [1]
تسمح عملية أكثر تعقيدًا، تُعرف باسم الاختزال أو التضييق ، لقطعة العمل المغزولة بتضمين أشكال هندسية قابلة لإعادة الدخول. إذا لم يكن التشطيب السطحي والشكل بالغ الأهمية، فإن قطعة العمل "تُغزل في الهواء"؛ ولا يتم استخدام عمود . إذا كان التشطيب أو الشكل بالغ الأهمية، فيتم استخدام عمود مثبت بشكل غريب الأطوار.
تتضمن عملية "الغزل الساخن" غزل قطعة من المعدن على مخرطة بينما يتم تطبيق حرارة عالية من الشعلة على قطعة العمل. وبمجرد التسخين، يتم تشكيل المعدن بعد ذلك حيث تضغط الأداة الموجودة على المخرطة على السطح الساخن مما يجبره على التشويه أثناء الدوران. يمكن بعد ذلك تشكيل الأجزاء أو تقليصها إلى قطر أصغر مع بذل القليل من القوة، مما يوفر كتفًا سلسًا.
أدوات
تُسمى أداة الغزل المعدنية الأساسية التي تُستعمل باليد بالملعقة ، على الرغم من إمكانية استخدام العديد من الأدوات الأخرى (سواء كانت تُنتج تجاريًا أو مخصصة أو مرتجلة) لتحقيق نتائج متنوعة. يمكن تصنيع أدوات الغزل من الفولاذ المقسّى لاستخدامها مع الألومنيوم، أو من النحاس الصلب لغزل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الصلب.
يُسمح لبعض أدوات الغزل المعدنية بالدوران على المحامل أثناء عملية التشكيل. وهذا يقلل من الاحتكاك وتسخين الأداة، مما يطيل عمر الأداة ويحسن تشطيب السطح. يمكن أيضًا طلاء الأدوات الدوارة بطبقة رقيقة من السيراميك لإطالة عمر الأداة. تُستخدم الأدوات الدوارة عادةً أثناء عمليات الغزل المعدنية باستخدام الحاسب الآلي .
تجاريًا، تُستخدم الأسطوانات المثبتة على نهاية الرافعات بشكل عام لتشكيل المادة حتى العمود في كل من الغزل اليدوي والغزل المعدني باستخدام الحاسب الآلي. تختلف الأسطوانات في القطر والسمك حسب الاستخدام المقصود. كلما كانت الأسطوانة أوسع، كان سطح الغزل أكثر سلاسة؛ ويمكن استخدام الأسطوانات الأرق لتشكيل أقطار أصغر.
يتم قطع المعدن بواسطة قواطع يدوية، غالبًا ما تكون عبارة عن قضبان مجوفة بطول قدم واحدة مع ملفات مشحوذة على شكل أداة فولاذية. في تطبيقات التحكم الرقمي بالكمبيوتر، يتم استخدام أدوات القطع المصنوعة من الكربيد أو أداة فولاذية.
لا يتحمل المندريل قوى مفرطة، كما هو الحال في عمليات تشغيل المعادن الأخرى، لذا يمكن تصنيعه من الخشب أو البلاستيك أو الجليد. بالنسبة للمواد الصلبة أو الاستخدام بكميات كبيرة، عادة ما يكون المندريل مصنوعًا من المعدن. [1]
المميزات والعيوب
يمكن إجراء العديد من العمليات في إعداد واحد. قد تحتوي قطع العمل على ملفات تعريف قابلة لإعادة الدخول والملف التعريفي فيما يتعلق بخط الوسط غير مقيد تقريبًا.
يمكن تغيير معلمات التشكيل وهندسة الأجزاء بسرعة وبتكلفة أقل من تقنيات تشكيل المعادن الأخرى. كما أن تكاليف الأدوات والإنتاج منخفضة نسبيًا. إن التشكيل بالدوران، الذي يتم غالبًا يدويًا، يمكن أتمتته بسهولة وهو طريقة إنتاج فعالة للنماذج الأولية بالإضافة إلى عمليات الإنتاج بكميات كبيرة. [1]
تشمل الطرق الأخرى لتشكيل الأجزاء المعدنية المستديرة التشكيل بالماء والختم والتشكيل بالطرق والصب . تتميز هذه الطرق الأخرى عمومًا بتكلفة ثابتة أعلى، ولكن تكلفة متغيرة أقل من الغزل المعدني. مع تحسن الآلات المستخدمة في التطبيقات التجارية، يتم غزل الأجزاء بمواد أكثر سمكًا تزيد عن 1 بوصة (25 مم) من الفولاذ. كما يهدر الغزل التقليدي كمية أقل بكثير من المواد مقارنة بالطرق الأخرى.
يمكن بناء الأشياء باستخدام قطعة واحدة من المواد لإنتاج أجزاء بدون طبقات. وبدون طبقات، يمكن للجزء أن يتحمل ضغطًا داخليًا أو خارجيًا أعلى يُمارس عليه. على سبيل المثال: خزانات الغوص وخراطيش ثاني أكسيد الكربون .
من عيوب الغزل المعدني أنه إذا تشكل شق أو تعرض الجسم للخدش، فيجب التخلص منه. وإصلاح الجسم ليس مجديًا من حيث التكلفة.
انظر أيضا
مراجع
- ^ abcd Black, JT (2011). DeGarmo's Materials and Processes in Manufacturing . Wiley؛ الطبعة الحادية عشرة. ص 457، 458. ISBN 978-0470924679.
روابط خارجية
https://www.metalcraftspinning.com/metal-spinning/
- تصنيع الصفائح المعدنية
