لكمة

التثقيب عملية تشكيل تستخدم مكبسًا خاصًا لدفع أداة تُسمى المثقب عبر قطعة العمل لإنشاء ثقب عن طريق القص . يُطبّق التثقيب على مجموعة واسعة من المواد التي تأتي على شكل صفائح، بما في ذلك الصفائح المعدنية والورق والألياف المُقسّاة وبعض أنواع الصفائح البلاستيكية . غالبًا ما يمر المثقب عبر قطعة العمل إلى قالب التشكيل . وتُودع قطعة صغيرة من الثقب في القالب أثناء العملية. اعتمادًا على المادة التي يتم تثقيبها، يمكن إعادة تدوير هذه القطعة وإعادة استخدامها أو التخلص منها.

تُعدّ عملية التثقيب من أرخص الطرق لإنشاء ثقوب في الصفائح المعدنية بكميات إنتاج متوسطة إلى عالية. عندما يُستخدم مثقب ذو شكل خاص لإنشاء أجزاء متعددة قابلة للاستخدام من صفيحة معدنية (أي أن القطعة المثقوبة هي القطعة الصالحة)، تُعرف هذه العملية باسم التثقيب بالقطع . في تطبيقات تشكيل المعادن، غالبًا ما يتم تثقيب القطعة وهي ساخنة، ويُطلق على هذه العملية اسم التثقيب الساخن. أما عملية التثقيب بالقطع الصغيرة فهي نوع من عمليات تثقيب المعادن حيث يتوقف عمل المثقب بمجرد اكتمال كسر المعدن؛ ولا تُزال القطعة المثقوبة بل تُترك في مكانها.

غالبًا ما تُصنع أدوات التثقيب (المثقب والقالب) من الفولاذ المُقسّى أو كربيد التنجستن . يقع القالب على الجانب المقابل لقطعة العمل، ويدعم المادة حول محيط الثقب، ويساعد على تركيز قوى القص للحصول على حافة أنظف. توجد مسافة صغيرة بين المثقب والقالب لمنع التصاق المثقب بالقالب، وبالتالي تقليل القوة اللازمة لعمل الثقب. تعتمد مقدار هذه المسافة على سُمك المادة، حيث تتطلب المواد السميكة مسافة أكبر، ولكنها دائمًا أقل من سُمك قطعة العمل. كما تعتمد المسافة أيضًا على صلابة قطعة العمل. تدفع مكبس التثقيب المثقب عبر قطعة العمل، مُنتجًا ثقبًا بقطر يُعادل قطر المثقب، أو أصغر قليلًا بعد إزالة المثقب. تتمدد جميع المواد المطيلية إلى حد ما أثناء التثقيب، مما قد يتسبب في التصاق المثقب بقطعة العمل. في هذه الحالة، يجب سحب المثقب يدويًا من الثقب مع دعم قطعة العمل من جهة المثقب، وتُعرف هذه العملية باسم "السحب". ستظهر على جدران الثقب مناطق مصقولة، وآثار انقلاب، وكسر في القالب، وغالبًا ما يتطلب الأمر معالجة إضافية. تسقط القطعة المعدنية من الثقب عبر القالب إلى حاوية ما للتخلص منها أو إعادة تدويرها.

خصائص اللكم هي:

• إنها العملية الأكثر فعالية من حيث التكلفة لعمل ثقوب في الشرائح أو الصفائح المعدنية للتصنيع المتوسط ​​إلى العالي.
• وهي قادرة على إنشاء ثقوب متعددة الأشكال.
• عادةً ما تُصنع المثاقب والقوالب من فولاذ الأدوات التقليدي أو الكربيدات
• ينتج عن ذلك منطقة مصقولة عند الحافة، وكسر في القالب على الجدار الجانبي للثقب الناتج. ^{[ 1 ]}
• إنها عملية سريعة.

غالبًا ما تكون قطعة العمل على شكل صفيحة أو لفة. وتتنوع موادها، وتشمل عادةً المعادن والبلاستيك. أما المثقب والقالب، فيمكن أن يتخذا أشكالًا مختلفة لإنشاء مجموعة متنوعة من الثقوب ذات الأشكال المتنوعة في قطعة العمل. وقد تُستخدم عدة مثاقب معًا لإنتاج قطعة واحدة في خطوة واحدة.

عادةً، يكون حجم المثقب والقالب متقاربًا، مما يُنتج حافةً مقطوعةً عند التقائهما. ويمكن استخدام مثقب أصغر بكثير من القالب لإنتاج ثقب بالبثق ، حيث يُزيح المثقب المادة المثقوبة إلى الجانبين، مُشكِّلًا أنبوبًا عموديًا على الصفيحة المثقوبة. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

معظم مكابس التثقيب تعمل ميكانيكيًا، لكن المثاقب البسيطة غالبًا ما تُشغل يدويًا. تتكون هذه المكابس الميكانيكية بشكل أساسي من الهيكل، والمحرك، والمكبس، وأعمدة القوالب، واللوحة الداعمة، والقاعدة. يُركب المثقب في المكبس، ويُركب القالب على اللوحة الداعمة. تسقط المادة المتبقية أثناء تقدم قطعة العمل نحو الثقب التالي. الأكثر شيوعًا في الصناعة هي مكابس التثقيب الكبيرة التي يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب، والتي تُسمى CNC . غالبًا ما تكون هذه المكابس من نوع "البرج" أو "السكك". يحتوي مكبس التثقيب من نوع البرج على المثاقب وقوالبها المقابلة في برج دوار مُفهرس، بينما يخزن مكبس التثقيب من نوع السكك الأدوات على سكة خلفية بعيدًا عن قطعة العمل. تستخدم هذه الآلات الطاقة الهيدروليكية والهوائية لضغط الشكل بقوة كافية لقص المعدن.

• 
  مثقب ذو ثقب واحد للجلد أو القماش أو البلاستيك الرقيق
• 
  مثقب ذو فتحة واحدة للصفائح المعدنية
• 
  مثقب صناعي لأعمال المعادن

يمكن تقدير قوة الثقب المطلوبة لثقب قطعة من الصفائح المعدنية من المعادلة التالية: ^{[ 4 ]}

${\displaystyle F=0.7tL(UTS)}$

حيث t هو سمك الصفيحة المعدنية، و L هو الطول الكلي المقصوص (محيط الشكل)، و UTS هي قوة الشد القصوى للمادة.

تؤثر أشكال القوالب والمثاقب على قوة التثقيب أثناء عملية التثقيب. تزداد قوة التثقيب خلال العملية حيث يتم قص كامل سماكة المادة دفعة واحدة. يساعد المثقب المشطوف في قص المواد السميكة عن طريق تقليل القوة في بداية الشوط. مع ذلك، يؤدي شطف المثقب إلى تشويه الشكل بسبب القوى الجانبية المتولدة. تسمح القوالب المركبة بإجراء عمليات تشكيل متعددة. استخدام القوالب المركبة يبطئ العملية بشكل عام، وعادةً ما تكون أغلى من القوالب الأخرى. يمكن استخدام القوالب التدريجية في عمليات الإنتاج بكميات كبيرة. يمكن استخدام عمليات تثقيب وقوالب مختلفة في مراحل مختلفة من العملية على نفس الآلة.

وترتبط عمليات أخرى مثل الختم ، والتقطيع ، والتثقيب، والفصل، والسحب، والتشذيب، والشق، وعمليات الثني بعملية التثقيب.

يشير مصطلح "التثقيب" في صناعة البلاستيك عادةً إلى إزالة البلاستيك الزائد من المنتج المطلوب. على سبيل المثال، في عملية التشكيل بالنفخ بالبثق، من الشائع استخدام قوالب التثقيب لإزالة الزوائد، والزوائد البلاستيكية، وقضبان التشكيل من الزجاجات أو غيرها من الحاويات المقولبة.

في آلات التشكيل بالنفخ ، تُقَصّ العبوات عادةً داخل الآلات، ثم تخرج العبوات الجاهزة من آلة التشكيل بالنفخ. أما معدات التشكيل بالنفخ الأخرى، مثل آلات العجلة الدوارة ، فتتطلب استخدام أدوات تشذيب لاحقة. تشمل أنواع أدوات التشذيب اللاحقة: آلات إزالة الزوائد، وآلات التشذيب الدوارة أو الترددية، وآلات التشذيب الدورانية.

• لكمة قاضية