تشكيل القص

تُشبه عملية تشكيل القص ( التشكيل بالقص) عملية تشكيل المعادن بالغزل . في التشكيل بالقص، تكون مساحة القطعة النهائية مساوية تقريبًا لمساحة الصفيحة المعدنية المسطحة. ويتم الحفاظ على سُمك الجدار من خلال التحكم في الفجوة بين الأسطوانة والمندل . أما في عملية تشكيل القص، فيحدث انخفاض في سُمك الجدار.

قبل خمسينيات القرن العشرين، كانت عملية الغزل تتم على مخرطة دوارة . وعندما أصبحت آلات الغزل الآلية المخصصة متاحة، بدأ تشكيل القص في التطور في السويد .

يوضح الشكل 2 المخططات التوضيحية لعملية تشكيل القص.

• تُوضع قطعة معدنية خام بين المغزل وظرف آلة التشكيل بالغزل. ويأخذ المغزل الشكل الداخلي للمكون النهائي المطلوب.
• تقوم الأسطوانة بلف الصفيحة المعدنية حول المندريل بحيث تأخذ شكلها.

في عملية التشكيل بالقص، يمكن أن يكون لقطعة العمل الأولية مقطع عرضي دائري أو مستطيل. ويمكن أن يكون شكل المقطع الجانبي للمكون النهائي مقعرًا أو محدبًا أو مزيجًا من الاثنين.

تبدو آلة تشكيل القص مثل آلة الغزل التقليدية، إلا أنها يجب أن تتحمل القوى الأعلى اللازمة لأداء عملية القص.

يجب دراسة تصميم الأسطوانة بعناية، لأنه يؤثر على شكل المكون، وسماكة الجدار، ودقة الأبعاد. كلما صغر نصف قطر طرف الأداة، زادت الإجهادات وانخفضت نسبة تجانس السماكة.

يمكن تعريف قابلية الدوران ، والتي تسمى أحيانًا قابلية الدوران القصي ، بأنها قدرة المعدن على الخضوع لتشوه الدوران القصي دون تجاوز قوة الشد الخاصة به أو التمزق. ^{[ 1 ]}

توقع كيغ أنه بالنسبة للمواد التي تنخفض مقاومتها للشد بنسبة 80%، فإن الحد الأقصى لنسبة التخفيض في التشكيل بالدوران سيكون مساوياً أو أكبر من 80%. أما بالنسبة للمعادن التي تبلغ نسبة إجهاد الكسر الحقيقي فيها 0.5 أو أكثر، فإن نسبة التخفيض في التشكيل بالقص لها حد أقصى. وبالنسبة للمواد التي تقل نسبة إجهاد الكسر الحقيقي فيها عن 0.5، فإن قابلية التشكيل بالدوران تعتمد على مطيلية المادة .

تشمل المواد القابلة للغزل بدرجة عالية المواد المطيلية مثل الألومنيوم وبعض سبائك الصلب .

يُستخدم التشكيل بالقص والغزل التقليدي بشكل أقل مقارنةً بعمليات التصنيع الأخرى كالسحب العميق والتشكيل بالكي . يُمكن من خلالهما إنتاج أجزاء رقيقة المقطع بأي شكل تقريبًا، مما يُفسر انتشار استخدامهما في إنتاج المنتجات خفيفة الوزن. ومن مزايا الغزل بالقص الأخرى الخصائص الميكانيكية الجيدة للمنتج النهائي ونعومة سطحه.

تشمل المكونات النموذجية التي تنتجها آلات الغزل التي تعمل بالطاقة الميكانيكية مخاريط مقدمة الصواريخ ، وأجزاء محركات التوربينات الغازية ، وهوائيات الأطباق .

التشكيل بالتدفق هو تقنية تشكيل تدريجي للمعادن، حيث يتم تشكيل قرص أو أنبوب معدني على مغزل بواسطة أسطوانة واحدة أو أكثر باستخدام ضغط هائل. تُشوه الأسطوانة قطعة العمل، دافعةً إياها على المغزل، مما يؤدي إلى إطالتها محوريًا وتقليل سمكها شعاعيًا. ^{[ 2 ]} نظرًا لأن الضغط الذي تُمارسه الأسطوانة مُركز، ولأن المادة تُشكل تدريجيًا، يُمكن تحقيق وفورات صافية في الطاقة في التشكيل مقارنةً بعمليات السحب أو التشكيل بالكي. مع ذلك، غالبًا ما لا تتحقق هذه الوفورات بسبب الصعوبات الكامنة في التنبؤ بالتشوه المحدد لمسار أسطوانة معين. يُعرّض التشكيل بالتدفق قطعة العمل لاحتكاك وتشوه هائلين. قد يؤدي هذان العاملان إلى تسخين قطعة العمل إلى عدة مئات من الدرجات إذا لم تُستخدم تقنيات التبريد المناسبة.

يُعدّ تشكيل التدفق شائعًا في صناعة العجلات، ويمكن استخدامه لسحب عجلة بعرض نهائي من قطعة خام مُشَكَّلة آليًا. ^{[ 3 ]}

أثناء عملية التشكيل بالتدفق، يتم تشكيل قطعة العمل على البارد ، مما يغير خصائصها الميكانيكية ، وبالتالي تقترب قوتها من قوة المعدن المطروق.

• سي سي وونغ، تي إيه دين، وجيه لين، مراجعة لعمليات التشكيل بالغزل والقص والتشكيل بالتدفق، المجلة الدولية لأدوات وآلات التصنيع 43 (2003)، ص  1419-1435
• ب. أفيتزور، دليل عمليات تشكيل المعادن، جون وايلي وأولاده، كندا، 1983.
• RL Kegg، طريقة اختبار جديدة لتحديد قابلية غزل المعادن، معاملات الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين، مجلة الهندسة للصناعة 83 (1961) 119-124.
• S. Kalpakcioglu, دراسة حول قابلية القص والدوران للمعادن، معاملات الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين، مجلة الهندسة للصناعة 83 (1961) 478-483.
• https://www.d2pmagazine.com/2019/10/09/flowforming-specialist-offers-unique-combination-of-metal-forming-processes/

• https://www.d2pmagazine.com/2017/08/16/flowforming-offers-range-of-benefits-for-aerospace-applications/

• فيديوهات تشكيل التدفق | شركة PMF للصناعات
• FlowformingPlus | PMF Industries, Inc.
• شركة ليفيلد الأمريكية لتشكيل المعادن بالدوران - ماكينات تشكيل التدفق CNC