الدرس 6.1القطعالفصل 6 · القطع والتشغيل غير التقليدي

التثقيب والقص

مثقب يقصّ أشكالًا من صفيحة مقابل قالب

يقطع التثقيب ثقوبًا وأشكالًا في الصفائح المعدنية بدفع مثقب صلب عبر الصفيحة إلى قالب مطابق. والفتحات في قائم رف فولاذي والثقوب في شبكة مثقّبة صُنعت هكذا، شوط لكل ثقب. والقص (Shearing) هو القطع نفسه على طول خط مستقيم بنصلين طويلين، وبه تُقطَع معظم الصفائح إلى مقاس.

الصورة: W. R. Schettler, Public domain, عبر Wikimedia Commons

شوط مثقب واحد في ثلاث مراحل، مع لقطات قريبة وقصّاصة بنصل مستقيمالصف العلوي: شوط مثقب واحد من اليسار إلى اليمين؛ وتطابق الأرقام المحاطة بدوائر الخطوات أدناه. الصف السفلي: لقطات قريبة للقطع، والنسخة ذات النصل المستقيم.

كيف تعمل

الإطباق. تستقر الصفيحة على القالب (الأداة السفلية: كتلة مقسّاة بفتحة بشكل الثقب). ويضغط المزيل (stripper)، وهو لوح حول المثقب، الصفيحة مسطّحة.
الضغط. ينزل المثقب (الأداة العلوية: قضيب فولاذ مقسّى بشكل الثقب) ويدفع المعدن إلى فتحة القالب. تنحني الحافة أولًا وتستدير.
قصّ وتشقّق. تقطع الحواف الحادة شريطًا أملس في المعدن. ثم تبدأ شقوق عند حافة المثقب وحافة القالب وتسير نحو بعضها عبر الخلوص (الفجوة الصغيرة بين المثقب والقالب).
اخترق. حين تلتقي الشقوق، ينفصل القرص المقطوع، ويسمى القطعة الساقطة (slug)، ويُدفَع إلى أسفل عبر القالب كخردة.
انزع وحرّك. يرتفع المثقب بينما يبقي المزيل الصفيحة إلى الأسفل. وفي مكبس تثقيب برجي CNC (آلة يتحكم بها حاسوب بمخزن دوّار من المثاقب)، تنزلق الطاولة بعد ذلك بالصفيحة إلى الثقب التالي.

القص

القص (في الأسفل يمينًا) يطبّق الفعل نفسه على طول خط مستقيم. يثبّت مثبّت الصفيحة، وينزل نصل علوي طويل بمحاذاة نصل سفلي ثابت تمامًا. ويكون النصل العلوي عادةً مائلًا قليلًا، فيقطع تدريجيًا على طول الخط كالمقص. ومحدِّد قابل للضبط خلف النصلين، هو المقياس الخلفي (back gauge)، يحدد عرض الشريط.

حقائق أساسية

المواد: صفائح الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والنحاس الأحمر والأصفر؛ وكذلك البلاستيك والجلد وصفائح الحشوات بعُدد أبسط
القطع النموذجية: الخزانات الكهربائية، والحوامل، وألواح الهياكل، والشاشات المثقّبة، والحلقات، وقوائم الرفوف
حجم القطعة: صفائح عادةً حتى نحو 6 مم سمكًا؛ وتقبل مكابس CNC البرجية صفائح حتى نحو 1.5 × 3 م
الدقة: نحو ±0.1 مم على مكبس CNC برجي
تشطيب السطح: الأوجه سليمة؛ وحافة القطع فيها شريط لامع، وشريط خشن، وزغب صغير (حافة حادة بارزة)
حجم الدفعة المناسب: من النماذج الأولية إلى السلاسل الكبيرة بعُدد معيارية؛ والقوالب المخصصة تؤتي ثمارها في الإنتاج الضخم
كلفة العدّة والآلة: تكلّف أطقم المثقب والقالب المعيارية من عشرات إلى مئات الدولارات لكل منها؛ ومكبس CNC برجي يكلّف مئات الآلاف
السرعة: شوط لكل ثقب، غالبًا عدة مئات من الأشواط في الدقيقة

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

سريع جدًا: شوط واحد لكل ثقب
كلفة منخفضة للثقب؛ والعدد المعيارية تغطي الأشكال الشائعة
بلا حرارة، فيبقى المعدن حول الثقب دون تغيير
الآلة نفسها تستطيع أيضًا تشكيل فتحات تهوية بارزة (louvers) وأضلاع تقوية

الحدود

كل شكل ثقب يحتاج إلى مثقبه وقالبه
صفائح فقط، عادةً حتى نحو 6 مم سمكًا
الحافة خشنة جزئيًا وتحمل زغبًا
الثقوب الأضيق من سمك الصفيحة تقريبًا قد تكسر المثقب

أين تُستخدم

الكهرباءخزانات التحكم، وصناديق التوصيل، وفتحات قابلة للكسر لمداخل الكابلات
البناء والأثاثقوائم الرفوف، وألواح واجهات مثقّبة، وأجزاء شبكات الأسقف
الأجهزة المنزلية ومعالجة الهواءأغلفة الأفران والغسالات، وشبكات التهوية، وأجزاء المجاري
الإلكترونيات وتقنية المعلوماترفوف الخوادم، وهياكل الحواسيب، وألواح التدريع
السياراتالحوامل والتقويات؛ وقطع خام مقصوصة لألواح هياكل مختومة

كيف تتعرف عليها

جدار الثقب فيه شريط لامع قرب أحد الوجهين وشريط أكثر خفوتًا وخشونة قرب الآخر.
أحد الوجهين فيه حافة ثقب مستديرة قليلًا؛ والوجه الآخر فيه زغب صغير حاد.
المحيطات الكبيرة ذات الحافة المتموجة الباهتة تأتي من القرمشة (nibbling): ضربات صغيرة كثيرة متداخلة.
صفوف من ثقوب أو فتحات أو فتحات تهوية متطابقة، وأقراص قابلة للكسر (أقراص مقطوعة جزئيًا تكسرها لإدخال الكابلات).

قارنها بـ

القطع بالليزر6.2بلا عُدد وأي محيط، لكنه يرسم كل ثقب، فتستغرق أنماط الثقوب الكثيفة وقتًا أطول.الختم والسحب العميق4.2قوالب مخصصة في مكابس كبيرة للإنتاج الضخم؛ والتثقيب هو القريب المرن للدفعات الصغيرة.القطع بنفاث الماء6.4بلا حرارة أيضًا، لكنه أبطأ بكثير؛ يقطع الألواح السميكة والحجر والزجاج التي لا يستطيعها المثقب.

شاهدها

Roy Manufacturing · جولة للمبتدئين في مثقب CNC برجي وعُدده

Headland Technology · أجزاء الآلة، مفككة في رسوم متحركة

TRUMPF Inc. · لقطات قريبة لرأس التثقيب وعُدده أثناء العمل

NCTOOLS CADCAM · صفيحة مثقّبة بصفوف طويلة من الثقوب

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: Punching — المبدأ، مع صور للمثاقب اليدوية ومكبس تثقيب صناعي
ويكيبيديا: Shearing (manufacturing) — نظرة عامة على القص بنصل مستقيم
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز

تذكّر

المثقب والقالب يقطعان بالقص: ينحني المعدن، ثم يُقطَع جزئيًا، ثم يتشقق حتى النهاية.
الخلوص بين المثقب والقالب يحدد جودة الحافة وحجم الزغب.
التثقيب أسرع طريقة لصنع ثقوب كثيرة في صفيحة؛ والقص يفعل الشيء نفسه على طول خط مستقيم.