الدرس 4.4التشويهالفصل 4 · تشكيل الصفائح والأنابيب

التشكيل بالتدفق

أسطوانات تمدّ أنبوبًا دوّارًا فتجعله أرقّ وأطول فوق دعامة

يضغط التشكيل بالتدفق جدار أنبوب أو كوب دوّار على دعامة بأسطوانات، فيصير أرقّ وأطول. تُصنع بهذه الطريقة كثير من عجلات السيارات الخفيفة، وأسطوانات الغاز وأغلفة محركات الصواريخ. يعطي أنابيب دقيقة بلا وصلات يزداد معدنها قوة أثناء ضغطه.

التشكيل الأمامي بالتدفق · منظر جانبييقطع الشكل القطعة والدعامة إلى نصفين على طول المحور؛ والأرقام المدوّرة تطابق الخطوات أدناه.

كيف تعمل

التحميل والتثبيت. تنزلق قطعة أولية قصيرة وسميكة (قطعة بداية، عادةً كوب أو أنبوب مشغّل أو مطروق أو مسبوك) على دعامة من الفولاذ المقسّى. ويثبّتها الذنَب في مكانها.
الدوران. يدير رأس المخرطة الدعامة والقطعة الأولية معًا.
الضغط. عادةً ثلاث أسطوانات، موزعة بالتساوي حول القطعة، تضغط الجدار على الدعامة. يصير الجدار أرقّ، غالبًا بأكثر من النصف في المجموع.
الحركة والتدفق. تتحرك الأسطوانات على طول المحور، ولا يستطيع المعدن المضغوط إلا أن يذهب طوليًا، فيطول الأنبوب. وأخيرًا يُسحب الأنبوب عن الدعامة ويُشذَّب بالطول.

في هذه النسخة الأمامية يتدفق المعدن في اتجاه حركة الأسطوانات نفسه. وفي التشكيل الخلفي بالتدفق يُدفع الأنبوب نحو مانع ويتدفق المعدن في الاتجاه المعاكس، وهذا يناسب الأنابيب الطويلة المفتوحة.

حقائق أساسية

المواد: الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ، الألومنيوم، التيتانيوم وسبائك النيكل؛ والدرجات المطيلة تعمل أفضل
القطع النموذجية: حافات العجلات، أسطوانات الغاز، أغلفة محركات الصواريخ، طبول نقل الحركة، أنابيب دقيقة
حجم القطعة: أقطار من بضعة سنتيمترات إلى نحو متر أو أكثر
الدقة: سماكة الجدار والقطر ضمن نحو ±0.05 mm في الأعمال الدقيقة
تشطيب السطح: تجويف ناعم جدًا ينسخ الدعامة المصقولة؛ وعلامات أسطوانات دقيقة في الخارج
حجم الدفعة المناسب: أحجام متوسطة إلى كبيرة (عجلات، أسطوانات)؛ وكذلك سلاسل صغيرة من القطع عالية القيمة
كلفة العدّة والآلة: كل قطر داخلي يحتاج إلى دعامته الخاصة؛ والآلات تكلّف عادةً مئات الآلاف من الدولارات أو أكثر
السرعة: عادةً من دقيقة إلى بضع دقائق للقطعة

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

أنابيب بلا وصلات بجدران منتظمة جدًا ودقيقة
المعدن يزداد قوة أثناء ضغطه
هدر قليل: المعدن يُنقل لا يُقطع
العجلات المشكّلة بالتدفق أخف من المسبوكة العادية

الحدود

القطع المستديرة فقط
آلة غالية، مع دعامة لكل قطر داخلي
تحتاج إلى قطعة أولية تُصنع بعملية أخرى أولًا
السبائك الصلبة قد تحتاج إلى تسخين أو تخمير بين التمريرات

أين تُستخدم

السياراتحافات العجلات، طبول القابض وناقل الحركة، قطع نقل الحركة
الطاقة والغازأسطوانات الغاز وأوعية الضغط
الطيران والدفاعأغلفة محركات الصواريخ، أبدان القذائف، الأعمدة
الصناعةأنابيب أسطوانات هيدروليكية دقيقة

كيف تتعرف عليها

أنابيب طويلة بلا وصلات أو براميل عجلات بجدران رقيقة ومنتظمة جدًا.
تجويف ناعم كالمرآة وعلامات أسطوانات حلزونية دقيقة في الخارج.
عجلات ما بعد البيع تُباع على أنها مشكّلة بالتدفق أو مطروقة دوّارة: يبقى المركز المسبوك سميكًا بينما البرميل رقيق.