يمكن تصنيف عملية التشكيل وفقًا للطرق التالية:
1. التصنيف حسب موضع أدوات التشكيل والقوالب.
2. تصنيفها حسب درجة حرارة تشكيل الطرق.
3. التصنيف حسب نمط الحركة النسبية لأدوات التشكيل وقطع العمل.
تشمل عملية التحضير قبل التشكيل اختيار المواد الخام، وحساب المواد، والقطع، والتسخين، وحساب قوة التشوه، واختيار المعدات، وتصميم القالب. قبل التشكيل، من الضروري اختيار طريقة تزييت ومواد تشحيم جيدة.
تغطي مواد التشكيل بالطرق نطاقًا واسعًا، يشمل أنواعًا مختلفة من الفولاذ والسبائك عالية الحرارة، بالإضافة إلى المعادن غير الحديدية مثل الألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس. هناك قضبان ومقاطع بأحجام مختلفة تُعالج مرة واحدة، بالإضافة إلى سبائك بمواصفات متنوعة. بالإضافة إلى الاستخدام المكثف للمواد المنتجة محليًا والمناسبة لموارد بلدنا، تتوفر أيضًا مواد من الخارج. معظم المواد المطروقة مُدرجة بالفعل في المعايير الوطنية. كما أن هناك العديد من المواد الجديدة التي طُوّرت واختُبرت ورُوّج لها. وكما هو معلوم، غالبًا ما ترتبط جودة المنتجات ارتباطًا وثيقًا بجودة المواد الخام. لذلك، يجب أن يتمتع عمال التشكيل بالطرق بمعرفة واسعة وعميقة بالمواد وأن يكونوا بارعين في اختيار المواد الأنسب وفقًا لمتطلبات العملية.
يُعدّ حساب المواد وقطعها خطوتين مهمتين لتحسين استغلالها والحصول على خامات مُحسّنة. فالكمية الزائدة من المواد لا تُسبب الهدر فحسب، بل تُفاقم أيضًا تآكل القالب واستهلاك الطاقة. وإذا لم يتبقَّ هامش ضئيل أثناء القطع، فسيزيد ذلك من صعوبة ضبط العملية وزيادة معدل الخردة. كما أن جودة سطح القطع النهائي تؤثر أيضًا على العملية وجودة التشكيل.
الغرض من التسخين هو تقليل قوة تشوه التشكيل وتحسين لدونة المعدن. إلا أن التسخين يُسبب أيضًا سلسلة من المشاكل، مثل الأكسدة، وإزالة الكربنة، والسخونة الزائدة، والاحتراق الزائد. إن التحكم الدقيق في درجات حرارة التشكيل الأولية والنهائية له تأثير كبير على البنية الدقيقة وخصائص المنتج. يتميز التسخين بأفران اللهب بانخفاض تكلفته وقدرته العالية على التكيف، إلا أن وقت التسخين طويل، مما يجعله عرضة للأكسدة وإزالة الكربنة، كما أن ظروف العمل بحاجة إلى تحسين مستمر. يتميز التسخين الحثي بسرعة التسخين وقلة الأكسدة، إلا أن قدرته على التكيف مع تغيرات شكل المنتج وحجمه ومادته ضعيفة. يلعب استهلاك الطاقة في عملية التسخين دورًا حاسمًا في استهلاك الطاقة في إنتاج التشكيل، ويجب تقديره بالكامل.
يتم إنتاج التشكيل بالطرق تحت قوة خارجية. لذلك، فإن الحساب الصحيح لقوة التشوه هو الأساس لاختيار المعدات وإجراء التحقق من القالب. كما أن إجراء تحليل الإجهاد والانفعال داخل الجسم المشوه ضروري أيضًا لتحسين العملية والتحكم في البنية الدقيقة وخصائص التشكيل بالطرق. هناك أربع طرق رئيسية لتحليل قوة التشوه. على الرغم من أن طريقة الإجهاد الرئيسية ليست صارمة للغاية، إلا أنها بسيطة وبديهية نسبيًا. يمكنها حساب الضغط الكلي وتوزيع الإجهاد على سطح التلامس بين قطعة العمل والأداة، ويمكنها أن ترى بشكل حدسي تأثير نسبة العرض إلى الارتفاع ومعامل الاحتكاك لقطعة العمل عليها؛ طريقة خط الانزلاق صارمة لمشاكل إجهاد المستوى وتوفر حلاً أكثر بديهية لتوزيع الإجهاد في التشوه الموضعي لقطع العمل. ومع ذلك، فإن قابلية تطبيقها ضيقة ونادرًا ما تم الإبلاغ عنها في الأدبيات الحديثة؛ يمكن أن توفر طريقة الحد الأعلى أحمالًا مبالغًا فيها، ولكن من منظور أكاديمي، فهي ليست صارمة للغاية ويمكن أن توفر معلومات أقل بكثير من طريقة العناصر المحدودة، لذلك نادرًا ما تم تطبيقها مؤخرًا؛ لا تقتصر قدرة طريقة العناصر المحدودة على تحديد الأحمال الخارجية والتغيرات في شكل قطعة العمل فحسب، بل تشمل أيضًا تحديد توزيع الإجهاد والانفعال الداخلي والتنبؤ بالعيوب المحتملة، مما يجعلها طريقةً وظيفية عالية الكفاءة. في السنوات القليلة الماضية، ونظرًا لطول وقت الحساب المطلوب والحاجة إلى تحسين الجوانب التقنية مثل إعادة رسم الشبكة، اقتصر نطاق التطبيق على الجامعات ومؤسسات البحث العلمي. في السنوات الأخيرة، ومع شيوع الحواسيب وتطورها السريع، بالإضافة إلى تزايد تطور البرامج التجارية لتحليل العناصر المحدودة، أصبحت هذه الطريقة أداةً تحليليةً وحسابيةً أساسية.
لا يقتصر تقليل الاحتكاك على توفير الطاقة فحسب، بل يُحسّن أيضًا من عمر القوالب. ومن أهمّ الإجراءات لتقليل الاحتكاك استخدام مواد التشحيم، التي تُحسّن البنية الدقيقة وخصائص المنتج بفضل تشوّهه المنتظم. وتختلف مواد التشحيم المستخدمة باختلاف طرق التشكيل ودرجات حرارة التشغيل. وتُستخدم مواد تشحيم الزجاج عادةً لتشكيل سبائك التيتانيوم وسبائك التيتانيوم عالية الحرارة. أما في التشكيل الساخن للصلب، فيُعدّ الجرافيت المائيّ مادة تشحيم شائعة الاستخدام. أما في التشكيل البارد، فغالبًا ما يتطلب الضغط العالي معالجة بالفوسفات أو الأكسالات قبل التشكيل.
وقت النشر: ٢١ أغسطس ٢٠٢٤