حاسبة قوة الثني

طنّية مكبس الثني: ما الذي يخبرك به الرقم وما لا يخبرك

القوة اللازمة لثني صفيحة يهيمن عليها حدّ واحد، وليس الحدّ الذي يتوقعه الناس. فالقوة ترتفع مع مربع سماكة المادة: صفيحة بسماكة 4 ‎mm‎ لا تحتاج ضعف طنّية صفيحة بسماكة 2 ‎mm‎، بل تحتاج نحو أربعة أضعافها. ولهذا قد ترهق المكنةَ اليومَ قطعةٌ عملت بارتياح أمس، بعد ما بدا تغييرًا صغيرًا في المواصفة. والطول مهم أيضًا، لكن خطيًا فحسب — ضاعف طول الثني تتضاعف القوة. فحين يستعصي ثنيٌ ما، انظر إلى السماكة أولًا وإلى الطول ثانيًا.

فتحة ‎V‎ هي المقبض الذي لا يفكر أحد في إدارته

تقع فتحة القالب في المقام، ومعنى ذلك أن فتحة ‎V‎ أوسع تخفض القوة المطلوبة بنسبة مباشرة. ونقطة البداية القياسية فتحة تعادل نحو ثمانية أضعاف سماكة المادة، وهي مقايضة حقيقية لا قانون: فالفتحة الأوسع تخفض الطنّية وتكون أرفق بالأدوات، لكنها تنتج نصف قطر داخلي أكبر وتحتاج شفة أطول تستقر عليها. والفتحة الأضيق تعطي نصف قطر أضيق بثمن قوة أكبر بكثير وأثر أوضح على السطح. وإذا كان ثنيٌ عند حافة طاقة مكنتك، فتوسيع فتحة ‎V‎ هو عادةً أرخص علاج متاح، ولا يكلفك سوى تبديل أداة.

الثني الهوائي والثني القاعدي والكبس التام أعمال ثلاثة مختلفة

الحساب هنا خاص بـالثني الهوائي، حيث لا تلامس الصفيحة سوى طرف السنبك وكتفي القالب ولا تبلغ قاع فتحة ‎V‎ أبدًا. وهكذا يُنفَّذ السواد الأعظم من الثني الإنتاجي، وهذا سبب تغطية طقم أدوات واحد لزوايا كثيرة. أما الثني القاعدي فيكبس المادة داخل القالب ويحتاج عادةً إلى قوة أكبر بثلاثة إلى خمسة أضعاف. والكبس التام يعصر المادة حتى تسيل لدنًا عبر سماكتها كاملة، وقد يحتاج ثمانية إلى عشرة أضعاف أو أكثر. فإذا ذكر لك أحدهم طنّية تبدو أعلى بكثير مما تعطيه هذه الحاسبة، فتحقق أي الثلاثة قصد قبل أن تفترض أن أحد الرقمين خاطئ.

الارتداد المرن، ولماذا لا تكون الزاوية التي تثنيها هي الزاوية التي تحصل عليها

المعدن مرن قبل أن يكون لدنًا، فكل ثني يرتخي قليلًا حين يرتفع السنبك. اثنِ إلى 90 درجة فتقيس 91 أو 92، وكلما زادت صلابة المادة وسماكتها زاد ارتدادها — فالدرجات عالية المقاومة ترتد ارتدادًا كبيرًا مقارنة بالفولاذ الطري، والألمنيوم بينهما ويتفاوت بحسب السبيكة. وهذا أمر طبيعي يُعوَّض بـالثني الزائد: صوّب درجة أو درجتين أبعد من هدفك ودعه يستقر حيث تريد. والمقدار الدقيق خاصية دفعة المادة لديك وأدواتك ومكنتك، ولهذا ينبغي أن يكون أول ثني في أي قطعة عيّنة اختبار لا قطعة إنتاج.

اتجاه الدرفلة والشقّ الذي يظهر على الوجه الخارجي

للصفيحة المدرفلة اتجاه ألياف، وهو ليس زخرفيًا. والثني عبر اتجاه الألياف هو الاتجاه الآمن؛ أما الثني بمحاذاته فيضع الألياف تحت شدّ طولي وقد يشقّ الوجه الخارجي، وخصوصًا في الألمنيوم والفولاذ عالي المقاومة. فإن كان لك خيار عند ترتيب القطع على اللوح، فوجّه الثنيات عبر اتجاه الألياف. وإن لم تستطع، فالعلاج نصف قطر داخلي أكبر أو مزاج مادة مختلف. وانتبه أيضًا لحالة الحافة: فحافة الليزر أو البلازما مقسّاة ومحزّزة قليلًا، وخط ثني يمر عبر حافة خشنة أو مثلومة سيجد تلك الثلمة ويبدأ منها شقًا. وإزالة النتوءات قبل الثني ليست تجميلًا.

من النشر المسطّح إلى القطعة النهائية

الثني يستهلك مادة، ولهذا يكون النشر المسطّح دائمًا أقصر من مجموع الأضلاع النهائية. فالمادة في الجهة الخارجية من الثني تتمدد، والداخلية تنضغط، وبينهما خط محايد لا يفعل هذا ولا ذاك. وهذا ما يصفه بدل الثني وخصم الثني، والخطأ فيه هو السبب الأشيع في أن تخرج القطعة من المكبس بزوايا صحيحة وأبعاد خاطئة. وبرامج ‎CAD‎ الحديثة تحسبه لك انطلاقًا من معامل ‎K‎، لكن معامل ‎K‎ افتراض عن أدواتك لا ثابت كوني. والعادة الموثوقة عند مادة جديدة أو قالب جديد أن تثني شريط اختبار واحدًا، وتقيس النتيجة الفعلية، وتصحّح النشر المسطّح من الواقع لا من النظرية.

كيف تُحسب قوة الثني

بالنسبة إلى الثني الهوائي، القاعدة التقريبية المعتادة هي ‎F (kN/m) = (K × Rm × S²) / V‎ — حيث ‎K‎ ثابت يعتمد على هندسة القالب (1.42 هنا، وتتراوح القيم في المصادر بين 1.3–1.6)، و‎Rm‎ مقاومة شد المادة، و‎S‎ سماكة الصفيحة، و‎V‎ فتحة القالب. اضرب في طول الثني للحصول على القوة الإجمالية؛ واقسم ‎kN‎ على 9.81 للحصول على الأطنان المترية الظاهرة على كل مقياس لمكبس الثني. لاحظ ‎S²‎: مضاعفة السماكة تضاعف القوة أربع مرات — ولهذا تحتاج الصفائح السميكة إلى مكنات بهذا الثقل.