ما هو هيكل محمل منقسم؟ صب A356 وملاءمة التجويف
يحمل هيكل المحمل المنقسم عمودًا أو محملًا في جسم من قطعتين: نصف قاعدة، وغطاء مشدود فوقه. ويشكّل الصب بالجاذبية النصفين وآذان التثبيت الأربعة في قالب فولاذي واحد، ويُقطع التجويف بعد ربط النصفين لا قبله. والقالب يعطي الشكل الخارجي والآذان في ضربة واحدة، ويبقى التجويف معدنًا زائدًا حتى تجتمع القطعة في الماكينة.
القطعة هيكل من A356-T6 بأبعاد 120×95×70 مم ووزن 420±30 غرام، بجدار 5–8 مم وتجويف Ø60 H8. وكل رقم فيها هدف على الرسم، لا قراءة من عينة، والفرق بين الاثنين هو الفرق بين قطعة تُقبل وأخرى تُعاد. ولهذا تُقرأ الأرقام هنا على أنها ما يجب أن يخرج من القالب والماكينة، لا على أنها ما خرج منهما في دفعة سابقة.
ماذا يحمل هيكل المحمل المنقسم؟
الشيء المحمول واحد من اثنين: حلقة محمل خارجية تُكبس في التجويف، أو عنق عمود يستقر على المقعد النصف دائري. والمقعد هو الوجه النصف دائري الذي يقطع خط الفصل نصفين، وهو التجويف النصفي الذي تستقر فيه الحلقة، فيُغلق الغطاء على عنق العمود من أعلى. وأربعة آذان تثبيت تشدّ الجسم إلى الإطار، والشدّ كله يمر عبرها. وموضع المحمل يتبع محور التجويف ووجه التثبيت، فكلاهما مرجع، أي السطحان اللذان تبدأ منهما كل قراءة، ويُقبل الرقم أو يُرفض بالنسبة إليهما لا بالنسبة إلى القالب، ومن غيرهما لا يُعرف أين يقع المحمل في الجسم.
لماذا يُقسم الهيكل إلى نصفين؟
يفتح القسم طريقًا للعمود من أعلى بدل أن يمر عبر حلقة مغلقة، وهذا ما يناسب هيكلًا في نهاية صندوق تروس أو بكرة سير. ويُشد النصفان ويُجوَّفان بعدهما كجسم واحد، فالوصل يدخل في سلسلة الدقة ولا يبقى شأنًا للغطاء، وأي خطأ في الوجهين ينتقل إلى محور التجويف كما ينتقل خطأ المرجع إلى ما يُقاس عليه.
ولذلك يُضبط وجها الفصل على استواء 0.05 مم. فالوجه الذي يتأرجح ينغلق عند البراغي وينفتح عند التجويف، وشدّ الربط يسحب التجويف خارج استدارته، فيضيق القطر على الحلقة من جهة ويتسع من أخرى. ويُشغَّل الزوج معًا، فيبقى النصفان طقمًا واحدًا، ولا يصلح غطاء من طقم آخر بديلًا، إذ يُقطع الثقب على الوجهين معًا.
أي ثلاثة أسطح تحدد دقة الهيكل؟
ثلاثة أسطح تحمل التفاوتات: التجويف Ø60 H8، ووجها الفصل، ووجه التثبيت. وH8 هو نطاق تفاوت الثقب على الرسم، وهما الحدّان اللذان يُقبل بينهما القطر، ويُقرأ في التقرير باسمه لا باسم قطر واحد.
المرجعان هما وجه التثبيت ومحور التجويف، ويُقرأ بينهما تعامد 0.05 مم، ويُضبط المقعد النصف دائري متمحورًا مع التجويف داخل 0.05 مم. وثقوب الشفة 4×Ø9 تقع داخل تفاوت موضع Ø0.3 مم، وهو فحص رابع لا مرجع رابع. والفرق بين الاثنين أن المرجع يُبنى عليه الرقم، والفحص يُقارن به الرقم الجاهز، ولا يُشتق منه محور.
لماذا يُجوَّف التجويف بعد الشدّ؟
يأتي الشدّ أولًا لأن تجويف كل نصف على حدة يعطي المقعد والتجويف محورين مختلفين، والحلقة التي تُكبس على محورين تتآكل من جانب واحد. والبراغي تغلق الوصل، ويتحرك التجويف مع ذلك الشدّ، فتعيد تمريرة واحدة النصفين إلى محور واحد. والنتيجة أن التجويف لا يُقرأ على نصف منفرد، فما يُقاس مفتوحًا يختلف عمّا يُركَّب مغلقًا.
والترتيب ثابت: فرِّز وجهي الفصل، ثم اشدد النصفين، ثم جوِّف التجويف، ثم احفر ثقوب الشفة. والوجه الذي يُفرَّز بعد التجويف يزحزح المحور الذي ضُبط عليه التجويف، فيتغير الرقم الذي قُرئ قبل التفريز. والشدّ والتجويف وفكّ البراغي ثلاث محطات، ولهذا يقف هذا البند سطرًا في عرض السعر، لا داخل تشغيل عادي؛ فما يبدو خطوة واحدة في الورشة هو ثلاث تسليمات في الحساب.
لماذا يُستخدم A356-T6 في هذا الهيكل؟
A356 هو AlSi7Mg، وهي نفس السبيكة في GB/T 1173 ZL101A، وT6 هي الحالة: معالجة بالمحلول، فتسقية في الماء، فتعتيق. والسبيكة تملأ جدار 5–8 مم في قالب فولاذي، وتُشغَّل بقطع لا يتشقق، وتحفظ ميزانية 420±30 غرام. والصهر يجري عند 700–740 °C في قالب مُسخَّن مسبقًا إلى 250–350 °C، وبعده المحلول عند 535–545 °C والتعتيق عند 155–165 °C لمدة 4–6 ساعات، وكلها في انتظار تأكيد المسبك. والخطوات الثلاث تُؤخذ دورة واحدة لا ثلاث خطوات منفصلة، فالحالة تُبنى في التسقية وتُثبَّت في التعتيق. وهذه نطاقات تشغيل معتادة، وليست قيمًا مثبتة لهذه القطعة بعد.
والتشطيب سفع بالكريات إلى Sa 2.5 وفق ISO 8501-1 على الأوجه المصبوبة، ويُترك التجويف ووجها الفصل كما قُطعا، فلا يُسفع سطح مشغول. والأنودة غير مؤكدة لهذه القطعة، فرسم يطلب لونًا أو سماكة غشاء يضيف مواصفة وكلفة إلى البند. والطلاء الكهربائي أو الدهان يتبع القاعدة نفسها، ويحتاج حجبًا على التجويف والوصل، والحجب عمل يدوي يقف سطرًا في عرض السعر.
لماذا يحمل جدار 5–8 مم خطر الانكماش؟
الجدار 5–8 مم حسب الرسم، وطرفه السميك عند المقعد النصف دائري. وتلك العقدة تتجمد أخيرًا، ويكون مغذّيها قد أُغلق قبل أن تتجمد، فتبقى الفجوة تحتها في المعدن الذي ستقطعه أداة التجويف. وهذا الترتيب هو ما يجعل العيب في المكان الذي لا يُرى إلا بعد القطع.
والفجوة فوق Ø1 مم تُلقي الهيكل في الخردة، والفجوة عند Ø1 مم أو دونه تمر إذا كان المقعد سليمًا فيما عداها. والحكم يُتخذ بالعين على المقعد المشغول، ويُثبَّت بعدها بفحص السوائل المتخللة، فالعين تفرز والفحص يحسم. ولأن العيب لا يظهر إلا بعد التجويف، يكون زمن القطع قد أُنفق قبل أن يبدو، ويبقى الصهر الموضع الوحيد الذي يمكن إصلاح العيب فيه.
أي مقياس يفحص كل خاصية؟
لكل خاصية مقياس واحد: ميكرومتر داخلي بثلاث نقاط للتجويف وبيضاويته، وجهاز قياس الإحداثيات (CMM) للتعامد والتمحور، ولوح قياس مع مجس تحسس لوجهي الفصل. وثقوب الشفة تُفحص بسدادات حدّية وتجربة تركيب، والمقعد بفحص السوائل المتخللة. والقدمة لا تكفي هنا، فهي تقرأ قطرًا واحدًا في اتجاه واحد ولا تكشف بيضاوية.
والجدول يضع الهدف والنطاق المسموح والمقياس جنبًا إلى جنب، إذ لا تثبت قراءة بلا ذكر الحالة التي أُخذت فيها: أين كانت القطعة مشدودة، وعلى أي وجه استندت. فالتجويف المقروء في المثبّت والتجويف نفسه بعد الإفراج يعطيان رقمين مختلفين، وعلى التقرير أن يسمّي أيهما يحمل. وهذا التقرير هو ما يحسمه فحص جهاز قياس الإحداثيات، لا رقم يُكتب بلا مرجع.
| الخاصية | هدف الرسم | النطاق المسموح | ما يثبته |
|---|---|---|---|
| التجويف | Ø60 H8 | حدود H8، والبيضاوية 0.03 مم كحد أقصى | ميكرومتر داخلي، ثلاث نقاط |
| وجها الفصل | استواء 0.05 مم | 0.05 مم أو أقل | لوح قياس ومجس تحسس |
| التجويف إلى وجه التثبيت | تعامد 0.05 مم | 0.05 مم أو أقل | جهاز قياس الإحداثيات، والوجه مرجع |
| المقعد إلى التجويف | تمحور 0.05 مم | داخل 0.05 مم | جهاز قياس الإحداثيات، والتجويف مرجع |
| ثقوب الشفة | 4×Ø9 | موضع Ø0.3 مم | سدادات حدّية وتجربة تركيب |
| السطح المصبوب | Sa 2.5 | درجة ISO 8501-1 أو أفضل | مقياس مقارنة |
متى يفشل الهيكل المصبوب في الخدمة؟
يفشل الهيكل حيث تبلغ الأسطح الثلاثة حدودها. ففجوة تحت المقعد تترك الحلقة تتأرجح، وتجويف بيضاوي يقرص الحلقة فيسخن، وثقوب براغي خارجة عن موضعها تترك اثنين من الآذان الأربعة يحملان الحمل. ووجه الفصل الذي يتأرجح يلوي التجويف كلما أُعيد شدّ الوصل، فيتغير المقاس بعد كل صيانة، ويعود العيب مع كل شدّ جديد.
وظروف الخدمة تحدد حدود التصميم. فهذا الهيكل يعمل في الداخل، داخل المعدات، مع زيت واهتزاز، ولا وعد بتعرض خارجي أو غسل بالماء. وبعد ذلك الحد يتغير مسار التآكل ومسار الحمل، في حين يتوقف الألمنيوم عن أن يكون الجواب الصحيح.
متى يُصبّ الهيكل بالرمل أو من حديد الزهر؟
يأخذ الصب بالرمل المظروف الكبير والقطعة الواحدة، لأن النموذج يكلف أقل من قالب فولاذي والمقاطع السميكة عادية فيه؛ لكن السطح يأتي أخشن وتحتاج أوجه أكثر إلى قطع. ويأخذ حديد الزهر الحالة التي تتقدم فيها الصلابة على الوزن، بكتلة على الإطار أن يحملها.
ومسار القالب الفولاذي يصمد ما دام الجدار 5–8 مم كما على الرسم، ويستطيع الطلب أن يحمل الأداة، وتبقى الخدمة داخلية. والقالب الواحد يعطي قطعة أو قطعتين في الضربة، في انتظار تأكيد المسبك، وتتوزع كلفته على الضربات التي تشترك فيه، فالدُفعة القصيرة تحمل حصة أداة تخالف حصة الدُفعة الطويلة، والقالب واحد في الحالتين، والحصة تتحرك مع عدد الضربات. ومقارنة المسارات تأتي في اختيار عملية صب والتشغيل مقابل الصب؛ ومفصلة مصبوبة بالضغط ومشغولة تعرض فحوص إفراج مشابهة.
أرسل الرسم وقد وُسم عليه التجويف واستواء وجها الفصل والمرجع، مع حجم الدُفعة وظرف الخدمة. وهذه البنود الخمسة تحدد هل يستحق القالب أن يُقطع، وما يفحصه أول عينة قبل الشحن.
الأسئلة الشائعة
