تقوم ماكينات الختم بمعالجة المواد عن طريق تحميل قوالب الختم؛ ولا يمكن إجراء الختم بدون قوالب. وعموماً، يستغرق تصميم وتصنيع القوالب وقتاً طويلاً، مما يطيل وقت التحضير لإنتاج أجزاء مختومة جديدة. بعد تحديد خطة التصميم الأولي للمنتج، يجب إجراء تحليل شامل وعلمي لقابليته للمعالجة لضمان عملية تشكيل جيدة، والتي يجب أن تكون أساسًا لإنتاج القوالب. تؤثر دقة القوالب وهيكلها بشكل مباشر على إنتاجية معالجة الختم ودقة الأجزاء المختومة؛ كما أن تكلفة التصنيع والعمر الافتراضي للقوالب من العوامل المهمة التي تؤثر على تكلفة وجودة الأجزاء المختومة. لذلك، تلعب القوالب دورًا مهمًا للغاية في الختم ويمكن القول إنها "مفتاح" معالجة الختم.

(1) أنواع القوالب

هناك العديد من طرق معالجة الختم، مثل القطع، والثني، واللف، والتشكيل، والتشكيل، والتشكيل، والتشكيل، والربط، وكلها تندرج تحت معالجة الختم. وبالمقابل، يمكن تقسيم العديد من أنواع القوالب تقريبًا إلى عدة فئات رئيسية؛ ويمكن أن تؤدي أنواع مختلفة من القوالب عمليات مختلفة.

① معالجة القطع. ويشمل ذلك تثقيب المنحنيات المغلقة، والقطع الجانبي والقطع الجانبي للمنحنيات المفتوحة، والتثقيب، والقص، والقص، والجز، والفصل الجزئي، إلخ.

② الانحناء. وهذا يشمل الانحناء على شكل حرف "V"، والانحناء على شكل حرف "L"، والانحناء المتدرج على شكل حرف "Z"، والانحناء على شكل حرف "N"، والانحناء على شكل قبعة، ولف الحافة الأسطوانية، والانحناء الدائري، والانحناء الملتوي، إلخ.

③ الالتواء والانحناء. إنتاج منتجات على شكل حاوية تتوافق مع أشكال المثاقب والقوالب ذات القاع.

④ جوانب أخرى. مثل شبه التثقيب، والنتوء، والتثقيب، والتثقيب، والخرم، وقطع الانحناءات، والكَبس، والختم، والتشذيب، والتثقيب الدقيق، إلخ.

(2) تصميم القالب

تصميم القالب هو أساس جدوى عملية الختم وعمر القالب.

① تصميم هيكل القالب. يجب أن تتجنب الأجزاء المختومة الهياكل ذات الثقوب الصغيرة والأخاديد الضيقة والزوايا الحادة التي يصعب تشكيلها وإزالة قوالبها؛ يجب أن يكون الشكل متماثلًا قدر الإمكان. وينبغي تصميم زوايا السحب لتجنب تركيز الضغط وزيادة ضغط وحدة الختم، والتغلب على العيوب مثل التحميل غير المركزي والتآكل غير المتساوي للقالب. عند تصميم القوالب، يجب الاستفادة الكاملة من وظائف أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب لتنفيذ تصميمات ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد لقطع المجوهرات، مما يضمن توحيد ودقة المعلومات الأصلية للمنتج، وتجنب الأخطاء الناجمة عن العوامل البشرية، وتحسين جودة تصميم القالب.

② تصميم تجويف القالب. يجب زيادة نصف القطر R لحواف تجويف القالب وأسفله إلى أقصى حد ممكن مع ضمان سهولة ملء التجويف. إذا كان نصف القطر صغيرًا جدًا، فقد تنهار حواف التجويف تحت الضغط العالي، وفي الحالات الشديدة، قد تشكل مخروطًا مقلوبًا، مما يؤثر على طرد الجزء المطروق. إذا كان نصف القطر السفلي R صغيرًا جدًا ولم يتم تحويله بسلاسة، فإنه يكون عرضة للتشقق الذي سيستمر في التمدد.

③ مواد القوالب. يجب أن يعتمد اختيار مواد القوالب على ظروف العمل وحجم الإنتاج والصلابة الكامنة في المواد. وينبغي اختيار فولاذ الأدوات عالي الأداء قدر الإمكان لضمان الجودة الداخلية وتجنب العيوب مثل فصل المكونات والشوائب الزائدة. يجب استخدام تقنيات الاختبار غير المدمرة مثل الاختبار بالموجات فوق الصوتية لفحص وضمان أن كل جزء مطروق يتمتع بجودة داخلية جيدة، وتجنب العيوب المعدنية المحتملة وضمان أن القالب يتمتع بالصلابة والقوة والمتانة الكافية لتحمل الصدمات المتكررة والإجهاد والتآكل.

(3) تصنيع القوالب

① معالجة القوالب وتشكيلها. يجب استخدام معدات وتكنولوجيا متطورة للمعالجة والتصنيع لضمان الدقة المطلوبة لقطع ختم المجوهرات، مما يضمن أن القالب يتمتع بدقة عالية وأن التشوه والإجهاد المتبقي بعد المعالجة ليس كبيرًا جدًا. تؤثر خشونة تجويف القالب تأثيرًا مباشرًا على عمره الافتراضي؛ فالخشونة العالية تجعل من الصعب إزالة قطع المجوهرات من القالب، خاصةً في المناطق ذات الأجزاء المرتفعة؛ فكلما كانت قطعة العمل أعمق، كلما كانت أكثر إحكامًا. وبالإضافة إلى ذلك، تزيد قيم الخشونة العالية من مقاومة تدفق المعدن، مما يؤثر على تشكيل الأجزاء المختومة ويجعل القالب عرضة للفشل المبكر. تتميز القوالب ذات خشونة السطح المنخفضة بمقاومة أقل للاحتكاك وقدرات قوية مضادة للعض ومقاومة للتعب، حيث يجب أن تكون خشونة السطح عمومًا Ra = 0.4 ─0.8 ميكرومتر. علامات الأداة وعلامات الطحن المتبقية على سطح تجويف القالب هي مناطق تركيز الإجهاد وهي أيضًا مصادر للتشققات المبكرة والتعب، لذلك من الضروري شحذ الأدوات قبل الضغط. يجب أن تكون كمية القطع صغيرة أثناء التشطيب، ولا يُسمح بعلامات الأدوات. بالنسبة إلى تجاويف القوالب المعقدة، يجب ترك كمية طحن كافية؛ إذا كان الطحن زائدًا عن الحد، فقد يتسبب في حدوث شقوق مجهرية غير مرئية للعين المجردة وتكون عمودية على اتجاه الطحن. من أجل الطحن الدقيق للقوالب الدقيقة، يجب الانتباه إلى تأثير درجة الحرارة البيئية، مما يتطلب طحنًا مستمرًا. تؤثر دقة تصنيع القالب ودقة تجميعه بشكل كبير على عمره الافتراضي؛ حيث إن دقة التجميع العالية، والسطح السفلي المسطح، والتوازي الجيد، والتعامد العالي بين المثقاب والقالب، والفجوات المنتظمة مفيدة لتحسين عمر خدمة القالب.

② المعالجة الحرارية للقالب. تشتمل المعالجة الحرارية للقالب على التلدين بعد تشكيل مواد القوالب، والتلطيف بدرجة حرارة عالية أو التلطيف بدرجة حرارة منخفضة بعد المعالجة الخشنة، والتبريد والتلطيف بعد التشطيب، والتلطيف بدرجة حرارة منخفضة لتخفيف الضغط بعد التفريغ الكهربائي وقطع الأسلاك. لا يمكن ضمان عمر افتراضي جيد للقالب إلا بالتنسيق الجيد بين المعالجة الباردة والساخنة. واعتمادًا على عملية المعالجة الحرارية المستخدمة، يمكن أن تختلف مادة القالب نفسها اختلافًا كبيرًا في عمر الخدمة؛ ويمكن أن تؤدي المعالجة الحرارية غير السليمة إلى فشل القالب في وقت مبكر.

③ معالجة سطح القالب. تؤثر جودة وصلابة سطح القالب بشكل كبير على عمر خدمة القالب وجودة مظهر الأجزاء. لذلك، قبل استخدام القالب، وهي أيضًا المرحلة الأخيرة من تصنيع القالب، عادةً ما يتم إجراء معالجات الطحن والتلميع لتحسين جودة سطح القالب. بعد الطحن والتلميع، يمكن أيضًا استخدام تقنيات المعالجة السطحية المختلفة لتعزيز صلابة سطح القالب، وإطالة عمر خدمة القالب، وتحسين جودة معالجة قطع العمل، وتقليل تكاليف تشغيل القالب. تشمل تقنيات معالجة أسطح القوالب الكربنة في التجويف، والنترة، والتكسية بالنيترة، والتكسية بالحديد، والانتشار المشترك بين الكربون والنيتروجين والرش الموضعي، والتنظيف بالفرشاة، وتكسية التجويف. ومن بين هذه التقنيات، الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)، والترسيب الكيميائي للبخار (CVD)، وتقنيات تقوية الطلاء السطحي الأخرى، مثل الترسيب بالتفريغ والترشيش بالتفريغ والطلاء بالأيونات، التي شهدت تقدمًا كبيرًا في السنوات الأخيرة.

(4) عملية تصنيع قوالب المجوهرات النموذجية

① تحديد الخطة المحددة لإنتاج القالب بناءً على أبعاد هيكل المنتج وعمليات التصنيع وتحديد نوع القالب وهيكله.

② قطع النحاس الأرجواني والمواد الفولاذية للقالب حسب الحاجة (الشكل 8-15).

③ يتم استخدام سرير حديدي لمعالجة سطح الفولاذ والمواد النحاسية، ويتم طحن السطح بعد المعالجة بآلة طحن (الشكل 8-16).