معرفة عامّة

احصل على مزيد من المعرفة حول الصناعات المعنية المرتبطة بكل منتج

عملية تصنيع المسمار

ماكينة تصنيع المسمار

خلفية عامّة

يتكون المسمار من قضيب أو ساق معدنية، مدببة من أحد طرفيها وعادةً ما يكون لها رأس مُشكل في الطرف الآخر، ويمكن طرقها في قطع من الخشب أو مواد أخرى لربطها ببعضها البعض. عادة ما يكون المسمار مصنوعًا من الفولاذ، على الرغم من أنه يمكن أن يكون مصنوعًا من الألومنيوم أو النحاس أو العديد من المعادن الأخرى. يمكن طلاء السطح أو طلائه لتحسين مقاومته للتآكل أو قوة الإمساك أو المظهر الزخرفي. قد يكون للرأس والساق والنقطة عدة أشكال بناءً على الوظيفة المقصودة للمسمار. من بين ما يقرب من 300 نوع من المسامير المصنوعة في العالم اليوم، يُستخدم معظمها في بناء المساكن السكنية. يستخدم المنزل ذو الإطار الخشبي في المتوسط ​​ما بين 20.000 إلى 30.000 مسمار من مختلف الأنواع والأحجام


تنقسم المسامير إلى ثلاث فئات واسعة بناءً على طولها. بشكل عام، تُسمى الأظافر التي يقل طولها عن بوصة واحدة (2.5 سم) بالمسامير أو المشابك. تُسمى الأظافر التي يتراوح طولها من 1 إلى 4 بوصات (2.5 إلى 10.2 سم) بالمسامير، بينما تُسمى أحيانًا المسامير التي يزيد طولها عن 4 بوصات (10.2 سم) بالمسامير الطويلة. يتم تعريف هذه الفئات بشكل تقريبي، وهناك تقاطع كبير بينها


يتم قياس طول المسمار بوحدة تسمى البنس. يأتي هذا المصطلح من استخدام المسامير في إنجلترا في أواخر القرن الثامن عشر عندما كان يشير إلى سعر مائة مسمار بهذا الحجم. على سبيل المثال، “مسمار العشرة بنسات” سيكلف عشرة بنسات لكل مائة. رمز البنس هو “d”، كما في 10d. يُعتقد أن هذه التسمية تعود إلى زمن الإمبراطورية الرومانية عندما كان هناك شكل مماثل لقياس المسامير المزورة يدويًا يتضمن عملة رومانية شائعة تُعرف باسم الديناريوس. اليوم مصطلح بنس يحدد فقط طول الظفر وليس له علاقة بالسعر. أقصر مسمار هو 2d ويبلغ طوله 1 بوصة (2.5 سم). يبلغ طول المسمار 10d 3 بوصات (7.6 سم)، ويبلغ طول المسمار 16d 3.5 بوصة (8.9 سم). بين 2d و10d يزيد طول الظفر بمقدار 0.25 بوصة (0.64 سم) لكل قرش. بعد 10d لا يوجد تقدم منطقي للأطوال والتسميات


ربما تم استخدام المسامير في بلاد ما بين النهرين منذ عام 3500 قبل الميلاد. وربما كانت مصنوعة من النحاس أو البرونز. وفي وقت لاحق، تم استخدام الحديد لصنع المسامير. تم تشكيل المسامير المبكرة أو تزويرها بالمطارق. وعادة ما يتم تصنيعها واحدة تلو الأخرى، وبالتالي كانت نادرة وباهظة الثمن. وبحلول القرن السادس عشر الميلادي، تم تطوير آلة تنتج شرائح طويلة ومسطحة من الحديد، تسمى قضبان المسامير. يمكن بعد ذلك تقطيع هذه الشرائط إلى أطوال ومدببة ورأسية. كانت المسامير ذات قيمة كبيرة في المستوطنات الأمريكية المبكرة، حيث اضطر المجلس التشريعي في ولاية فرجينيا في عام 1646 إلى إقرار إجراء لمنع المستعمرين من حرق منازلهم القديمة لاستعادة المسامير عند انتقالهم. تم تسجيل براءة اختراع آلتين مبكرتين لصنع المسامير من قبل حزقيال ريد من الولايات المتحدة في عام 1786 وتوماس كليفورد من إنجلترا في عام 1790. تقوم هذه الآلات بقطع قطع مدببة من صفائح الحديد المسطحة، ثم تسطيح الرأس. في المناطق الريفية، استمر الحدادون في صناعة المسامير من الحديد المطاوع حتى القرن العشرين. تم تقديم أول آلة لصنع المسامير من الأسلاك المعدنية في الولايات المتحدة في حوالي عام 1850، وتستخدم هذه التقنية الآن في صناعة معظم المسامير اليوم



التصميم

معظم أنواع المسامير الثلاثمائة المختلفة المنتجة اليوم لا تتطلب أي أعمال تصميم جديدة. بمجرد تصميم المسمار، يتم تطوير قوالب التشكيل والعمليات لتصنيعه، ويتم إنتاج المسمار بكميات كبيرة


معظم المسامير لها رأس دائري واسع. تتميز مسامير التشطيب برأس ضيق ومدبب يسمح لها بالانغماس تحت سطح المادة وتغطيتها للحصول على لمسة نهائية ناعمة. مسامير التنجيد لها رؤوس زخرفية. تستخدم المسامير ذات الرأسين لتثبيت الأشكال الخشبية المستخدمة في صب الخرسانة. يتم دفع المسمار إلى الرأس الأول، مع ترك الرأس الثاني بارزًا. يسمح الرأس البارز بإزالة المسامير بسهولة وتفكيك القوالب بسرعة بمجرد تصلب الخرسانة


عادة ما يتم تصميم الساق لتكون مستديرة وناعمة. يتم استخدام السيقان ذات المسننات أو الأخاديد الحلقية أو المزامير الحلزونية أو الخيوط الحلزونية عند الحاجة إلى قبضة أقوى وأكثر ديمومة. يمكن أيضًا إضافة طبقات من اللدائن الحرارية إلى العمود. تسخن هذه الطلاءات من خلال الاحتكاك أثناء تحريك المسمار، ثم تبرد بسرعة وتضبط لتثبيت المسمار في مكانه. يتم تحديد قطر الساق حسب نوع المسمار. معظم المسامير، التي تسمى المسامير الشائعة، لها قطر كبير نسبيًا. المسامير الصندوقية، التي كانت تستخدم في الأصل لصنع الصناديق ذات الجدران الرقيقة، لها قطر أصغر من المسامير العادية. تحتوي مسامير التشطيب على ساق ذات قطر صغير جدًا من أجل عمل أصغر ثقب ممكن


نقطة المسمار الأكثر شيوعًا هي قطع مدبب من أربعة جوانب يسمى نقطة الماس. قد تحتوي المسامير الأخرى على نقطة حادة لمنع تقسيم بعض الأخشاب. تُستخدم أحيانًا نقاط الإزميل والنقاط الشائكة ونقاط الإبرة وغيرها الكثير على المسامير المتخصصة


ومع توفر مواد بناء جديدة، يعمل مصنعو المسامير على تطوير مسامير جديدة. توجد مسامير خاصة لأسقف البلاط، والأرضيات الصلبة، والألواح الخشبية، ومزاريب المطر، وألواح الجدران، والصفائح المعدنية، والخرسانة. تم تصميم بعض المسامير الجديدة ليتم تشغيلها بواسطة مسدسات مسامير تعمل بالهواء بدلاً من المطرقة. حتى أن هناك مساميرًا جديدة مصممة لتطبيقات محددة في صناعة الطيران


المسامير ضرورية لبناء المباني ذات الإطارات الخشبية. ولكن هذا لم يكن الحال دائما. حتى أواخر القرن الثامن عشر، قام الناس ببناء مباني خشبية باستخدام إطارات خشبية ثقيلة. في الأماكن التي يجب أن تتماسك فيها هذه الأخشاب الضخمة معًا، يتم قطع أحد طرفي العمود أو العارضة لتشكيل لسان (“لسان”) وتركيبه في ثقب (“نقر”) مقطوع في العارضة المجاورة. يمكن إضافة قوة إضافية عن طريق دفع أوتاد خشبية من خلال فتحات المثقاب في الأخشاب المرتبطة. كانت المهارة والعمالة المستخدمة في مثل هذا البناء كبيرة. كان يجب أن يكون النجارون أفرادًا ذوي مهارات عالية، وعلى هذا النحو، كانوا يتقاضون أسعارًا مرتفعة


حتى نهاية القرن الثامن عشر، تم استيراد المسامير أو صنعها حدادون محليون. كان الحداد، أو غالبًا تلميذه، يأخذ قطعة من الحديد يبلغ طولها حوالي 5 أقدام وقطرها 0.06-0.25 بوصة. أمسك أحد طرفيه وقام بتسخين الطرف الآخر، ووضعه على السندان، وباستخدام الوجه المسطح لمطرقته، قام بتضييق الجوانب الأربعة إلى حوالي بوصة واحدة من النهاية. ثم استخدم القلم، أو الطرف الحاد لمطرقته، أو أداة قوية على شكل إسفين مثبتة على سندانه، لقطع شق في القضيب. أدخل الطرف الحاد للقضيب في ثقب مدبب في سندانه، ثم قطع المسمار القصير. ثم قام بتسوية نهاية المسمار بأربع أو خمس ضربات سريعة بالمطرقة ثم أخرجه من ثقب السندان بضربة سريعة لأعلى عند النقطة


بين عامي 1790 و1830، تم تطوير العديد من الأجهزة الميكانيكية لتسريع الإنتاج وخفض تكلفة المسامير. لذلك، ليس من قبيل الصدفة تمامًا أن يتم اختراع المنزل ذو الإطار البالوني، والذي يعتمد على أربعة أجزاء مثبتة معًا بواسطة المسامير، في أوائل ثلاثينيات القرن التاسع عشر تطلب نظام إطار البالون مهارة وعمالة أقل بكثير في النجارة واستفاد من المسامير المنتجة بكميات كبيرة


المواد الأولية

معظم المسامير مصنوعة من الفولاذ. كما يتم استخدام الألومنيوم والنحاس والنحاس والبرونز والفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل الفضي والمونيل والزنك والحديد. المسامير المجلفنة مطلية بالزنك لمنحها مقاومة إضافية للتآكل

تتعرض المسامير الفولاذية الزرقاء للهب لمنحها لمسة نهائية من الأكسيد المزرق مما يوفر قدرًا معينًا من مقاومة التآكل. إن ما يسمى بالمسامير المغطاة بالأسمنت هي في الواقع مغلفة براتنج بلاستيكي لتحسين قبضتها. يتم طلاء بعض المشابك بطبقة مينا ملونة لتتناسب مع لون المادة التي يتم تثبيتها


عملية التصنيع

معظم المسامير مصنوعة من لفائف من الأسلاك المعدنية. يتم تغذية السلك في آلة صنع المسامير التي يمكنها إنتاج ما يصل إلى 700 مسمار في الدقيقة. يمكن بعد ذلك لف المسامير أو تشكيلها وتنظيفها وإنهائها وتعبئتها


التشكيل

يتم سحب السلك من الملف وإدخاله في آلة صنع المسامير حيث يتم إمساكه بواسطة زوج من قوالب القابض. تم تشكيل شكل رأس الظفر في نهاية القالب

بينما تقوم القوالب بتثبيت السلك في مكانه، يتم ضرب الطرف الحر للسلك بمطرقة ميكانيكية. يؤدي هذا إلى تشويه نهاية السلك في تجويف القالب لتشكيل رأس السلك

مع استمرار تثبيت السلك في القوالب، تضرب مجموعة من القواطع ذات الشكل الطرف المقابل للمسمار، لتشكل النقطة وتقطع المسمار بعيدًا عن بقية السلك الخارج من الملف

يتم فتح القالب وتقوم آلية الطرد بإدخال المسمار في وعاء التجميع الموجود أسفل الماكينة. يتم سحب الطرف الحر للسلك من الملف وإدخاله في الماكينة. ثم تبدأ الدورة مرة أخرى

التشكيل المتقدم

يتم تغذية المسامير ذات الالتواءات الحلزونية أو المسننات أو غيرها من التكوينات السطحية إلى آلات أخرى تقوم بلف أو لف أو ختم أو قطع الأشكال المطلوبة. قد تكون هذه عملية ميكانيكية بحتة أو قد تتطلب تسخين المادة قبل التشكيل

الإنهاء

يتم تنظيف المسامير في برميل دوار مملوء بالصودا الكاوية الساخنة. يؤدي ذلك إلى إزالة أي زيت من آلة التشكيل وتنظيف أي قصاصات معدنية صغيرة أو قصاصات قد تكون ملتصقة بالأظافر

يتم إعطاء العديد من المسامير لمسة نهائية لامعة قبل تعبئتها. ويتم تحقيق ذلك عن طريق وضع المسامير في أسطوانة دوارة من نشارة الخشب الساخنة لتلميع سطح المسامير بشكل خفيف. يمكن تمرير مسامير أخرى من خلال اللهب المكشوف في الفرن لمنحها لونًا أزرقًا. يتم غمس المسامير المجلفنة في خزان من الزنك المنصهر في عملية تسمى الجلفنة بالغمس الساخن. يمكن أيضًا وضع طلاء الزنك عن طريق تسخين المسامير إلى حوالي 570 درجة فهرنهايت (300 درجة مئوية) في حاوية مغلقة مليئة بمسحوق يتكون من غبار الزنك وأكسيد الزنك. يتم غمس المسامير المطلية الأخرى أو رشها للحصول على اللمسة النهائية النهائية

اعتمادًا على التفاوتات المطلوبة، قد تتطلب بعض المسامير المتخصصة أيضًا خطوة إضافية للمعالجة الحرارية


التعبئة

مصاعد مغناطيسية تنقل المسامير النهائية إلى آلات الوزن التي تقوم بإسقاطها في صناديق من الورق المقوى المفتوحة. وعندما يتم إسقاطها، يقوم المجال المغناطيسي بمحاذاةها بحيث تتكدس في صفوف مرتبة. بعد تعبئتها، تتم إزالة مغناطيسية الأظافر. تُباع المسامير عادةً في صناديق بفئات 1، 5، 10، 25، و50 جنيهًا. تُباع المسامير الصغيرة، مثل المشابك، في صناديق سعة 2 أونصة أو 4 أونصات ويتم تعبئتها دون محاذاتها مغناطيسيًا


ضبط الجودة

يجب أن تستوفي المواد الخام معايير معينة للتركيب الكيميائي وقوة الخضوع والصلابة ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص. عادةً ما تكون هذه المنتجات معتمدة من قبل الشركة الموردة للسلك، وقد يتم فحصها بشكل مستقل من قبل الشركة المصنعة للمسامير.


أثناء التصنيع، يجب أن تتوافق المسامير أيضًا مع مواصفات معينة فيما يتعلق بالأبعاد والخصائص. ويتم تحقيق ذلك باستخدام طريقة تعرف باسم التحكم الإحصائي في العملية، والتي تقوم بشكل دوري بأخذ عينات من أبعاد وخصائص المسامير التي يتم إنتاجها وتقييم أي تغييرات من خلال تقنيات التحليل الإحصائي.