สารบัญ
การดัดโลหะแผ่น (บางครั้งเรียกว่าการพับโลหะแผ่น) เป็นหนึ่งในเทคนิคที่สำคัญและใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตโลหะแผ่น
การดัดโลหะแผ่นช่วยให้ผู้ผลิตเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะแผ่นตรงให้เป็นส่วนประกอบที่ทำมุมได้ ซึ่งคุ้มค่ากว่าการเชื่อมหรือยึดชิ้นส่วนสองชิ้นที่แยกจากกันเข้าด้วยกัน
โดยทั่วไปการดัดโลหะแผ่นจะทำงานโดยใช้แรงกับโลหะแผ่นในลักษณะที่ทำให้เกิดการเสียรูปถาวร อย่างไรก็ตาม มีวิธีการดัดงอและเครื่องดัดงอที่แตกต่างกันมากมายที่สามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
บทความนี้ทำหน้าที่เป็นข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการดัดโลหะแผ่น โดยแนะนำความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการดัด อุปกรณ์ดัดทั่วไป ประเภทของการดัดโลหะแผ่น และข้อควรระวังทางเทคนิค เช่น ค่าเผื่อการดัดและการเด้งกลับ
การดัดโลหะแผ่นคืออะไร?
การดัดโลหะแผ่นเป็นเทคนิคการแปรรูปโลหะที่ใช้ในการเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะแผ่นแบนให้เป็นรูปทรงตัววี รูปตัวยู หรือรูปทรงร่อง
นี่เป็นกระบวนการผลิตที่สำคัญและสะดวกสบายเนื่องจากการดัดแผ่นโลหะแบนให้เป็นรูปทรงใหม่มีราคาถูกกว่าการแปรรูปรูปทรง V, U หรือช่องจากชิ้นงานที่เป็นของแข็งหรือการหล่อในโรงหล่อมาก นอกจากนี้ ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยการดัดงอยังมีความทนทานมากกว่าชิ้นส่วนที่ทำจากการเชื่อมแผ่นโลหะแบนสองแผ่นให้เป็นรูปตัว V
การดัดโลหะแผ่นหลายประเภทเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องจักรที่เรียกว่าเบรก ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเครื่องดัดหรือเครื่องพับโลหะแผ่น สามารถใช้แรงได้ด้วยตนเองหรือใช้อุปกรณ์ไฮดรอลิก
วิธีการดัดโลหะแผ่น
การดัดโลหะแผ่นมีหลายวิธี ซึ่งทั้งหมดมีฟังก์ชันคล้ายกันแต่ต่างกันในการทำงาน ดังนั้น การทราบวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการเลือกจึงเป็นขั้นตอนแรกที่คุณต้องดำเนินการเพื่อให้โครงการขึ้นรูปโลหะแผ่นของคุณประสบความสำเร็จ มีวิธีดัดโลหะแผ่นหลายวิธี ซึ่งทั้งหมดมีฟังก์ชันคล้ายกันแต่ใช้งานต่างกัน ดังนั้น การทราบวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการเลือกจึงเป็นขั้นตอนแรกที่คุณต้องดำเนินการเพื่อให้โครงการขึ้นรูปโลหะแผ่นของคุณประสบความสำเร็จ
วีดัด
การดัดด้วยวีเป็นวิธีการดัดโลหะแผ่นที่ใช้กันมากที่สุด ใช้หมัดและดายรูปตัว V ในกระบวนการนี้ การเจาะรูปตัววีจะดันชิ้นงานโลหะแผ่นเข้าไปในร่อง "รูปตัววี" ในแม่พิมพ์ ทำให้เกิดเป็นโลหะแผ่นที่มีมุมโค้งงอที่แตกต่างกัน ผู้ปฏิบัติงานสามารถทำมุมโค้งแหลม มุมป้าน หรือมุมโค้ง 90° ได้ ขึ้นอยู่กับการเจาะรูปตัววีและมุมดาย
การดัดด้วยอากาศ
การดัดด้วยลมค่อนข้างคล้ายกับวิธีการดัดแบบ V: โดยอาศัยการเจาะรูปตัว V และแม่พิมพ์เพื่อดัดโลหะแผ่น วิธีนี้ไม่แม่นยำเท่ากับวิธีอื่นๆ แต่มีความยืดหยุ่นสูง สามารถใช้สร้างส่วนโค้งในรูปทรง V, U และรูปทรงอื่นๆ ได้ อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับกระบวนการ v-bending ทั่วไป การเจาะในวิธีการดัดด้วยอากาศไม่ได้บังคับให้แผ่นเข้าไปในด้านล่างของช่อง แต่จะเว้นช่องว่าง (หรืออากาศ) ไว้ใต้แผ่น ทำให้สามารถควบคุมมุมโค้งงอได้มากกว่าการดัดแบบ v ทั่วไป
การดัดด้านล่าง
การดัดจากด้านล่าง (หรือการดัดด้านล่าง) เป็นการดัดแบบ v ที่ช่วยแก้ปัญหาการสปริงกลับด้วย มันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรูปแผ่นโลหะในบริเวณโค้งงอโดยการใช้แรงเพิ่มเติมผ่านปลายหมัดหลังจากการดัดงอเสร็จแล้ว ในระหว่างกระบวนการด้านล่าง หมัดจะกดแผ่นโลหะลงในแม่พิมพ์จนสุด ทำให้เกิดส่วนโค้งที่สอดคล้องกับรูปทรงเรขาคณิตภายในแม่พิมพ์
เช่นเดียวกับวิธีการดัดด้วยลม การด้านล่างให้การควบคุมมุมโค้งงอที่แม่นยำ อย่างไรก็ตาม การดัดด้วยอากาศต้องใช้แรงกดที่สูงกว่าการดัดด้านล่าง
การดัดขอบ
วิธีการนี้ใช้ใน แผงโค้งงอเอ่อ และเกี่ยวข้องกับการใช้แม่พิมพ์บนและล่างที่เลื่อนขึ้นลงเพื่อทำการดัด มักใช้กับแผ่นโลหะที่สั้นกว่าเพื่อลดความคมและป้องกันความเสียหายต่อขอบดัด
ในวิธีการดัดขอบ แผ่นโลหะจะถูกยึดไว้กับแม่พิมพ์ด้วยแผ่นดัน จากนั้นหมัดจะดันไปที่ขอบของแผ่นที่ยื่นออกไปเลยแม่พิมพ์และแผ่นดัน ทำให้มันโค้งงอไปที่ปลายของแม่พิมพ์
วิธีการนี้มีข้อได้เปรียบทางกลที่ดีㅡซึ่งหมายความว่าคุณสามารถใช้แรงน้อยลงเพื่อสร้างโค้งงอที่ต้องการ (และมุมโค้งงอ)
การดัดม้วน
วิธีการดัดแบบม้วนทำให้คุณสามารถดัดแผ่นโลหะให้เป็นม้วน ท่อ กรวย หรือรูปทรงโค้งได้ กระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่นที่เป็นเอกลักษณ์นี้ใช้ชุดลูกกลิ้งที่ป้อน (และโค้งงอ) สต็อกโลหะตามความโค้งที่ต้องการ
กระบวนการนี้ใช้สำหรับการดัดชิ้นงานที่มีความโค้งงอขนาดใหญ่ และเกี่ยวข้องกับการใช้ลูกกลิ้งสามม้วนที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิกเพื่อดัดแผ่น
วิธีการดัดแบบม้วนสามารถทำได้โดยใช้เครื่องดัดแผ่นแบบ 4 ลูกกลิ้งหรือเครื่องดัดแบบแบบ 3 ลูกกลิ้ง
การดัดแบบหมุน
การดัดแบบหมุนสามารถดัดแผ่นโลหะได้ด้วยองศามากกว่า 90 โปรไฟล์สุดท้ายจะคล้ายกับโค้งงอตัว V แต่พื้นผิวโปรไฟล์จะเรียบกว่า ในการดัดแบบหมุน แผ่นโลหะจะถูกจับยึดกับแม่พิมพ์หมุนและลากไปรอบๆ แม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปทรงที่มีรัศมีตรงกับรัศมีการโค้งงอที่ต้องการ วิธีนี้มักใช้แกนรองรับภายในเพื่อป้องกันรอยย่นบนผนังของแผ่นโลหะที่โค้งงอ
เครื่องดัดโลหะแผ่น
เครื่องกดเบรกไฮดรอลิกเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการดัดและขึ้นรูปชิ้นงานในอุตสาหกรรมโลหะแผ่น หน้าที่คือการดัดแผ่นเหล็กให้เป็นรูปทรงต่างๆ ของชิ้นส่วนตามความต้องการของกระบวนการ
เครื่องกดเบรกเป็นเครื่องดัดแผ่นประเภทหนึ่งที่ใช้หมัดบนที่เคลื่อนที่ได้และแม่พิมพ์ล่างที่สอดคล้องกัน ในระหว่างกระบวนการดัด แผ่นโลหะจะถูกวางลงบนแม่พิมพ์ด้านล่าง และหมัดจะถูกบังคับให้เคลื่อนเข้าไปในโลหะ และดันเข้าไปในรอยบากแม่พิมพ์ด้านล่าง ตามรูปร่างของแม่พิมพ์ล่าง สามารถใช้กดเบรกเพื่อสร้างส่วนโค้งรูปตัว V, ส่วนโค้งรูปตัว U และรูปทรงอื่นๆ ได้ เบรกกดไฮดรอลิกสามารถตอบสนองความต้องการของชิ้นงานต่าง ๆ โดยการเปลี่ยนเครื่องมือเบรกกด
เครื่องเบรกดัดไฮดรอลิกสามารถแบ่งออกเป็นการซิงโครไนซ์แกนบิดและการซิงโครไนซ์ด้วยไฟฟ้าไฮดรอลิกตามวิธีการซิงโครไนซ์ เบรกกดระดับไฮเอนด์ที่สุดในตลาดปัจจุบันคือเซอร์โวไฮบริดกดเบรก
เครื่องดัดแผงเป็นเครื่องจักรที่ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตและการแปรรูปเพื่อดัดหรือขึ้นรูปแผ่นโลหะให้เป็นรูปทรงเฉพาะ หลักการทำงานคือการยึดและวางตำแหน่งแผ่นโลหะ จากนั้นใช้ระบบกลไกหรือไฮดรอลิกเพื่อดัดโลหะตามแกนที่กำหนดไว้ เครื่องดัดงอมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมที่ต้องการการปรับรูปทรงของแผ่นโลหะที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ ลดความจำเป็นในการใช้แรงงานคน และปรับปรุงคุณภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
เครื่องดัดแผงสามารถสร้างโค้งได้หลายแบบโดยอัตโนมัติสำหรับแต่ละด้าน รวมถึงการโค้งขึ้น/ลง โค้งแบนหรือโค้ง ระบบเซอร์โวศูนย์ดัดแผงอัจฉริยะแบบยืดหยุ่นใช้ระบบเซอร์โวไฟฟ้าล้วนแบบวงปิด ซึ่งสามารถรองรับการเชื่อมโยงพร้อมกัน 16 แกนที่ขีดจำกัดบนของระบบ ในการใช้งานจริง จะใช้ 9 แกน (11 แกน) ซึ่งหมายความว่า 9 แกน (11 แกน) เป็นการเชื่อมโยงพร้อมกันในทางปฏิบัติ การดัดงอเป็นไปอย่างราบรื่นและการประสานงานการทำงานของกลไกสูง สามารถทำการผสมผสานการกระทำที่ซับซ้อนต่างๆ ได้สำเร็จ และประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมของเครื่องก็สูงมาก
เครื่องดัดแผงอัจฉริยะแบบยืดหยุ่นใช้แม่พิมพ์ดัดแบบสากล ซึ่งสามารถดัดรูปร่างต่างๆ ได้ผ่านการเชื่อมโยงแบบขนานหลายแกนและการควบคุมเซอร์โวเต็มรูปแบบ และสามารถโค้งงอรูปร่างที่ซับซ้อนต่างๆ ได้ รูปทรงที่ซับซ้อนที่สามารถพับรวมกันได้หลากหลาย เช่น มุมขวา มุมไม่ตรง ส่วนโค้ง พับบน และพับล่าง
เครื่องดัดแผงมุ่งเน้นไปที่การแก้ปัญหาการดัดที่ซับซ้อนต่างๆ สำหรับแผ่นบาง มันสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านของเปลือกตู้เหล็ก (ตู้เก็บเอกสาร, ตู้เครื่องมือ, ฝาครอบด้านนอก, ตู้ไฟฟ้า, ตู้สื่อสาร, ตู้แก๊ส, ตู้มิเตอร์น้ำ ฯลฯ ), สาขาเครื่องครัว (ตู้เย็น, เครื่องปรับอากาศ, เตา ฯลฯ .), เฟอร์นิเจอร์, การระบายอากาศ, เครื่องทำความเย็น, การทำให้บริสุทธิ์, อุตสาหกรรมประตู, การตกแต่ง, ลิฟต์ และสาขาการขึ้นรูปโลหะอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เหมาะสำหรับการดัดชิ้นงานประเภทต่างๆ
เครื่องรีดแผ่นเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ลูกกลิ้งทำงานในการโค้งงอและสร้างรูปร่างแผ่นโลหะ และสามารถสร้างรูปทรงต่างๆ ของชิ้นส่วนได้ เช่น ชิ้นส่วนทรงกระบอกและทรงกรวย เป็นอุปกรณ์การประมวลผลที่สำคัญมาก หลักการทำงานของเครื่องดัดแผ่นคือการใช้แรงภายนอก เช่น แรงดันไฮดรอลิกและแรงทางกลเพื่อเคลื่อนย้ายลูกกลิ้งทำงาน ซึ่งทำให้เกิดการดัดหรือขึ้นรูปแผ่นโลหะ ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่แบบหมุนและการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของลูกกลิ้งงานที่มีรูปร่างแตกต่างกัน สามารถประมวลผลรูปทรงวงรี รูปทรงโค้ง ทรงกระบอก และชิ้นส่วนอื่นๆ ได้
ประเภทของเครื่องรีดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้งาน หารด้วยจำนวนม้วนแบ่งออกเป็นเครื่องรีดแผ่นม้วนสามเครื่องและเครื่องรีดแผ่นม้วนสี่เครื่อง เครื่องรีดสามม้วนแบ่งออกเป็นเครื่องรีดสามม้วนแบบสมมาตร, เครื่องรีดสามแท่งปรับแนวนอนลง, เครื่องรีดปรับโค้งลง, เครื่องรีดสามม้วนสากลบนม้วนและเครื่องรีด CNC ไฮดรอลิก จากมุมมองของระบบส่งกำลังสามารถแบ่งออกเป็นประเภทเครื่องกลและไฮดรอลิก
เครื่องอัดขึ้นรูปหมายถึงเครื่องขึ้นรูปที่ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ขึ้นรูปด้วยแรงดัน โดยทั่วไปจะใช้กระบอกไฮดรอลิก จึงเรียกว่าเครื่องอัดไฮดรอลิก เครื่องอัดเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการอัดขึ้นรูปและการขึ้นรูปโลหะแผ่น ซึ่งแบ่งออกเป็นโครงสร้างเฟรมและโครงสร้างคอลัมน์ตามรูปแบบโครงสร้างเฟรม ตามตำแหน่งของถังน้ำมันหลักที่มีแรงดัน เครื่องอัดสามารถแบ่งออกเป็นประเภทแรงดันขึ้นและลง สำหรับการกดแผ่นพลาสติกลามิเนตขนาดใหญ่ สามารถใช้การกดลงโดยมีถังน้ำมันอยู่ด้านล่าง ในขณะที่การกดขึ้นมักใช้ในการกดชิ้นส่วนพลาสติกทั่วไป ตามประเภทของของไหลทำงาน ยังสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องอัดไฮดรอลิกที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันไฮดรอลิกและเครื่องอัดไฮดรอลิกที่ขับเคลื่อนด้วยอิมัลชันน้ำมันและน้ำ
เครื่องจักรช่างเหล็กเป็นอุปกรณ์เครื่องมือกลที่รวมฟังก์ชันต่างๆ ไว้ด้วยกัน เช่น การตัดโลหะ การเจาะ การตัด การดัด ฯลฯ มีข้อดีคือใช้งานง่าย ใช้พลังงานต่ำ และค่าบำรุงรักษาต่ำ เป็นอุปกรณ์ที่ต้องการสำหรับการแปรรูปโลหะในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ (เช่น โลหะวิทยา สะพาน การสื่อสาร พลังงาน การทหาร ฯลฯ) ช่างเหล็กแบ่งออกเป็นสองประเภท: เครื่องจักรช่างเหล็กไฮดรอลิกและเครื่องจักรช่างเหล็กกล
ความท้าทายระหว่างการดัดโลหะแผ่น
สปริงแบ็ค
เมื่อเหล็กแผ่นดัดงอเป็นรูปทรงใหม่ หลังจากขจัดแรงดัดออกแล้ว จะเด้งกลับตามธรรมชาติในระดับหนึ่ง สิ่งนี้เรียกว่า 'สปริงแบ็ค'
เนื่องจากกำลังรับแรงอัดของแผ่นโลหะที่โค้งงอ อาจเกิดการดีดกลับได้ ในระหว่างการดัดโลหะแผ่น ด้านหนึ่งจะได้รับแรงดึง ในขณะที่อีกด้านหนึ่งจะถูกบีบอัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกำลังอัดที่สูงกว่ากำลังรับแรงดึงของวัสดุ ด้านที่ถูกบีบอัดจึงสามารถต้านทานการเสียรูปและคลายการบีบอัดได้เองเมื่อนำแรงออก
การสปริงแบ็คไม่ใช่ปัญหาหลัก แต่หมายความว่าผู้ผลิตจะต้องชดเชยการเด้งกลับที่คาดหวังโดยการดัดแผ่นโลหะมากเกินไป หากโลหะตั้งใจโค้งงอมากเกินไปเล็กน้อย การเด้งกลับตามธรรมชาติเล็กน้อยจะส่งผลให้ได้มุมที่ถูกต้อง
แน่นอนว่าการคำนวณสปริงแบ็คนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย และมีตัวแปรหลายอย่างที่อาจส่งผลต่อความรุนแรงของสปริงแบ็คของโลหะแผ่น รวมถึงประเภทและข้อมูลจำเพาะของวัสดุด้วย นอกจากนี้ รัศมีภายในที่ใหญ่ขึ้นจะส่งผลให้มีการดีดกลับมากขึ้น
การดีดกลับของแผ่นโลหะเป็นสัดส่วนกับความแข็งแรงครากของวัสดุ และเป็นสัดส่วนผกผันกับโมดูลัสยืดหยุ่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีการสปริงกลับน้อยกว่า และเหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูง ในขณะที่เหล็กกล้าคาร์บอนสูงและสแตนเลสมีการสปริงกลับอย่างมาก ยิ่งรัศมีการโค้งงอมากเท่าไร การดีดตัวกลับก็จะมากขึ้นเท่านั้น รัศมีการโค้งงอที่เล็กลงส่งผลให้มีความแม่นยำสูงขึ้น
ค่าเผื่อการดัด
เมื่อดัดแผ่นโลหะ ด้านนอกของแผ่นจะยาวขึ้น ส่งผลให้ความยาวเปลี่ยนไป ซึ่งหมายความว่า ความยาวรวมของทั้งสองด้านที่โค้งงอเป็นรูปตัว V จะยาวกว่าความยาวเดิมของแผ่นแผ่น
ดังนั้น หากขนาดเปลี่ยนแปลง เราจะออกแบบชิ้นส่วนได้อย่างถูกต้องแม่นยำได้อย่างไรเพื่อให้มั่นใจว่าพอดีกับส่วนประกอบอื่นๆ เราจะทราบได้อย่างไรว่าแผ่นเมทัลชีทต้องยาวขนาดไหน? เพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงขนาด เราต้องพิจารณาค่าเผื่อการดัดงอ: ความแตกต่างระหว่างความยาวของแผ่นที่ไม่โค้งงอและผลรวมของความยาวของแต่ละด้านของแผ่นโค้งงอที่เสร็จแล้ว
การคำนวณค่าเผื่อการดัดจะพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาของแผ่นโลหะ รัศมีการดัด และมุมการดัด เครื่องคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การดัดสามารถใช้เพื่อคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การดัดที่ต้องการสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่น
วัสดุและเกจที่ดีที่สุดสำหรับการดัดโลหะแผ่น
วัสดุโลหะแผ่นบางชนิดเหมาะสำหรับการดัดงอมากกว่าวัสดุอื่นๆ โดยทั่วไป วัสดุดัดโค้งที่ดีที่สุดคือมีความเหนียวมากกว่าเปราะ
วัสดุที่นิยมใช้สำหรับการดัดโลหะแผ่น ได้แก่ :
- เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ: สามารถดัดงอได้ทุกอุณหภูมิ
- เหล็กสปริง: สามารถโค้งงอได้หลังจากการหลอม
- โลหะผสมเหล็ก 4140: งอได้หลังจากการหลอม
- อลูมิเนียม 5052: เมื่อเทียบกับอลูมิเนียมอัลลอยด์อื่นๆ มีความสามารถในการดัดงอได้ในระดับสูง
- ทองแดง: งอได้สูง
วัสดุที่โค้งงอได้ยากกว่า (ถึงแม้จะเป็นไปไม่ได้ก็ตาม) ได้แก่ อะลูมิเนียม 6061 ไทเทเนียม ทองเหลือง และทองแดง
บทสรุป
บทความนี้จะแนะนำความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการดัดโลหะแผ่น การดัดโลหะแผ่นสามารถทำได้โดยใช้เครื่องจักรหลากหลายชนิด รวมถึงเครื่องกดเบรก เครื่องอัดไฮดรอลิก เครื่องดัดแผง และช่างเหล็ก SC Machinery คือผู้ให้บริการขึ้นรูปโลหะแผ่นชั้นนำทั่วเอเชีย เรานำเสนอบริการดัดงอคุณภาพสูงให้กับบริษัทที่ให้บริการในอุตสาหกรรมต่างๆ