روش‌های خمکاری فولاد، معرفی انواع دستگاه خمکاری
بسیاری از محصولات فولادی مانند پروفیل چهارچوب، نبشی، ناودانی و... طی فرایندهای متعددی مانند برشکاری و خمکاری تولید شده‌اند. خمکاری درواقع نوعی عملیات مکانیکی است که برای ایجاد فرم دلخواه در فلزات استفاده می‌شود. این تغییر با اعمال فشار به یک‌طرف و ایجاد کشش در طرف دیگر ایجاد می‌شود. بنابراین، برای جلوگیری از شکستن یا ترک خوردن قطعه فلزی لازم است از ظرفیت خمکاری فلز مطلع بوده و فرایند را طبق اصول انجام دهیم.
یکی از علل برتری فلزات نسبت به مواد دیگر مانند سرامیک، توانایی تغییر شکل دائمی (پلاستیک) آن است. مهم‌ترین روش برای تولید و ساخت محصولات فلزی، شکل‌دهی است. شکل‌دهی فلزات نام کلی برای گروه بزرگی است که شامل طیف گسترده‌ای از فرآیندهای تولید می‌شود. Bending نیز نوعی فرآیند شکل‌دهی فلزات است که در آن به ورق یا لوله فلزی نیرویی خمشی وارد می‌شود و باعث خم شدن آن در یک زاویه خاص و در نهایت ایجاد شکل دلخواه می‌شود. خمکاری در قطعه‌سازی اهمیت بالایی دارد.در ادامه با ما همراه باشید و فرایند خمکاری و انواع قالب و دستگاه خم‌کن بیشتر آشنا شوید.
خمکاری (Bending) نیز نوعی فرآیند شکل‌دهی فلزات است که در آن به ورق یا لوله فلزی نیرویی خمشی وارد می‌شود و باعث خم شدن آن در یک زاویه خاص و در نهایت ایجاد شکل دلخواه می‌شود. خمکاری ورق و لوله در قطعه‌سازی اهمیت بالایی دارد.
خمکاری چیست؟
یکی از روش‌های رایج برای تغییر شکل و فرم دهی فلزات است که با اعمال فشار بر روی قطعات همراه است. با اعمال فشار، قطعه کار در محل خمکاری زاویه‌دار می‌شود. بسته به قالب، دستگاه خمکاری و طرح موردنظر، نتیجه فرایند متفاوت خواهد بود. امروزه دستگاه‌ها و قالب‌های متعددی برای خمکاری وجود دارند که به این فرایند سرعت و دقت بیشتری بخشیده‌اند. بااین‌حال، انتخاب دستگاه و روش Bending باید با توجه به جنس آلیاژ و ضخامت قطعه تحت خمکاری انجام شود.
ظرفیت خمکاری
اجرای خمکاری به تخصص و مهارت نیاز دارد؛ زیرا این فرایند باید با توجه به مشخصاتی مانند ظرفیت خمکاری، جنس و ضخامت ورق و طرح موردنظر انجام شود. ظرفیت خمکاری قطعات فولادی با میزان سختی آن‌ها رابطه عکس دارد. آلیاژ حاوی درصد کربن بالا، سختی بیشتری دارد و ترد و شکننده می‌شود. بنابراین، اعمال فشار بر قطعه منجر به ترک خوردن یا شکستن آن می‌شود. به‌این‌ترتیب، برای اجرای این روش برای قطعات فولادی حاوی بیش از 1.2 درصد کربن، از خمکاری گرم استفاده می‌شود. در این روش، پس از افزایش دمای قطعه و افزایش انعطاف‌پذیری آن انجام می‌شود. آلیاژهای کم‌کربن (کمتر از 1.2 درصد کربن) ظرفیت خمکاری بیشتری دارند و فرم دهی آن‌ها را می‌توان به روش خمکاری سرد انجام داد.
انواع دستگاه خم‌کن
برای خمکاری فلزات به تجهیزاتی متعددی نیاز است که دستگاه خم کن ازجمله مهم‌ترین آن به شمار می‌آید. رایج‌ترین و مهم‌ترین دستگاه‌های Bending شامل موارد زیر هستند:
دستگاه خم‌کن دستی ازجمله ساده‌ترین دستگاه‌های مورداستفاده در عملیات همکاری است که معمولاً برای فلزات کم ضخامت مانند ورق گالوانیزه مورداستفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه دارای دو فک زیرین و فک خمکاری است. در فک زیرین قطعه فلزی با پیچ و مهره محکم و ثابت می‌شود. به‌این‌ترتیب، فک متحرک با اعمال فشار بر روی قطعه، خمکاری و ایجاد زاویه را ممکن می‌کند.
دستگاه خمکاری برقی با موتور الکتریکی و جعبه‌دنده معکوس کننده دور کار می‌کند و کارایی بسیار بالاتری نسبت به نمونه‌های دستی دارد. عامل اعمال فشار بر روی قطعه، فک بالایی است که انرژی موردنیاز برای حرکت خود را از الکتروموتور می‌گیرد. این موتور در قسمت پایه سمت راست نصب شده و نیروی موردنیاز صفحه گردان و اجزای آن را نیز تأمین می‌کند. یک جعبه‌فرمان بر روی دستگاه نصب شده که با کلید OFF/ ON امکان متوقف کردن تیغه را فراهم می‌کند.
دستگاه خمکاری هیدرولیک ازجمله گزینه‌های محبوب بازار است که با بهره‌گیری از تکنولوژی نوین ساخته شده است و فرم دهی را با دقت بالاتری انجام می‌دهد. بنابراین، بیشتر برای ایجاد خم‌های ظریف استفاده می‌شود.
دستگاه CNC نوعی ماشین Bending با ظرفیت خمکاری 180 تن و یک بستر 4.2 متری است. ازجمله دلایل محبوبیت این دستگاه، امکان ایجاد خم در فاصله از چند میلی‌متری تا چند متر است. خوشبختانه دقت ماشین در زاویه و میزان خم بسیار بالا است.
روش‌های خمکاری انواع فلزات
خمکاری روشی رایج برای فرم دهی انواع ورق، پروفیل و لوله است و امکان استفاده از آن‌ها به شکل نبشی، چهارچوب درب و پنجره، لوله انتقال سیالات و گازها و.. را فراهم می‌کند. روش‌های مختلفی برای ایجاد خم و تغییر شکل فلزات وجود دارد که رایج‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:
- فشاری: در این روش از یک محور لغزان و در حال چرخشی به دور قالب ثابت، برای اعمال فشار بیشتر بر لوله استفاده می‌شود. به‌این‌ترتیب، لوله با فشار به داخل قالب فرو رفته و فرم دهی می‌شود.
- پرسی: بیشترین کاربرد خمکاری پرسی، ایجاد خم‌های U شکل است. بنابراین، از یک قالب U شکل و سمبه سنگین U شکل برای ایجاد خم استفاده می‌شود.
- به روش نورد شدن: از این روش برای تولید لوله یا قطعات مخروطی شکل و ایجاد یک یا چند خم هم‌زمان استفاده می‌شود.
- گونیایی: از این روش خمکاری برای ایجاد خم V شکل در قطعات فلزی استفاده می‌شود.
- چرخشی: در این روش از دو تکیه‌گاه منحنی متصل‌به‌هم بر روی یک منحنی استفاده می‌شود. با قرار گرفتن ورق بر روی محور و اعمال فشار تحت پرس، نیم‌دایره‌ها به طرفین چرخیده و زاویه ایجاد می‌کنند. به‌این‌ترتیب، ورق فلز تحت فرایند نیز با همان زاویه خم می‌شود.
انواع قالب‌های خمکاری
قالب‌ها را می‌توان به دو دسته کلی قالب خم با حرکت مستقیم و قالب خم با حرکت دورانی تقسیم کرد. در اینجا انواع قالب خم با حرکت مستقیم را آورده‌ایم:
- قالب خم L شکل (خم کناره): با استفاده از این قالب می‌توان محصولاتی مانند نبشی را تولید کرد.
- قالب خم V شکل: این نوع قالب زمانی استفاده می‌شود که بخواهیم با اعمال فشار مستقیم به شکل V برسیم.
- قالب خم U شکل: پرس‌کاری با این نوع قالب نیازمند اعمال فشار هم‌زمان به همه لبه‌های خمکاری است. در آخر کار که قطعه بر اثر برگشت فنری در قالب‌گیر کرده، به‌واسطه یک بیرون اندازه از آن خارج می‌شود.
- قالب خم Z شکل: کار با قالب Z به‌صورت دو مرحله‌ای است؛ اما در صورت خمکاری در تیراژ تولید بالا می‌توان آن را به‌صورت تک‌مرحله‌ای نیز انجام داد.
فرآیند خمکاری چگونه انجام می‌شود؟
خمکاری با قرار دادن قطعه کار بر روی یک یا چند لبه صاف و اعمال فشار به‌واسطه ابزارهایی مانند میز خم، پرس بریک یا ماشین خمکاری اتوماتیک انجام می‌شود. بسته به نوع دستگاه خمکاری، فرایند و نتیجه با تفاوت‌هایی همراه خواهد بود. فرایند فرم دهی می‌تواند به‌صورت آزاد و بدون قالب نیز انجام شود. به این صورت که فلز در امتداد لبه قرار داده می‌شود و یک سنبه از گیره در زوایای راست به سطح قطعه عبور می‌یابد.
خمکاری انواع مقاطع فولادی
خمکاری انواع مقاطع فولادی همچون ورق، لوله و پروفیل، عملی پرکاربرد و بسیار ضروری در صنایع امروزی است. با استفاده از این عملیات ایجاد قطعات با اشکال گوناگون و بدون عیوب در آن‌ها ممکن می‌شود. اما با پیشرفت تکنولوژی دستگاه‌های انجام عملیات خمکاری نیز بسیار متنوع شده‌اند. در این میان شناخت انواع دستگاه‌های خمکاری و روش‌های گوناگون انجام آن می‌تواند انتخاب را برای ما ساده‌تر کند.
- خمکاری ورق
خمکاری ورق نوعی فرایند فیزیکی است که با استفاده از دستگاه‌های متنوعی صورت می‌گیرد و برای فرم‌دهی و تغییر شکل فلزات انجام می‌شود. لذا طی یک عملیات بخشی از ورق به کمک دستگاه‌های اختصاصی تحت فشار قرار گرفته و به شکل U، V و … در می‌آید در لذا روش‌های مختلف خمکاری ورق متشکل از: خم لبه، سکه‌ای، هوایی، چرخشی و … است.
- خمکاری ورق استیل
ورق استیل ابتدا با استفاده از غلتک‌های نورد به ضخامت مدنظر می‌رسد و در مراحل بعد جهت خمکاری ورق استیل، از دستگاه‌های زیر استفاده می‌شود:
- دستگاه خم‌کن دستی
- دستگاه پرس برک
- دستگاه خم غلتکی
- دستگاه خمکاری پرس ورق
- خمکاری لوله و پروفیل
خمکاری برای لوله‌های فولادی با توجه به زاویه و جهت خمش به سه صورت خمش معمولی، خمش Uشکل و خمش 180 درجه انجام می‌شود. همچنین با توجه به پیچیدگی کاربرد، خمکاری می‌تواند دوبعدی یا سه‌بعدی باشد. ظرفیت خم لوله‌های فولادی متغیر بوده و وابسته به درصد کربن به کار رفته در آلیاژ سازنده آن لوله است.
نکات مهم خمکاری انواع فلزات
خمکاری فرایندی بسیار رایج و پرکاربرد در فرم دهی انواع فلزات است که به‌عنوان فلینگ و ترمز پرس نیز شناخته می‌شود. این فرایند با اعمال فشاری بالاتر از مقاومت تسلیم آلیاژ، موجب تغییر فرم و ایجاد زاویه در قطعه کار می‌شود. لازم است در حین Bending به چند نکته توجه ویژه داشته باشید. ظرفیت خمکاری و میزان چکش‌خواری فلز را بشناسید تا در حین کار دچار ترک نشود. همواره در حین کار امکان بازگشت قطعه به حالت اولیه وجود دارد. بنابراین، گاهی لازم است خم بیشتری نسبت به زاویه موردنظرتان ایجاد کنید. جالب است بدانید که استفاده از پرس برک می‌تواند به ایجاد یک خم ظریف‌تر، دقیق‌تر و تمیزتر کمک کند.
