خم کاری و پانچ ورق های فلزی با دستگاه های پرس برک و پانچ CNC
پانچ ورق فرآیندی است که در آن میتوان با استفاده از نیروی بسیار زیاد به شکل دهی و ایجاد سوراخ در یک ورق پرداخت و آن را به قطعات مختلف برش داد. ابزاری که برای این کار مورد استفاده قرار میگیرد معمولا از فلز بسیار مقاوم یا تنگستن است که میتوان از قدرت بسیار زیاد آن برای اهداف مختلف استفاده کرد. معمولاً فرایند پانچ ورق موثرترین روش برای ایجاد سوراخ در یک صفحه فلزی است که کاملا مقرون به صرفه می‌باشد. با توجه به نوع دستگاهی که مورد استفاده قرار میگیرد و بر اساس ساختار هندسی ضربات پانچ میتوان سوراخ‌های متعددی را در اشکال و اندازه‌های مختلف در یک ورق فلز ایجاد کرد. خم کردن فلزروشی است که در آن با فشار وارد کردن به یک شیء میتوان به تغییر شکل یک ورقه فلزی پرداخت و آن را از زوایای مختلف خم کرد و به شکل مورد نظر در آورد. این امر معمولا باعث خم شدن ورق به حالت V یا شکل U میشود.
پانچ ورق فلزی چیست؟
پانچ یک روش برش ورق در فلزکاری است که با فشار داردن به ابزار پانچ، پانچ می تواند اشکال مختلفی را در ورق به وجود آورد.
از برش فلزات برای ساخت خودپرداز سیار نیز استفاده می شود.
انواع روش‌های پانچ ورق فلزی شامل چه مواردی است؟
به طور کلی دو روش مختلف برای پانچ ورق فلزی وجود دارد که عبارت است از پانچ بستر تخت و پانچ چرخشی که در بخش زیر به تفصیل درباره این دو روش صحبت خواهیم کرد.
پانچ بستر تخت
واحد پانچ بستر تخت شامل یک دستگاه پرس و یک دستگاه پانچ واحد است. معمولاً دستگاه پانچ شامل یک دستگاه فوقانی و تحتانی است که این دو ابزار به صورت موازی در یک امتداد قرار می‌‌گیرند و مطابقت دقیقی دارند و به این ترتیب پانچ ورق فلزی با دقت بسیار بالا انجام میشود. ورق فلزی به صورت عمودی بین این دو دستگاه قرار میگیرد و هنگامی که دستگاه پانچ روی ورقه سوار میشود نیروی حاصل از آن به صورت ناگهانی به ورقه فلزی منتقل خواهد شد گ. قطعات اضافی پانچ شده به ابعاد مختلف بریده میشود و به صورت عمودی از دو طرف دستگاه خارج میشود سپس ورقه فلزی به درون واحد واسطه پانچ کاری هدایت میشود که این امر بدین معنا است که حرکت تغذیه‌ای ورق برای پانچ کاری آن متوقف میشود. در صورتی که ورق پانچ شده در مراحل بعدی تبدیل به پردازش بیشتری نیاز داشته باشد باید تغذیه ورق به طور دقیق و بدون هیچ گونه مشکلی انجام شود در غیر اینصورت احتمال بروز مشکلات مرتبط با نسبت و عدم مطابقت مطرح خواهد شد.
پانچ چرخشی ورق
ابزارهای واحد پانچ چرخشی ورق یا به طور مستقیم روی دستگاه برش سوار میشود یا آنکه روی دو عدد سیلندر قرار میگیرد و قابلیت تنظیم دارد. ورقه فلزی به طور مداوم بین این دو ابزار چرخشی به حرکت در می‌آید. با توجه به کاربرد ورق پانچ شده از کل واحد پانچ یا به صورت مجزا و یا در کنار دستگاه قالب زنی استفاده خواهد شد.
پانچ فلزی CNC
پانچ فلزی CNC یک فرایند جدید برای شکل دهی ورق فلزی است که تحت کنترل کامپیوتر را به کمک دستگاه پرس پانچ انجام میشود. در پرس پانچ از تعداد ضربه زن مخصوص برای ایجاد سوراخ ایجاد شکل و ساختار مورد نظر در ورق فلزی استفاده میشود. برای انجام این کار از نرم افزار کامپیوتری به منظور قرار دادن دقیق ضربه زد استفاده خواهد شد. سرعت و کارآمدی حاصل از این نوع دستگاه پانچ در هنگام تولید قطعات ساده، قطعات برجسته یا قطعات سه بعدی پیچیده بسیار عالی است. ایجاد قطعات مختلف با لبه‌های بسیار تمیز و ضخامت مورد نظر در عرصه فناوری جدید تولید ورق فلزی اهمیت بسیار زیادی دارد. جزئیات طراحی قطعات فلزی که باید درون دستگاه پانچ قرار بگیرد به طور مستقیم توسط نرم افزار طراحیCAD/ CAM تهیه میشود که به منظور افزایش میزان کاربرد ورق فلزی به طور دقیق به محاسبه موثرترین لایه فلز می‌‌پردازد و بهترین ابزار را برای ایجاد قطعات مورد نظر انتخاب می‌‌شوند. توانایی قرار دادن ورق فلزی زیر دستگاه پانچ که با دقت بسیار بالا همراه است باعث شده این روش انعطاف پذیری بالایی داشته باشد و به یک روش سودمند برای پردازش ورق فلزی تبدیل شود.
از فناوری پانچ کردن برای چه نوع قطعاتی استفاده میشود؟
میتوان از فناوری پانچ کردن برای انواع مختلفی از فلزات استفاده کرد. این ترکیبات به شرح زیر می‌باشند:
- فولاد نرم
- فولاد پوشش دار
- فولاد ضد زنگ
- آلومینیوم
- آلیاژ با ضخامت ۳/۰ میلی متر تا ۸ میلی متر
چه عواملی بر کیفیت پانچ تاثیر می‌گذارد؟
چند عامل بسیار مهم در تعیین کیفیت پانچ تاثیر دارند که این عوامل به شرح زیر می‌باشند:
- اندازه و شکل قطعات و پرس پانچ
- مقدار نیروی اعمال شده
- شرایط برش و پرس پانچ
- ضخامت فلز پانچ شده (هرچه ضخامت فلز بیشتر باشد پانچ کردن آن به صورت تمیز دشوارتر خواهد بود)
- نوع فلز پانچ شده (هرچه فلز سخت‌تر باشد پانچ کردن آن دشوارتر خواهد شد.)
فرایند پانچ کردن ورق فلزی چگونه انجام میشود؟
در دنیای مدرن فرآیند پانچ کردن ورق فلزی با استفاده از ماشین آلات سنگین انجام میشود تا سوراخ‌های مورد نظر در آن به وجود بیاید و ورق فلز به ابعاد مورد نظر بریده شود. اصول پانچ کردن ورق فلزی به زبان ساده شرح زیر می‌باشد:
- ورق فلزی که قرار است پانچ شود بین دستگاه پانچ و برش قرار داده میشود.
- دستگاه پانچ به سمت پایین و به درون قلاب هدایت میشود که این کار باعث میشود ورق فلزی زیر دستگاه پانچ از نقاط مجاور ورق جدا شود.
- قطعات برش خورده جمع میشود و درون یک محفظه قرار میگیرد تا برای استفاده مجدد و بازیافت آماده شود.
- مراحل ۱ تا ۳ آنقدر تکرار میشود تا شکل مورد نظر به دست بیاید.
خم کردن ورق فلزی چیست؟
خم کردن ورق های فلزی یک فرآیند غیر کشسان برای ایجاد تغییر در شکل و هندسه ورق فلزی است. در طی خم کاری شکل ورق تغییر می کند اما حجم آن ثابت باقی می ماند.
انواع خم کردن ورق فلزی شامل چه مواردی است؟
خم کردن ورق ابزاری است که از آن برای خم کردن ورق فلزی استفاده میشود و برای انجام این کار از دستگاه پانچ و قالب استفاده خواهد شد. اگرچه ممکن است فرآیند خم کردن ورق بسیار ساده به نظر برسد داشتن دقت کافی و انجام این کار به صورت دقیق میتواند بسیار دشوار باشد. انواع مختلفی از خم کاری ورق وجود دارد که برای اجرای هر یک از آنها از سطوح مختلف انرژی استفاده میشود. خم کاری مکانیکی، پنوماتیک، هیدرولیک و CNC در زمره این ابزارها و روش‌ها قرار دارند که در بخش زیر با اشاره می‌‌کنیم.
- خم کاری مکانیکی: سرعت و دقت زیاد دو مورد از مزایای اصلی و قابل توجه پرس مکانیکی است البته بهتر است بدانید که سایر روش‌های خم کاری و پرس ایمنی بالاتری دارند و استفاده از آنها ساده‌تر است مانند پرس خم کاری CNC
- خم کاری پنوماتیک: در این روش از یک کمپرسور برای ذخیره نیروی هوا استفاده میشود تا برای خم کاری ورق فلزی مورد استفاده قرار بگیرد. معمولاً زمانی از این نوع پرس استفاده میشود که نیازی به اعمال فشار بسیار زیاد نباشد. به طور کلی از پرس پنوماتیک برای خم کردن قطعات کوچک فلز استفاده میشود.
- خم کاری هیدرولیک: پرس هیدرولیک به عنوان آخرین فناوری در عرصه خم کاری در نظر گرفته میشود و بیشتر از آن برای خم کاری ظریف ورق فلزی استفاده میشود و همین مسئله باعث شده است که به یک روش محبوب برای خم کردن ورق فلزی تبدیل شود.
- خم کاری CNC: ۴ خم پرس CNC دارد و شامل 4/2 متر بستر است و ظرفیت آن حدود ۱۸۰ تن می‌باشد. نتایج حاصل از این ماشین آلات بسیار دقیق است و این دستگاه میتواند از چند میلی متری موضع مورد نظر به خم کردن ورق فلزی بپردازد و نتایج مطلوبی را ارائه دهد.
چگونه دستگاه خم کاری ورق فلزی کار می‌کند؟
منظور از خم کردن و شکل دهی ورق فلزی استفاده از دستگاه پرس خم و سایر دستگاه‌های پرس برای شکل دهی ورق فلزی است. خم کردن و شکل دهی ورق فلزی با استفاده از CNC به صورت بسیار دقیق انجام میشود. این روش انعطاف پذیری بالایی دارد و میتواند برای افزایش میزان کارآمدی آن و کاهش زمان لازم برای انجام این کار از فناوری رسم توسط CAD/ CAM استفاده کرد. در این روش از طراحی و اجرای برنامه‌های کامپیوتری تخصصی برای کنترل فرایند اجرای پرس استفاده میشود که این مسئله باعث افزایش دقت در تولید محصول نهایی خواهد شد. فرایند خم کردن به روش CNC به کمک یک برنامه تخصصی انجام میشود تا بتوان به خوبی فاصله محل برش و نقطه مورد نظر برای ایجاد خم در ورق فلزی را تعیین کرد. برای انجام این کار باید ورق فلزی بین دستگاه پانچ و دستگاه قالب قرار بگیرد. دو طرف دستگاه پرس دارای دو ساختار C مانند است که یک تیغه متحرک در قسمت فوقانی و تحتانی میز کار متصل شده است. دستگاه فوقانی روی تیغه بالایی سوار میشود و دستگاه تحتانی نیز به میز کار متصل است.
نمونه‌هایی از کاربرد خم کاری فلز
- ساخت محفظه الکتریکی، جعبه کنترل و نرده
- ساخت پانل‌های دقیق برای شاسی کامپیوتر، مبدل گرما و ماشین فروش خودکار
- ساخت ابزارهای کشویی برای خودروهای صنعتی
- کمد
- پانل در خودروهای حمل و نقل عمومی
- ساخت در، کشو و قفسه
- مبلمان فلزی
- ساخت بدنه لوازم برقی
- ساخت تجهیزات سرمایشی
- ساخت وسایل مخصوص در و پانل
- ساخت سیستم‌های مخصوص کف و سقف
- ساخت جعبه و نرده فلزی
- ساخت قابلمه و ماهی تابه با عمق زیاد
روش‌های خم کردن ورق فلزی شامل چه مواردی است؟
به طور کلی از سه روش برای خم کردن و شکل دهی ورق فلزی استفاده میشود که مهندس ورق یا اپراتور خم کاری باید با آنها آشنایی داشته باشد این روش‌ها عبارتند از: خم کردن توسط هوا، خم کردن موضعی و خم کردن منگنه‌ای.
خم کردن ورق توسط هوا
خم کردن ورق توسط هوا رایج‌ترین روش خم کردن است که امروز در مورد ورق فلزی مورد استفاده قرار میگیرد. در این فرآیند قطعه کار فقط با لبه قالب و نوک دستگاه پانچ تماس برقرار می‌کند. سپس دستگاه پانچ با قدرت زیاد به سمت قالب v هدایت میشود اما هیچ گونه تماسی با انتهای قالب نخواهد داشت. قسمت ورودی v شکل از لبه قطعه ای که در این روش مورد استفاده قرار میگیرد عمیق‌تر است که این کار امکان خم کردن بیشتر ورق را فراهم می‌کند. در این روش معمولا از ابزار کاری ۳۰ درجه برای خم کردن کامل و از ابزار کاری ۹۸ ۱۰۸ درجه برای خم کاری نسبی ورق استفاده میشود. در حال حاضر به تازگی از ابزار کاری ۷۵ درجه برای خم کاری کامل ورق بدون محدودیت‌های موجود استفاده میشود. از آنجایی که نوک دستگاه پانچ به درون قطعه کار نفوذ نمی‌کند زاویه داخلی هم به کمک ساختار v مانند قالب زیرین کنترل میشود. هرچه ورودی این قالب بزرگ‌تر باشد زاویه بزرگ‌تری ایجاد خواهد شد. این روش دارای مزایا و معایبی است، نکته مثبت آن این است که اپراتور میتواند در هنگام کار با ورق فلزی که ضخامت مشخصی دارد با تغییر دادن قالب زیرین به کنترل زاویه خم بپردازد. میتوان از این نکته مثبت برای جبران خطاهایی که در لایه وجود دارد استفاده کرد یا آنکه به روش‌های متعدد طراحی دست پیدا کرد. این نکته مثبت میتواند به ضرر شما نیز باشد زیرا در صورتی که از قالب نامناسب استفاده شود باعث ایجاد قطعات نامناسب خواهد شد. باید از قالب‌هایی استفاده کرد که دارای اندازه و ساختار مورد نظر هستند. انتخاب ابزار کار به کمک جدول نیروی خم توسط هوا انجام میشود. نکته دیگری که در خصوص خم کاری با هوا وجود دارد این است که نباید به علت خطای لبه اصلی از پرس برک، مکانیکی و قدیمی استفاده کرد زیرا حتی در صورتی که تفاوت خطا برابر با چند هزارم اینچ باشد قالب نهایی ظاهر مناسبی نخواهد داشت.
خم کاری ضربه‌ای چیست؟
خم کاری ضربه‌ای یک نوع خم کاری بسیار مهم است که در این روش قطعه کار بین قالب و دستگاه پانچ قرار میگیرد سپس ورق تحت فشار حاصل از دستگاه و قرار گرفتن لبه بالایی دستگاه روی ورق شروع به خم شدن می‌کند و به شکل قالب مورد نظر در می‌آید. این روش با دقت و قابلیت تکرار بالایی همراه است و انجام آن نیازی به ماشین آلات پیچیده ندارد. این نوع خم کاری در مقایسه با خم کاری به کمک هوا توانایی بالایی دارد و میتواند در هر اینچ بیش از ۵۰ تن انرژی وارد کند که این مورد در خصوص خم کاری توسط هوا چیزی حدود یک یا دو تن در هر اینچ است. به همین دلیل میزان آسیب دیدگی و خرابی این نوع دستگاه در مقایسه با دستگاه خم کاری توسط هوا یا خم کاری موضعی بیشتر است. ابزار کاری مورد نیاز برای خم کاری ضربه‌ای باید بسیار قوی باشد که این مسئله میتواند باعث محدود شدن ابزار کاری یا اشکال هندسی شود. با توجه به محدودیت‌های ابزار کاری و توناژ بسیار بالایی که برای انجام این روش مورد نیاز است به ندرت از این روش استفاده خواهد شد.
خم کاری موضعی چیست؟
خم کاری موضعی شباهت زیادی به خم کاری با هوا و خم کاری ضربه‌ای دارد در این فرآیند باید لبه قالب قالب تعیین شده قطعه کار مطابقت داشته باشد. در این روش ابتدا قطعه کار روی قالب قرار داده میشود سپس شعاع دستگاه پانچ تعیین میشود و دستگاه با قدرت روی قطعه فلزی قرار میگیرد تا ساختار و شکل مورد نظر به دست بیاید. سپس دستگاه پانچ برداشته میشود و قطعه فلزی بررسی میشود و برای قالب گیری مجدد آماده خواهد شد. در این روش برخلاف خم کاری ضربه‌ای ورق فلزی تحت فشار و توناژ بسیار بالا قرار نمی‌‌گیرد. برای آنکه بتوان زاویه پانچ را اصلاح و جبران کرد باید این زاویه کوچکتر از زاویه قالب باشد تا دستگاه پانچ بتواند با قدرت روی قطعه فلزی قرار بگیرد. در صورتی که زاویه پانچ بزرگ باشد ابزار کاری آسیب خواهد دید. در صورتی که اپراتور بتواند به خوبی به انجام این روش بپردازد قابلیت تکرار این روش بسیار عالی خواهد بود. اجرای صحیح و دقیق خم کاری موضعی به داشتن دانش لازم در زمینه ابزار کاری، فلزات، توناژ و زمان بندی مراحل مختلف نیاز دارد که این موارد وجود یک اپراتور با تجربه و با مهارت بالا را می‌‌طلبد.
