خمکاری– انواع خمکاری – قابلیت خمکاری
در این مقاله به بررسی انواع خمکاری و قابلیت خمکاری در متریال های فلزی پرداخته و پاسخی به سوال خمکاری چیست پاسخ خواهیم داد .
خمکاری ورق های فلزی یکی از پرکاربرد ترین عملیات در پروسه تولید مصنوعات در کاربری های مختلف محسوب می گردد . فرآیند خمکاری یک عملیات مکانیکی بدون تغییر در ماهیت و خواص شیمیایی متریال به شمار می آید ، که در آن به واسطه وارد نمودن فشار و نیرو ؛ خم و زاویه یا منحنی و شعاع در شیت های ورق فلزی ایجاد می گردد .
به صورت کلی فرآیند تغییر شکل ورق های فلزی به وسیله فشار را خم کاری می نامند . این تغییرات دارای واحد هایی همچون ؛ درجه ، زاویه و شعاع می باشد . به تعبیری دیگر ؛ خمکاری به فرآیند اعمال گشتاور های خمشی به ورق یا شیت گفته می شود که در نتیجه آن قسمت مسطحی از ورق در طول دلخواه به صورت خمیده تبدیل می گردد .
در یک عملیات ایجاد خم شعاع ” r ” ( شعاع خم ) نباید از حد خاصی کمتر باشد . زیرا به دلیل تنش کششی در سطح خارجی خم ، امکان ایجاد پارگی یا ترک بسیار بالا می‌رود . شعاع خم؛ متغیر برپایه ضخامت ورق می باشد که می بایست حداقل سه برابر ضخامت آن باشد تا احتمال ایجاد پارگی ورق به حداقل برسد .
نکته دیگر در مورد شعاع خم ، تاثیر ویژگی‌های متریال مصرفی بر روی آن می باشد .بدین صورت که در متریال های نرم ، حداقل شعاع خم را می‌توان ” صفر ” در نظر گرفت . بدین معنا که ورق را می‌توان برای خودش برگرداند ( تا کرد ) همین ویژگی در متریال های مستحکم باعث ایجاد محدودیت‌های در خمکاری می گردد ، به صورتی که در مواردی ؛ حداقل شعاع خم می بایست ۵ برابر ضخامت شیت باشد . با پیشرفت های صورت گرفته در تولید ماشین آلات خم ورق، امروزه می توان شیت های فلزی را در هر زاویه ، ضخامت و شعاعی ، خم نمود .
اگر ضخامت یک ورق را در سه بخش داخلی خم ، محور مرکز و بخش خارجی خم تقسیم بندی کنیم . در پروسه خمکاری ؛ بخش داخل خم دچار تنش فشاری شده و به همین جهت دچار کاهش طول ( در محدوده خم ) می گردد . بخش خارجی خم نیز به دلیل وارد آمدن فشار ، تحت تنش کششی قرار گرفته و طول آن افزایش می‌یابد . اما شرایط برای محور مرکز ( مرکز ضخامت ورق ) کاملا خنثی بوده و در این محور دچار افزایش یا کاهش طول نمی گردد .
آلیاژهای فولادی به واسطه میزان کم کربن موجود در آنها ، بسیار متنوع می باشند . نکته قابل توجه این است که میزان کربن موجود در متریال مورد نظر برای خمکاری بر روی قابلیت فرم دهی آن تاثیرگذار است . به صورتی که اگر درصد کربن حاضر در متریال بیش از ۱.۲ درصد باشد ، برای انجام فرآیند خمکاری می بایست از گرما و حرارت کمک گرفت . به تعبیر دیگر ؛ فرآیند خمکاری گرم باید برای این نوع متریال ها صورت گیرد . برای مثال ورق های آلومینیوم در حالت گرم بهتر خم می شوند . در مقابل متریال های با درصد کربن پایین تر از مقدار ذکر شده را می‌توان به روش خمکاری سرد ، فرم دهی نمود .
خمکاری نیز مانند سایر عملیات انجام شده در صنعت با توجه به ؛ کاربرد ، ویژگی های قطعه و نیز طراحی تولید به روش های مختلفی انجام می گردد . از روش های مرسوم در فرآیند خمکاری می توان به خم با سنبه و ماتریس ، خمکاری V ، خم ناودانی ، خم چرخشی و خم کاری غلطکی اشاره نمود ، که در ادامه مطلب به توضیح مختصری در مورد هر کدام از آنها خواهیم پرداخت .
در این نوع از خمکاری که می‌توان گفت ساده‌ترین نوع خمکاری نیز می‌باشد ورق یا قطعه کار به وسیله دو ورق گیر ( فک ) یکی در بالا و متحرک و دیگری در پایین در زیر قطعه کار و به صورت ثابت قرار می گیرد . ورق به صورت در بین این دو فک ثابت گشته است که محدوده مورد نظر برای خمکاری ، خارج از ورق گیرها باشد . سپس با استفاده از سنبه و فرم آن ورق خم می گردد . محدودیت‌ها در فرمت‌های خمکاری با این روش باعث کاهش استفاده از آنها در صنعت شده است .
خم کاری گوه ای یا ( V ) از مشهورترین فرآیند های خمکاری و فرم دهی ورق به شمار می‌آید . این روش برپایه قالب ثابت و سنبه منطبق بر آن می باشد . به صورت که ورق بر روی حفره ایجاد شده در قالب ثابت قرار می‌گیرد و فشار سنبه از بالا به ورق ،خمی متناسب با حفره قالب و سنبه ایجاد می گردد .
خمکاری ( V ) با دستگاه های به نام ” پرس برک ” انجام می گیرد ، از محاسن این نوع خم ، می توان به امکان ایجاد طیف وسیعی خم با تعویض قطعات سنبه و قالب اشاره این بود . که باعث گشته این فرآیند کاربردهای بسیاری در صنعت داشته باشد .
این فرآیند که به روش U و Z نیز مشهور است ، امکان ایجاد فرم U به صورت یک ضرب را فراهم می نماید . البته ضخامت ورق و نیز طول لبه های مدنظر در تعداد ضرب های انجام شده برای رسیدن به فرم مدنظر تاثیرگذار می باشد . از بزرگترین معایب این نوع خمکاری محدودیت ایجاد خم هایی با زاویه بیش از ۹۰ درجه است .
این روش تشابه بسیار با خم کاری سنبه و ماتریکس دارد . با این تفاوت ؛ سنبه که از بالا ( یا پایین ) به سمت ورق و ورقگیر حرکت می‌نماید ، دارای فرمی مدور و متحرک می باشد و با فرود آمدن برای ورق و نیز چرخش بخش متحرک باعث ایجاد خمی متناسب با ورقگیر ثابت( یا زیرین ) می‌شود . از محاسن دیگر این فرآیند نسبت به سنبه و ماترس؛ عدم محدودیت در ایجاد زوایای بیش از ۹۰ درجه می باشد .
همانطور که از نام این فرآیند مشخص است . غلتک ها و نوع قرارگیری آنها نسبت به هم در ایجاد خم و نیز نوع و کیفیت آن تاثیرگذار می‌باشد . خمکاری غلتکی که نوعی خم سه نقطه می باشد ( درگیر ورق در سه نقطه با دستگاه خم کن ) دارای حداقل دو غلتک در بخش خارجی خم و یک غلتک متحرک در داخل خم می باشد که وظیفه وارد نمودن فشار را برروی ورق به عهده دارد .
این دستگاه ها که بر اساس فرآیند خم سنبه و ماتریس فعالیت می‌نمایند ، دارای سه جز اصلی شامل ورق گیر ثابت و متحرک و نیز فک متحرک می باشد . روند ایجاد خم نیز به این صورت می باشد که ورق بر روی ورق گیر ثابت قرار گرفته و ورق گیر متحرک با استفاده از مکانیزم پیچ و مهره برای ورق ثابت می گردد ، سپس فک متحرک از پایین و حول محور مشخص به سمت بالا حرکت می کند و باعث ایجاد خم می شود . تمامی حرکت های صورت گرفته در این دستگاه به صورت دستی و توسط کاربر انجام می‌شود به همین دلیل این نوع دستگاه ها دارای محدودیت هایی در ضخامت ، نوع متریال و طول ورق برای خمکاری دارند .
این دستگاه نسبت به خم کن های دستی کارایی بالاتری داشته و محدودیت‌های زاویه خم ، فرم خم، طول خم و ضخامت قطعه کار کمتری دارند .پرس برک های ان سی و سی ان سی از معروف ترین دستگاهای خم برقی محسوب می‌شوند .
