خم کاری در فلزات فرآیندی است که سبب شکل دهی محصولات فلزی بدون برش یا جوش می‌شود. خم کاری فلزات با میزان درصد کربن در آنها رابطه مستقیم دارد.
خم کاری چیست؟
خم کاری در فلزات فرآیندی است که سبب شکل دهی محصولات فلزی بدون برش یا جوش می‌شود. خم کاری فلزات با میزان درصد کربن در آنها رابطه مستقیم دارد، به این معنی که با افزایش درصد کربن، قابلیت خم کاری در آنها کاهش می‌یابد. فرآیند خم کاری فلزات از جمله عملیات‌های ضروری در صنعت به حساب می‌آید. به عنوان مثال این فرآیند یک مرحله اساسی و مهم در صنایع خودرو سازی به شمار می‌رود. خم کاری با اعمال نیرو توسط ماشین یا دستگاه به فلز سبب خم (تا) کردن بخشی از سطح ورق فلزی در یک زاویه و شکل از پیش تعیین شده که اغلب به شکل قالب‌های “U” یا “V” است، منجر می‌شود. از مزیت‌های استفاده از دستگاه قوی و کارآمد این است که می‌تواند قسمت‌های کوچک را به راحتی خم کُند و بسیاری از محصولات گوناگون امروزی را به وجود آورد.
انواع روش‌های خم کاری فلزات
V_Bending یا خم کاری “V”
این خم کاری رایج ترین روش خمش ورق است زیرا در اکثر پروژه‌های خم کاری از این روش استفاده می‌شود. در این روش برای خم کردن ورق فلزات در زوایای دلخواه از ابزاری به نام سمبه (پانچ) و ماتریس (قالب) “V” استفاده می‌شود. در طول فرآیند خم کاری، پانچ خم کاری بر روی ورق فلزی قرار گرفته و روی ماتریس “V” فشار می‌آورد. زاویه تشکیل شده توسط ورق فلزی به نقطه فشار پانچ بستگی دارد. این روشی آسان و کارآمد است، زیرا می‌توان از این روش برای خم کردن صفحات فولادی بدون تغییر موقعیت آنها استفاده کرد.
V_Bending یا خم کاری “V”
خم کاری “V” معمولاً برای تیراژ کم و توسط دستگاه پرس برک “Press Brake” انجام می‌شود. همچنین با تعویض ابزار دستگاه می‌توان خم‌های “U” و “Z” شکل را نیز با این ماشین انجام داد. روش خم کاری “V” را می‌توان به دو روش زیر دسته بندی کرد: . خم کاری با هوا (Air Bending) . خم کاری حلقهزنی (Coining Bending)
تکنیک خم کاری با هوا به دو روش زیر تقسیم می‌شود:
| خم کاری کَفی (Bottoming Bending) | خم کاری جزئی (Partial Bending) |
در ادامه به توضیح ویژگی‌های هر یک از این تکنیک‌ها می‌پردازیم.
خم کاری کَفی (Bottoming Bending)
این روش جزو محبوب‌ترین تکنیک‌های خم کاری است. در این روش، سطح کار و سطح ماتریس پس از خم شدن در تماس با هم قرار می‌گیرند. بنابراین، ورق به شکل حفره ای نرم، بدون تیزی یا گوشه در خواهد آمد. در این روش، دقت خم کاری، در تناژهای نسبتاً کوچک بالاتر است.
خم کاری جزئی (Partial Bending)
در روش خم کاری جزئی، سطح قطعه کار و سطح ماتریس پس از خم شدن با هم تماس کامل ندارند و خم کاری به صورت کامل اتفاق نمی‌افتد و همان‌گونه که از نام این روش پیداست، در واقع خم کاری به صورت جزئی صورت می‌پذیرد.
خم کاری حلقهزنی (Coining Bending)
خم کاری حلقهزنی یک روش خم کاری است که به دلیل دقت و توانایی منحصر به فرد آن در ایجاد ورق‌های متمایز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این فرآیند، هیچ حالت برگشت فنری مانند، در ورق‌ها ایجاد نمی‌شود(حالت تغییر شکل پلاستیک). به این دلیل که، ضربه در شعاع کوچکی به ورق فلز وارد می‌شود و یک فرورفتگی روی ضربه ایجاد می‌کند تا سبب متمایز کردن ورق‌ها از دیگری شود.
نحوه انتخاب قالب “V” در خم کاری
بازشدگی V در خم کاری به ضخامت قطعه کار “t” ، تناژ خم کاری، شعاع داخلی محصول “iR” و حداقل طول برآمدگی (flange) بستگی دارد. اگرچه انتخاب عرض V توسط ضخامت t در جدول زیر آورده شده است، دو عامل ضروری نیز باید مورد توجه قرار گرفته شوند، که آیا حداقل طول برآمدگی بر اساس مقدار V قابل قبول است یا خیر، زیرا پس از انتخاب عرض V، iR تقریباً برابر iR=v/6 می‌شود و حداقل طول برآمدگی با عرض V ثابت می‌شود.
| عرض V | ||||
| بیشتر از 12 | 10 -9 | 8 – 3 | 6/2 – 5/0 | ضخامت (mm) |
| 12t | 10t | 8t | 6t | خم‌کاری کفی |
| 15-12t | خم‌کاری جزئی | |||
| 5t | خم‌کاری حلقهزنی | |||
U_Bending یا خم کاری “U”
خم کاری “U” از نظر اصول و قواعد شبیه به خم کاری “V” است. در این خم کاری از همان ابزارهای سنبه و ماتریس استفاده می‌شود، با این تفاوت که شکل ماتریس در این خم کاری “U” شکل است. به دلیل کاربرد بسیار زیاد در صنایع مختلف، خم کاری “U” جزء محبوب‌ترین خم کاری‌ها به حساب می‌آید.
خم کاری غلتکی (Roll Bending)
از خم کاری غلتکی برای خم کردن ورق‌های فلزی به شکل رول یا منحنی استفاده می‌شود. در این فرآیند خم کاری از دستگاه پرس هیدرولیک، دستگاه پرس برک و سه مجموعه غلتک برای ایجاد خم‌های مختلف یا یک خم گِرد بزرگ استفاده می‌کنند. این خم در ایجاد مخروط‌ها، لوله‌ها و اشکال تو خالی مفید است، زیرا از فاصله بین غلتک‌های خود برای ایجاد خمیدگی و انحنا استفاده می‌شود.
خم کاری با گوه و ماتریس (Wipe Bending)
خم کاری با گوه و ماتریس روش دیگری است که در خم کردن لبه‌های ورق‌های فلزی استفاده می‌شود. این فرآیند تشکیل یافته از 4 عنصر ماتریس، ورق‌گیر، سمبه (پانچ) و قطعه کار است. عملیات خم کاری در این روش به این صورت است که، ابتدا مطابق شکل زیر، ورق فلزی بین ماتریس و ورق‌گیر ثابت می‌شود. سپس نیرو توسط سمبه به لبه‌ای از ورق فلزی که خارج از ورق‌گیر و ماتریس است وارد می‌شود و فرآیند خم کاری انجام می‌گیرد. یکی از معایب این روش این است که، نمی‌توان با آن خم کاری با زاویه بیش از 90 درجه را انجام داد.
خم‌کاری چرخشی (Rotary Bending)
این روش خم کاری نسبت به خم کاری با ماتریس و گوه یا خم کاری “V” دارای مزیت است، زیرا سبب خراشیدگی و آسیب به سطح فلز نمی‌شود. همچنین از طرفی ایده‌آل است زیرا می‌تواند ورق فلزی را به گوشه‌های تیز خم کند. عملیات خم کاری چرخشی به این صورت است که، یکی از طرف‌های سمبه بر روی ورق ثابت شده (شکل 1) و با حرکت کردن کفشک به سمت پایین (قسمت متحرک ماتریس) (شکل 2) و دوران پیرامون یک نقطه (تبدیل حرکت عمودی پرسی به حرکت دورانی) (شکل 3) عمل خم کاری را انجام دهد.
خلاصه و نتیجه گیری
در این مقاله، خم کاری در فلزات و روش‌های متداول اآن معرفی و مورد بررسی قرار گرفته شد. عمل خم کاری عموماً با استفاده از دستگاه‌های پرس برک صورت می‌پذیرد. انواع متداول روش‌های خمش عبارتند از: خم کاری “V” ، خم کاری “U”، خم کاری غلتکی، خم کاری با گوه و ماتریس و خم‌کاری چرخشی. استفاده از هریک از روش‌های خم کاری بستگی به نیاز، دقت، حجم و ابعاد کار دارد. زیرا هریک دارای ویژگی‌ها، مزایا و معایبی هستند برای مثال، روش خم‌کاری “V” معمولاً برای تیراژ کم و توسط دستگاه پرس برک صورت می‌پذیرد، و یا روش خم کاری چرخشی به دلیل اینکه به سطح فلز آسیب نمی‌زند و باعث خراشیدگی ورق نمی‌شود و از طرفی توانایی خم ورق با گوشه تیز را دارد و نسبت به روش‌های دیگر خم کاری دارای مزیت است. بنابراین انتخاب نوع خم کاری و دستگاه بایستی متناسب با هدف عملیات باشد. چهت کسب اطلاعات در مورد برش فلزات و دستگاه‌های قیچی (گیوتین) کلیک کنید.