เครื่องคำนวณการพับโลหะแผ่น

ค่าเผื่อการดัดโลหะแผ่นคำนวณอย่างไร?

เมื่อพับโลหะแผ่น ผิวด้านนอกจะถูกยืดและผิวด้านในจะถูกอัด แกนสะเทิน (neutral axis) — ตำแหน่งที่ไม่มีการยืดหรืออัด — จะเลื่อนเข้าด้านในจากกึ่งกลางเชิงเรขาคณิต ค่า K-factor (0 ถึง 1) อธิบายตำแหน่งแกนสะเทินเป็นอัตราส่วนต่อความหนา: K = 0.5 หมายถึงแกนสะเทินอยู่กึ่งกลาง ขณะที่ค่าเริ่มต้นของเครื่องคำนวณนี้สำหรับ air bending อยู่ในช่วง 0.40-0.45 ตามชนิดวัสดุ

Bend allowance (BA) คือความยาวส่วนโค้งของแกนสะเทินตลอดแนวพับ แทนปริมาณวัสดุที่ถูกใช้ไปในการพับ ส่วน bend deduction (BD) คือผลต่างระหว่างผลรวมความยาวปีก (วัดถึงจุดตัดของแนวพับ) กับความยาวแผ่นคลี่ ค่าทั้งสองจำเป็นต่อการคลี่แบบแผ่นเรียบ (flat pattern) ที่แม่นยำในการเขียนโปรแกรม CNC

ช่องเปิดดาย V โดยทั่วไปใช้กฎ 8T (ช่องเปิดดาย = 8 × ความหนาวัสดุ) สำหรับการพับมาตรฐาน รัศมีพับขั้นต่ำไม่ใช่ตัวคูณความหนาค่าเดียว สำหรับเหล็กกล้า DIN 6935 ให้ตารางตามช่วงความหนา ชั้นความแข็งแรงดึง และทิศทางพับ: ตัวคูณที่ใช้จริงเปลี่ยนจาก 1T ในแผ่นบางไปถึงราว 2T ในแผ่นหนาทั่วไป และการพับขนานทิศรีดต้องใช้รัศมีมากกว่าการพับตั้งฉาก เครื่องคำนวณนี้อ่านตารางดังกล่าวสำหรับเหล็กกล้าละมุน ส่วนอะลูมิเนียมไม่มีตารางอ้างอิงเทียบเท่าจึงกลับไปใช้ตัวคูณตามธรรมเนียม และผลลัพธ์จะระบุว่าใช้แบบใด การพับต่ำกว่ารัศมีขั้นต่ำทำให้ผิวด้านนอกแตกร้าว

Formula: BA = (π/180) × มุมพับ × (รัศมีด้านใน + K × ความหนา) BD = 2 × (รัศมีด้านใน + ความหนา) × tan(มุม/2) − BA ความยาวแผ่นคลี่ = ปีก1 + ปีก2 − BD (รูปตัว L) K-factor = t/T (ระยะเยื้องแกนสะเทิน / ความหนา)

ตัวอย่างการคำนวณ

พับเหล็กกล้าละมุนหนา 2 mm (K=0.44) ที่มุม 90° รัศมีด้านใน 3 mm: BA = (π/180) × 90 × (3 + 0.44 × 2) = 6.09 mm OSSB = (3 + 2) × tan(45°) = 5.0 mm BD = 2 × 5.0 − 6.09 = 3.91 mm สำหรับรูปตัว L ขนาด 50 mm + 30 mm: ความยาวแผ่นคลี่ = 50 + 30 − 3.91 = 76.09 mm

เมื่อใดควรใช้เครื่องคำนวณนี้

• คลี่แบบแผ่นเรียบสำหรับการตัดเลเซอร์/พลาสมา CNC — ค่า bend deduction ที่แม่นยำสำคัญยิ่งต่อชิ้นงานที่ต้องพับขึ้นรูปได้ตามมิติที่ถูกต้อง
• เขียนโปรแกรมเครื่องพับ CNC (press brake) และต้องการค่า bend allowance ที่ถูกต้องสำหรับชุดทูลลิ่งและวัสดุที่ใช้
• ทำวิศวกรรมย้อนกลับชิ้นงานพับที่มีอยู่ — วัดชิ้นงานขึ้นรูปแล้วคำนวณค่า K-factor สำหรับการผลิตในอนาคต
• เสนอราคางานประกอบโลหะแผ่น — ความยาวแผ่นคลี่ที่แม่นยำกำหนดปริมาณการใช้วัสดุและต้นทุน
• เลือกช่องเปิดดาย V ที่เหมาะสมสำหรับความหนาวัสดุและรัศมีพับด้านในที่กำหนด

ข้อผิดพลาดที่ควรหลีกเลี่ยง

• ใช้ K-factor ค่ากลาง ๆ (0.5) แทนค่าจำเพาะของวัสดุ — ค่าเริ่มต้นของเครื่องคำนวณนี้สำหรับเหล็กกล้าละมุนคือ K=0.44 ไม่ใช่ 0.5 K-factor ที่ผิดทำให้แผ่นคลี่มีความคลาดเคลื่อนซึ่งจะสะสมมากขึ้นในชิ้นงานที่มีหลายจุดพับ
• วัดความยาวปีกถึงขอบนอกของแนวพับแทนที่จะวัดถึงจุดตัดของแนวพับ — สูตรต้องใช้มิติที่วัดถึง mold line (มุมแหลมทางทฤษฎี)
• ลืมว่ารัศมีด้านในถูกควบคุมโดยช่องเปิดดาย V (ไม่ใช่รัศมีของพันช์) ในการพับแบบ air bending — รัศมีด้านในจริง ≈ ช่องเปิดดาย V × 0.156 สำหรับทูลลิ่งมาตรฐาน
• ละเลย springback — วัสดุทุกชนิดดีดกลับหลังพับ สเตนเลสดีดกลับมากกว่าเหล็กกล้าละมุน 3-5° จึงต้องชดเชยด้วยการพับเกินมุม
• พับขนานกับทิศทางการรีดบนอะลูมิเนียม — ทำให้แตกร้าวที่เส้นใยด้านนอก ควรจัดแนวพับให้ตั้งฉากกับทิศทางเกรนเสมอ

วิธีตีความผลลัพธ์

• ความยาวแผ่นคลี่ (หรือค่าหักลบการดัด) กำหนดขนาดชิ้นงานเปล่า — BD ถูกหักจากผลรวมความยาวปีกที่วัดถึงเส้นแม่พิมพ์ และความผิดพลาดตรงนี้จะซ้ำทุกแนวดัดของชิ้นงาน
• ค่า K ที่แสดงคือค่าที่ใช้คำนวณจริง — ตรวจสอบด้วยชิ้นทดสอบสำหรับคู่วัสดุ/เครื่องมือใหม่ โดยใช้โหมดคำนวณย้อนกลับค่า K เพื่อคำนวณกลับจากผลวัด
• ถ้ารัศมีด้านในต่ำกว่ารัศมีดัดต่ำสุดที่ได้ คาดว่าจะแตกร้าวที่ผิวด้านนอก — เพิ่มรัศมีหรือวางแนวดัดขวางทิศการรีด และใส่ใจคำเตือนที่เครื่องคิดเลขแจ้ง
• ดาย V ที่แนะนำเป็นไปตามกฎ 8T — ดายแคบกว่าเพิ่มแรงกดและทิ้งรอยบนชิ้นงาน ส่วนดายกว้างกว่าเพิ่มรัศมีด้านในจริงและสปริงแบ็ค
• สปริงแบ็คไม่ได้ถูกจำลอง — ผลลัพธ์เป็นเชิงเรขาคณิตล้วน ให้ตรวจชิ้นงานแรกและชดเชยด้วยการดัดเกิน (ทั่วไป 2-5° สำหรับเหล็กเหนียว 5-10° สำหรับสเตนเลส) ที่เครื่องพับ

มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง

• DIN 6935 — การพับเย็นผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าแบน (แหล่งที่มาของตารางรัศมีพับขั้นต่ำที่ใช้ที่นี่ ใช้กับเหล็กกล้าเท่านั้น ไม่รวมโลหะผสมอะลูมิเนียม)
• ISO 7438 — วัสดุโลหะ — การทดสอบการดัดงอ (มาตรฐานวิธีทดสอบ ไม่ได้กำหนดรัศมีพับขั้นต่ำ แต่ให้มาตรฐานผลิตภัณฑ์กำหนดขนาดหัวกด)
• ASME Y14.5 — การกำหนดมิติและพิกัดความเผื่อ (สำหรับระบุมิติชิ้นงานพับบนแบบ)
• Machinery's Handbook — ข้อมูลพื้นฐานทั่วไปเกี่ยวกับ bend allowance และ K-factor

ตารางอ้างอิงค่าเผื่อพับ — การพับมุม 90°

ขนาดทั้งหมดมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ตัวเลขคำนวณโดยเครื่องคำนวณนี้ แต่ละแถวพับที่รัศมีพับขั้นต่ำของวัสดุนั้น ความหนาเป็นขนาดแผ่นที่มีจำหน่ายทั่วไป ไม่ใช่ชุดมาตรฐาน

คำถามที่พบบ่อย

จะหาค่า K-factor ที่ถูกต้องสำหรับวัสดุของฉันได้อย่างไร?

K-factor ขึ้นอยู่กับวัสดุ ความหนา รัศมีดัด และวิธีการดัด ค่าเริ่มต้นของเครื่องคำนวณนี้สำหรับ air bending คือ: เหล็กเหนียว 0.44 สเตนเลส 304 0.45 อะลูมิเนียม 5052 0.40 อะลูมิเนียม 6061 0.42 การดัดแบบ bottoming — บวกเพิ่ม 0.05-0.10 จากค่าเหล่านี้ เพื่อความแม่นยำ ให้ดัดชิ้นทดสอบ วัดแผ่นคลี่เทียบกับขนาดหลังขึ้นรูป แล้วคำนวณย้อนกลับหาค่า K ตัวควบคุมเครื่องพับ CNC มักมีคลัง K-factor แยกตามวัสดุให้อยู่แล้ว

กฎ 8T สำหรับการเลือกดาย V คืออะไร?

ช่องเปิดของดาย V ควรกว้างประมาณ 8 เท่าของความหนาวัสดุ (8T) สำหรับการดัดแบบ air bending มาตรฐาน สำหรับวัสดุบางกว่า (<1.5 mm) ใช้ 6T สำหรับวัสดุหนากว่า (>6 mm) ใช้ 10-12T ช่องดายที่กว้างขึ้นลดแรงกดที่ต้องใช้ แต่เพิ่มรัศมีดัดขั้นต่ำและการดีดกลับ ช่องดายที่แคบเกินไปทำให้เกิดรอยกดบนชิ้นงาน ต้องใช้แรงกดมากเกินไป และอาจทำให้ดายเสียหาย

การดีดกลับ (springback) มีผลต่อความแม่นยำของการดัดอย่างไร และจะชดเชยได้อย่างไร?

โลหะทุกชนิดดีดกลับหลังการดัด เพราะส่วนความเครียดยืดหยุ่นจะคืนตัวเมื่อปลดแรงดัดออก การดีดกลับเพิ่มขึ้นเมื่อวัสดุมีความแข็งแรงสูงขึ้น รัศมีดัดใหญ่ขึ้น และวัสดุบางลง ค่าทั่วไป: เหล็กเหนียว 2-5° สเตนเลส 5-10° อะลูมิเนียม 5-8° วิธีชดเชย: ดัดเผื่อเกินด้วยมุมเท่าค่าดีดกลับ ใช้การดัดแบบ bottoming หรือ coining แทน air bending หรือปรับตารางแก้ไขมุมในตัวควบคุมเครื่องพับ