7 روش عالی برای خمکاری ورق آهن

خمکاری ورق فرایندی است که در آن ورق‌های فولادی بدون تغییر ضخامت فرم داده شده و به حالت زاویه‌دار یا منحنی درمی‌آیند. محصولات فولادی حاصل از این کار را می‌توان در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساختمان‌سازی، ساخت وسایل منزل و... استفاده کرد. بسته به اینکه کاربرد محصول خم‌شده چه بوده و میزان مقاومت موردنیاز برای آن چقدر است، از روش‌های مختلفی برای خم کردن و ایجاد زاویه استفاده می‌شود. در این مطلب در خصوص انواع روش‌های خمکاری ورق و ویژگی‌های هریک توضیحاتی را ارائه می‌دهیم.

خمکاری ورق چیست و چرا ورق‌ها را خمکاری می‌کنند؟

خمکاری یا Bending فرایندی است که در آن با استفاده از دستگاه‌های مخصوص مقدار مشخصی نیرو به محصولات فولادی وارد می‌شود؛ این نیروها باعث ایجاد زوایای خاص و شکل‌های مختلف می‌شوند. در فرایند خمکاری، ممکن است این ورق‌های فولادی حالت منحنی یا زاویه‌دار پیدا کنند که هریک کاربرد خاص خود را دارند. نکته مهم این است که با خم کردن حجم محصول فولادی تغییر نمی‌کند ولی شکل ظاهری آن متفاوت خواهد بود.

ورق‌های خم‌شده با روش‌های مختلف، در صنایع مختلف مانند الکترونیک، کشتی‌سازی، ساختمان‌سازی، دامداری، خودروسازی و کشاورزی کاربرد دارد. علاوه بر این بسیاری از وسایل خانه مانند سماور، لوستر، چراغ‌ها و قوری‌های فلزی نیز از طریق فرایند خمکاری ورق ساخته شده‌اند. با توجه به اینکه محصول نهایی قرار است در کجا استفاده شود، باید تعیین کرد که خمکاری باید بر روی نوع سرد آن انجام شود یا گرم. توجه داشته باشید که بعضی از انواع ورق‌های فولادی مقاومت کمی در برابر خم شدن دارند و به همین دلیل لازم است که قبل از خم کردن آن‌ها را گرم کرد.

نکاتی که در خمکاری انواع ورق باید مورد توجه قرار گیرد!

با توجه به اینکه خم کردن ورق، فرایندی حرفه‌ای و تخصصی است و شکل آن را به‌صورت دائمی تغییر می‌دهد، لازم است که قبل از شروع آن نکاتی را در نظر بگیرید که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

• اگر برای کاربرد موردنظر خود باید حفره‌ای ایجاد کنید، باید فاصله استانداردی بین محل خم و حفره وجود داشته باشد تا قطر و شکل آن تغییر نکند.
• برای طراحی سنبه، باید عرض سنبه از محصول فولادی بیشتر باشد تا شکل آن دقیق از آب دربیاید.
• اگر ماده اولیه ترد باشد، امکان بازگشت فنری بیشتر خواهد بود؛ چراکه در این مواد تنش نهایی و تسلیم به هم نزدیک بوده و پهنای باند الاستیک نیز بیشتر است.
• شعاع و زاویه خمش بیشتر، احتمال برگشت‌پذیری را بالا خواهد برد.

در فرآیند خمکاری ورق به چه پارامترهایی باید توجه شود؟

در فرایند خمش عدم ایجاد ترک در قطعه و یکدستی ساختار داخلی و خارجی آن نیز از معیارهای مهم است. قبل از اینکه ماده اولیه را در زیر دستگاه اتوماتیک یا دستی قرار داده و فرایند خمکاری ورق را آغاز کنید، بهتر است بدانید که پارامترهای تعیین‌کننده در این موضوع چه چیزهایی هستند.

1- شعاع خمش: همان شعاع خم شدن است که در سه دسته داخلی، متوسط و خارجی قرار می‌گیرد. با استفاده از این پارامتر مشخص می‌شود که زاویه خمش چه چیزی بوده و از چه قالبی برای خم کردن آن استفاده شود.

2- ضخامت: طبیعی است که هرچه مواد اولیه ضخیم‌تر باشند، نیاز به اعمال نیروی بیشتری برای خم کردن آن‌ها وجود دارد. به همین دلیل در انواع خمکاری ورق برای تعیین نوع خمش و دستگاه به کار برده شده، به ضخامت آن توجه ویژه‌ای می‌شود. توجه داشته باشید که منظور از این ضخامت، ضخامت اولیه و حجمی است که بعد از خم کردن به دست می‌آید. البته اغلب در فرایند خمش این فاکتور تغییری نمی‌کند اما ممکن است با توجه به دلیل تغییر زاویه در بعضی نقاط کاهش ضخامت نیز داشته باشیم. 

3- زاویه خمش: زاویه خم شدن با توجه به کاربرد و ضخامت آن تعیین می‌شود و باید با استفاده از دستگاه کاملا دقیق از آب درآید. برای دقیق‌تر شدن زاویه از قالب‌های استانداردی استفاده می‌شود. این قالب‌ها در زیر دستگاه قرار گرفته و با فشار سری دستگاه، مواد اولیه کاملا به شکل آن‌ها درمی‌آید. در بعضی موارد نیز سری خود دستگاه دارای زاویه مشخصی است که بعد از وارد کردن فشار فرمی خاص در آن ایجاد می‌کند. توجه داشته باشید که دقیق بودن زوایا باعث می‌شود که استفاده از محصول نهایی راحت‌تر باشد و استحکام موردنیاز برای هر کاربرد را فراهم کنند.

4- طول لبه نسبت به منطقه خم: این موضوع نشان می‌دهد که از چه دستگاه و روشی برای خمش باید استفاده کرد. همچنین تعیین‌کننده میزان فشار موردنیاز برای خم کردن نیز هست.

5- عرض خمش: عرض هم از عوامل تاثیرگذار است که تعیین‌کننده نوع قالب مورداستفاده، نقطه اصلی اعمال نیرو و عمق خم کردن خواهد بود.

انواع روش‌های خمکاری ورق

با توجه به اینکه ورق‌های خم‌شده در صنایع مختلفی کاربرد دارند، میزان خمش، شکل و مقاومت آن‌ها باید متفاوت باشد. به همین دلیل روش‌های متفاوتی برای خمکاری ورق ایجاد شده است که هریک با استفاده از دستگاه‌های خاصی انجام می‌شوند و شرایط خاصی دارند. در ادامه در خصوص این روش‌ها توضیح خواهیم داد.

خمش پایین (Bottom Bending)

این روش نوعی از خمکاری V است که با استفاده از واردکردن ضربه از سمت پایین انجام می‌شود. در این روش فک خمش دستگاه به سمت پایین به ماده اولیه فشار وارد می‌کند و این فشار تا زمان ایجاد شکل و زاویه نهایی ادامه خواهد داشت. این خمش معمولا در سطح مرکزی انجام می‌شود تا بازگشت‌پذیری را کاهش داده و دقت را بالا ببرد.

خمش هوا (Air Bending)

در این روش خمکاری، محصول فولادی را بین دو نقطه قرار می‌دهند و فشار بدون لمس کامل قطعه از طریق پانچ خمش وارد می‌شود. خمش ایجادشده با این روش چندان دقیق نیست؛ چراکه از یک تک قالب برای ایجاد همه خمش‌ها استفاده می‌شود. ضمن اینکه ترمز پرس مورداستفاده ممکن است کمی دیر یا زود عمل کند و میزان خمش را تغییر دهد.

خمکاری U (U Bending)

در این روش قالبی به شکل U، برروی ماده اولیه قرار گرفته و فشار از سمت پانچ خمش با قسمت میانی آن وارد می‌شود. این فشار تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که ورق کاملا شکل قالب را به خود بگیرد و به اندازه کافی خم شود.

خمکاری سکه ای (Coining)

در این روش، ورق فولادی با استفاده از پانچ (Punch) و قالب، مورد خمکاری قرار می‌گیرد؛ به شکلی که پانچ به قسمت میانی ورق نفوذ می‌کند. در خمکاری سکه‌ای، خمش دقیقا از وسط صورت می‌گیرد و دو طرف، کاملا مشابه با یکدیگر خواهند بود. علت نام‌گذاری این روش به خمش سکه‌ای هم همین خم شدن از وسط و یکسان بودن طرفین است. این روش در دهه‌های گذشته، محبوبیت فراوانی داشت و تنها روش قابل اعتماد برای خمکاری ورق محسوب می‌شد.

خمکاری رول (Roll Bending)

در روش خمکاری رول، محصول فولادی با استفاده از پانچ‌های لوله‌ای یا مخروطی خم می‌شود. محل خمش با این روش اغلب شعاع بیشتری دارد و با استفاده از آن می‌توان یک یا چند مقطع فولادی را خم کرد.

خمکاری چرخشی (Rotary Bending)

خمکاری چرخشی اغلب با استفاده از دستگاه‌های تمام‌اتوماتیک انجام می‌شود. در این روش هیچ خراش یا ترک ریزی در سطح ماده اولیه ایجاد نمی‌شود و می‌توان با استفاده از آن در محصولات مختلف زاویه‌های مشترکی ایجاد کرد.

خمکاری مرحله‌ای (Step Bending)

این نوع خمش شبیه به روش V است با این تفاوت که در آن خمکاری ورق در چند مرحله تکراری انجام می‌شود. در این روش با توجه به تعداد گام‌ها و مراحل خمش، شعاع و زاویه آن تعیین می‌شود. توجه داشته باشید که افزایش تعداد گام‌ها باعث بهبود کیفیت نتیجه نهایی خمش خواهد شد.

خم‌کاری لبه (Edge bending)

اگر به اطراف خود نگاهی انداخته و به دنبال روش‌های خمکاری ورق بگردید، احتمالا خمکاری لبه بیشترین چیزی است که خواهید دید. در این روش ماده اولیه فولادی بر روی قالب‌های خاصی قرار گرفته و لبه‌های آن با استفاده از پانچ مسطح خمیده می‌شوند. در این دستگاه بخشی به نام wipe die برای تعیین شعاع داخلی خمش تعریف شده است.

خمکاری انواع ورق فولادی

در این قسمت از مقاله قصد داریم شما را با روش و چگونگی خمکاری انواع ورق فولادی از قبیل آهن، گالوانیزه، آلومینیوم، استیل و ... آشنا کنیم. با ما همراه باشید:

خمکاری ورق آهن

خمکاری ورق آهن فرآیندی است که در آن، تغییر شکل ورق آهنی برای انطباق با یک شکل یا طرح خاص صورت می‌گیرد. این کار معمولا با استفاده از ابزارهای تخصصی مانند دستگاه‌های خم کن، چکش و غلتک انجام می‌شود. خمش ورق آهن یک تکنیک حیاتی در صنعت ساختمان است، زیرا ایجاد سازه‌های گوناگون مانند ورق‌های سقف، لوله‌ها و حتی مبلمان را ممکن می‌سازد.

خمکاری ورق آلومینیوم

از خمکاری ورق‌های آلومینیومی به شکل گسترده در خودروسازی، هوافضا، صنعت ساختمان و ... استفاده می‌شود. هدف از انجام این کار، خم کردن ورق با زاویه دل‌خواه و بدون هیچ‌گونه شکستگی است. خمش هوا، خمش زیرین و خمش سکه‌ای از بهترین روش‌ها برای خمکاری ورق آلومینیوم هستند.

خمکاری ورق گالوانیزه

خمکاری ورق گالوانیزه به دلیل داشتن یک لایه از فلز روی و نیروی کششی بین روی و فولاد، کمی سخت و زمان‌بر خواهد بود. به همین دلیل باید از ابزارهای تخصصی و تکنیک‌های ویژه برای خمکاری این ورق استفاده کرد. به این منظور، از سنبه و غلتک برای کاهش احتمال آسیب ورق استفاده می‌شود.

خمکاری ورق استیل

خمکاری ورق استیل را می‌توان به صورت دستی یا با کمک ماشین‌هایی مانند دستگاه پرس، غلتک‌ها و ماشین‌های تاشونده انجام داد. این تکنیک کاربردهای گسترده‌ای در صنایع ساخت‌وساز دارد. زیرا از آن برای ایجاد سازه‌های مختلف مانند پانل‌ها، محفظه‌ها، کانال‌های HVAC و قاب‌ها استفاده می‌شود.

انواع ماشین‌های خمکاری

ماشین‌های خمکاری ورق با استفاده از سنبه و برنامه‌ای که برای آن‌ها تعریف شده است، خمی با زاویه مشخص در آن‌ها به وجود می‌آورند. در بعضی مناطق هنوز این فرایند را به‌صورت دستی انجام می‌دهند؛ اما استفاده از دستگاه برای این کار باعث افزایش دقت و ظرافت می‌شود. این دستگاه‌ها دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

ماشین خم‌کن دستی

همان‌طور که از نام این ماشین مشخص است، بخش زیادی از خمکاری ورق در آن با استفاده از نیروی دست انجام می‌شود. این دستگاه‌ها اغلب برای محصولات فولادی با ضخامت کم و طول محدود استفاده می‌شوند و ساختار بسیار ساده‌ای دارند.

ماشین خم‌کن برقی

خم‌کن برقی از موتور الکتریکی و جعبه‌دنده برای ایجاد خمش استفاده می‌کند. این ماشین دارای صفحه گردان و فک خم کننده‌ای است که طول آن از 1 تا 6 متر متغیر خواهد بود. این خم‌کن‌ها می‌توانند محصولات فولادی را تا ضخامت 6 میلی‌متر خم کنند.

ماشین خم‌کن ستونی

این ماشین‌ها دارای دو فک در قسمت بالایی و پایینی هستند که طول‌های متفاوتی دارند؛ طول این فک‌ها، شعاع و میزان خمش را مشخص می‌کند. برای خم کردن با این ماشین لازم است که ماده اولیه را بین دو فک قرار داده و با استفاده از دسته تعبیه‌شده در کنار دستگاه، فک بالا را به سمت پایین حرکت داد. سپس صفحه گردان به سمت پایین می‌چرخد و با توجه به ضخامت موردنیاز خمش انجام می‌شود. انواع خمکاری ورق با ضخامت 3 تا 6 میلی‌متر با این دستگاه امکان‌پذیر است.

ماشین خم‌کن هیدرولیکی

این ماشین که در دسته ماشین‌های پرس قرار می‌گیرد با میزهای 2 تا 12 متری به بازار عرضه می‌شود و با استفاده از آن می‌توان خمشی بسیار باریک و ظریف با کمترین میزان انحراف ایجاد کرد. این ماشین‌ها دارای بخش ضربه‌زنی هستند که خمش موردنظر را در ورق ایجاد می‌کند. این بخش با استفاده از نیروی هیدرولیکی کار می‌کند و دارای قدرت زیادی است؛ به همین دلیل می‌توان از آن برای خم کردن محصولات فولادی با ضخامت زیاد نیز استفاده کرد.

مزایای خمکاری ورق

خمکاری ورق مزایای زیادی دارد که در این قسمت به برخی از مهم‌ترین مزایای آن اشاره خواهیم کرد:

• امکان ساخت انواع مختلف محصولات فولادی در شکل‌های متفاوت
• جلوگیری از جوشکاری مواد اولیه و افزایش مقاومت آن‌ها
• سرعت و دقت بالا
• کاهش خطای مونتاژ قطعات

کاربردهای خمکاری ورق

تقریبا هرجایی که ورق‌های فولادی به کار گرفته می‌شوند، روش‌های خمکاری ورق نیز کاربرد دارند. صنایع مختلف خودروسازی، کشتی‌سازی، ساخت لوازم‌خانگی، ساختمان‌سازی و ... همگی به محصولات فولادی که با زاویه و فرم خاصی خم شده باشند نیاز دارند. اگر نگاهی به دوروبر خود در خانه بیندازید، وسایل زیادی را پیدا می‌کنید که در آن‌ها از چنین محصولاتی استفاده شده است.

یخچال، اجاق‌گاز، ماکرویو و... نمونه‌ای از کاربرد خمکاری ورق هستند. علاوه بر این در بعضی صنایع برای افزایش مقاومت قطعات از محصولات فلزی خم‌شده استفاده می‌شود. این ورق‌ها برای ساخت درب و کاپوت و صندوق خودرو، محل قرارگیری بار در خودروهای باری و کشتی‌ها، هواپیماها و... استفاده می‌شوند. تنها کافی است که با توجه به میزان فشارهای واردشده ضخامت تعیین‌شده و با استفاده از ماشین‌های استاندارد، شکل مشخصی از خمش در محصول نهایی ایجاد شود.

عوامل تاثیرگذار بر قیمت خمکاری ورق

قیمت انواع خمکاری ورق با توجه به فاکتورهای مختلف از جمله قیمت ورق آهن تعیین می‌شود. معمولا ورق‌هایی که ضخامت کمتری دارند و بر روی آن‌ها حفره یا شکل دیگری وجود ندارد، راحت‌تر خم می‌شوند و به همین دلیل قیمت خمش آن‌ها کمتر است. در مقابل قیمت خمش انواعی که در داخل آن‌ها حفره وجود دارد یا باید با فرم خاصی خارج از قالب‌های استاندارد زاویه‌دار و منحنی خم شوند، قیمت بیشتری دارند. بر این اساس می‌توان عوامل موثر بر قیمت را در فاکتورهای زیر خلاصه کرد.

• ضخامت خمش
• فرم خمش
• جنس
• وجود یک حفره یا شکل خاص در ماده اولیه
• نوع دستگاه
• تعداد ورق‌های خم‌شده
• قالب خمش

انواع خمکاری ورق را می‌توان یکی از قدم‌های اولیه برای صنایعی دانست که به‌نوعی با ورق‌های فلزی سروکار دارند. این فرایند با روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هریک برای ایجاد شکلی خاص در محصول فولادی به وجود آمده‌اند. این کار را می‌توان با دست یا با استفاده از دستگاه‌های مختلف برای ایجاد شکل‌ها و طرح‌های مختلف در زوایای متفاوت انجام داد. اگر در این زمینه فعالیت می‌کنید یا اطلاعاتی در رابطه با خمکاری ورق دارید، همچنین اگر سوالی در رابطه با این موضوع دارید می‌توانید از طریق کامنت با ما و دیگر دوستان به اشتراک بگذارید.