خم کاری فلز، فرآیندی است که با استفاده از آن می‌توان فلز را هنگام اعمال نیرو تغییر شکل داد. به این منظور فلز با یک زاویه خم می‌شود و شکل مورد نظر را به خود می‌گیرد، که اغلب به شکل V یا U می‌شود.
دستگاه خم کن چیست؟
دستگاه خم کن، ابزاری است که به منظور خم کردن ورق‌ها استفاده می‌شود؛ که برای این کار از ابزار پانچ و سنبه استفاده می‌کند. اگرچه ممکن است کار با این دستگاه راحت به نظر برسد، اما دقیق بودن در طول فرآیند بسیار دشوار است. انواع مختلفی ماشین خم کن مانند مکانیکی، پنوماتیک، هیدرولیک و CNC وجود دارد که مقادیر متفاوتی از نیروی اعمال شده را ارائه می‌دهند.
دستگاه خم کن مکانیکی
با توجه به طراحی این دستگاه، گزینه مناسبی برای خم کاری هوا نمی‌باشد. دو مزیت اصلی این دستگاه مکانیکی، سرعت و دقت است، اما سایر دستگاه‌ها مانند دستگاه خم کن CNC، ایمن‌تر می‌باشند و استفاده راحت‌تری دارند.
دستگاه خم کن پنوماتیک
از کمپرسور برای تأمین نیروی هوا برای خم کردن ورق‌های فلزی استفاده می‌شود. این نوع دستگاه، اغلب در هنگام نیاز به فشار کمتر استفاده می‌شود. همچنین، بهترین استفاده آن، برای خم کردن قسمت‌های کوچک فلز می‌باشد.
دستگاه خم کن هیدرولیک
دستگاه‌های خم کن هیدرولیکی، اغلب جدیدترین فن آوری را در خود جای داده‌اند و به بهترین شکل برای خم شدن دقیق ورق فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند، و این باعث می‌شود که این ماشین آلات، یک انتخاب محبوب برای خم شدن ورق‌ها باشند.
دستگاه خم کن CNC
این دستگاه، شامل یک بستر 4.2 متری با ظرفیت 180 تن می‌باشد. این ماشین‌ها نتیجه بسیار دقیقی به دست می‌آورند؛ و قادر به کار با ورق فلزی، از چند میلی متر تا طول‌های بزرگ می‌باشند.
انواع فرایندهای خم کاری فلز
1.خمکاری تکیه گاهی یا به روش هوایی (Air Bending)
در طی این فرآیند، قطعه کار با لبه‌های بیرونی قالب و همچنین نوک پانچ در تماس است. سپس پانچ به بالای سنبه و به طرف دهانه V شکل بدون لمس آن، نیرو وارد می‌کند. خمکاری تکیه گاهی، نوعی خمش است که در آن حداقل تماس برقرار می‌شود. تجهیزات دستگاه فقط در 3 نقطه با مواد در تماس هستند: پانچ، نوک و شانه‌های سنبه. به نظر می‌رسد که تناژ (بارگیری) خم ایجاد نمی‌کند، و به اندازه روش حلقه زنی به آن نیازی نیست. خم کاری به روش هوایی، پرکاربردترین نوع خمش فلز است؛ و علت این امر این است که مزایای بسیاری برای این روش وجود دارد. از آنجا که نیازی نیست نوک پانچ سطح فلز را فشرده کند، وزن و بارگیری بسیار کمتری برای خم شدن فلز لازم است.
خمکاری کفی یا Bottom Bending
تفاوت بین خمکاری تکیه گاهی و خمکاری کفی، در این است که یک اختلاف شعاعی در بین این دو وجود دارد. این روش، با روش حلقه زنی متفاوت است؛ زیرا در آن پانچ و سنبه با مواد کاملاً ارتباط برقرار نمی‌کنند، و بارگیری کافی نیز وجود ندارد که بتواند اثری بر روی این فلز بگذارد. این روش، از مزایای بسیاری از جمله دقت بیشتر و برگشت فنری کمتر هنگام استفاده از ابزار برخوردار است، که باعث می‌شود هنگام در نظر گرفتن تکنیک‌های خمکاری فلز، گزینه‌ای مطمئن‌تر باشد.
خمکاری منگنه زنی یا حلقه زنی یا Coining
خمکاری حلقه زنی، یک فرآیند خمشی است که در آن پانچ و قطعه کار روی سنبه قرار می‌گیرد. در این فرایند، یک زاویه کنترل شده ایجاد می‌شود، که منجر به پدیده برگشت فنری می‌شود. در این نوع خمش، نسبت به دو روش بالا بارگیری بیشتری لازم است. مزایای خمکاری منگنه زنی، این است که برای تولید نتایج برجسته استفاده می‌شود، در خمکاری "دقت" یک اصل لازم و ضروری است و دقیقاً همان چیزی است که این فرآیند می‌تواند ارائه دهد. در کنار دقیق بودن، تکرار نتایج نیز هنگام استفاده از این تکنیک کار ساده‌ای است. برگشت فنری، در هنگام استفاده از این فرایند نیز کمتر اتفاق می‌افتد، به این معنی که احتمال بازگشت فلز به حالت اولیه خود کمتر است.
خم کاری لبه ای یا Edge bending
خم کاری لبه‌ای، یکی دیگر از فرایندهای بسیار متداول ورق فولادی است و با قالب گونیایی انجام می‌شود. این فرآیند، در هنگام خمش یک مزیت مکانیکی خوب به شما می‌دهد. با این وجود، زاویه‌های بیشتر از 90 درجه به تجهیزات پیچیده‌تری نیاز دارند که قادر به واگذاری تعدادی نیروی افقی هستند. همچنین، قالب گونیایی که در این فرایند به کار برده می‌شود، باید صفحه فشارنده داشته باشد. عملکرد صفحه فشارنده، ممکن است جدا از پانچ کنترل شود. در اصل صفحه فشارنده بخشی از قطعه را بر روی ماتریس نگه می‌دارد، ناحیه‌ای که قرار است خم شود در لبه ماتریس قرار گرفته و بقیه قطعه مانند تیر یک سر گیردار، در فضا نگه داشته می‌شود. سپس پانچ بر قسمت آزاد قطعه نیرو اعمال می‌کند و باعث خم شدن کار روی لبه ماتریس می‌شود.
فرایند خمکاری دورانی یا چرخشی Rotary bending
خمکاری چرخشی، قطعه کار را با مکانیسمی مشابه خم کاری لبه‌ای شکل می‌دهد. با این حال، خمکاری دورانی از طراحی متفاوتی نسبت به قالب گونیایی استفاده می‌کند. یک استوانه با زاویه مورد نظر، بریده شده و به عنوان پانچ عمل می‌کند. این استوانه، می‌تواند حول یک محور بچرخد که با اتصال به سدل حرکت آن کاملاً محدود شده است. در این فرایند نیز، ورق فلزی بر روی ماتریس زیرین مانند تیر یک سر گیردار قرار می‌گیرد. در این روش بر خلاف خم کاری لبه ای، صفه فشارنده‌ای وجود ندارد. نیرو به پانچ منتقل می‌شود و باعث نزدیک شدن آن به قطعه کار می‌شود.
شیار موجود در استوانه، برای ایجاد زاویه خم صحیح، اندازه گیری شده است. شیار می‌تواند کمتر یا بیشتر از 90 درجه باشد که باعث ایجاد خم‌های حاد و منفرجه می‌شود. شیار V شکل استوانه دارای دو سطح است. یک سطح آن، با فشار انتقالی قطعه کار در تماس است و ورق فلزی را روی ماتریس پایینی نگه می‌دارد. با انتقال نیرو به استوانه، می‌چرخد و سطح دیگر آن، باعث خم شدن ورق روی لبه ماتریس می‌شود. در حالی که سطح اولی همچنان قطعه کار را در محل نگه می‌دارد. خم کاری دورانی، یک مزیت مکانیکی خوب را فراهم می‌کند.
این فرآیند مزایای خمکاری لبه ای استاندارد را به وجود می‌آورد، از این رو نیاز به صفحه فشارنده را از بین می‌برد و قادر به خم کردن بیش از 90 درجه و بدون هیچگونه تجهیزات افقی است. خمکاری دورانی نسبتاً جدید است و در صنعت تولید محبوبیت دارد.
برگشت فنری چیست؟
هنگامی که نیرویی که برای ایجاد خم استفاده می‌شود، برداشته شود؛ بازیابی ناحیه الاستیک در ورق منجر به ایجاد برگشت فنری می‌شود. در اصل، برگشت بخشی از قطعه کار به شکل اولیه خود بعد از خمکاری است. این پدیده، تا حد زیادی به مدول الاستیسیته و تنش تسلیم مواد بستگی دارد. به طور معمول، با وجود این پدیده، خمکاری فقط با افزایش چند درجه زاویه خم انجام می‌شود، بنابراین، کلیه فرآیندهای خمش ورق فلزی باید فاکتور برگشت فنری را در نظر بگیرند.
