خمکاری پروفیل چیست
به صورت کلی خمکاری یکی از اصلی ترین فرآیند ها برای فرم دهی محصولات فولادی می باشد. در واقع این فرآیند سبب افزایش سهولت کار و بهبود شکل نهایی محصولات فولادی در پروژه های مختلف می گردد. در عملیات خمکاری پروفیل، ورق های فولادی در دستگاه های مخصوص فرمینگ قرار گرفته تا نیروهای مکانیکی آن ها را به پروفیل هایی مشخص تبدیل کنند. فرم پذیری ورق ابتدایی نیز بسته به جنس و عناصر تشکیل دهنده آن بر می گردد؛ از این رو هر کدام از ورق های فولادی برای ساخت برخی از پروفیل ها مناسب هستند.
هر چه
پروفیل نیاز به کربن و چگالی بیشتری داشته باشد، انعطاف پذیری آن کمتر بوده و در
عوض سختی بیشتری دارد. از سوی دیگر این فرآیند قابلیت انجام به چند روش را دارد که
اصلی ترین آن ها عملیات های گرم و سرد هستند؛ زیرا ورق های فولادی برای تبدیل به
مقاطعی با سطح مقطع متفاوت، نیاز به گرم یا سرد شدن برای خمکاری دارند. در ادامه
به جزئیات بیشتری از فرآیند خمکاری پروفیل ها در کارخانجات مختلف پرداخته ایم.
انواع روش های خمکاری پروفیل
همان
طور که اشاره شد، روش های مختلفی برای خمکاری و فرم دهی فلزات وجود دارد که از
جمله مهم ترین آن ها می توان به روش های سرد، گرم، دستی و القایی اشاره کرد. در
واقع نوع روش انتخابی، بسته به تولید کارخانه، سطح مقطع پروفیل، کاربرد نهایی،
متریال اولیه و البته قیمت ها دارد. در ادامه به بررسی تخصصی 4 فرآیند اصلی برای
خمکاری پروفیل پرداخته ایم:
روش صنعتی
در
صورتی که یک کارخانه برای ساخت پروفیل از روش صنعتی بخواهد استفاده کند، نیاز به
ابزارآلات مکانیکی مجهز دارد. از این رو دستگاه های صنعتی مورد استفاده در این
زمینه، بسته به نوع و ابعاد پروفیل نهایی متفاوت هستند. در واقع شرکت تولیدکننده
باید در نظر داشته باشد که نوع پروفیل نیاز به چه دستگاه و البته چه متریالی نیاز
دارد. به طور مثال برای تولید پروفیل گالوانیزه از دستگاه های معمولی صنعتی نیز می
توان استفاده کرد که به روش سه غلتکی کار می کنند.
روش
سه غلتکی شامل سه غلتک جداگانه به صورت عمودی و افقی بوده که دو غلتک ابتدایی به
طور ثابت قرار گرفته اند. در صورتی که غلتک سوم ثابت بوده و زمانی که ورق یا
پروفیل از آن ها عبور می کند، شکل و ابعاد آن دچار تغییر خواهد شد.
روش دستی
روش دستی دومین راه برای
ساخت پروفیل ها تحت فرآیند خمکاری می باشد که یکی از قدیمی ترین فرآیندها شناخته
می شود. به طور معمول صنعت گران مختلف از یک سری قالب جهت انجام روش دستی و اعمال
نیرو استفاده می کنند. در برخی مواقع نیز نیاز به یک سری ابزار آلات نظیر تسمه،
چکش و ... نیز می باشد و مجدداً بسته به متریال ابتدایی پروفیل متغیر است. به طور
مثال در صورتی که از ورق سیاه یا استیل برای ساخت پروفیل استفاده کنند، ضخامت
بالایی خواهد داشت و باید علاوه بر موارد ذکر شده از کمی حرارت نیز برای خمکاری
محصول استفاده کرد.
روش سرد
یکی از رایج ترین روش ها
برای خمکاری پروفیل، با نام فرمینگ یا خمکاری سرد شناخته می شود. این روش قیمت
مقرون به صرفه ای نسبت به سایر روش ها داشته و در دمای معمولی فضا صورت می گیرد.
سطح محصول با استفاده از فرمینگ سرد، دچار سطح زبر نخواهد شد و فرآیند نیز با سرعت
بالاتری انجام خواهد شد.
از سوی دیگر خمکاری سرد بیشتر برای ساخت قطعات و پروفیل های خاص مورد استفاده در قطعات دکوراسیون داخلی، لوازم خانگی، مبلمان، قفسه سازی و مواردی از این قبیل به کار می رود. البته این موضوع به معنای مناسب بودن این روش برای تمامی انواع پروفیل نمی باشد و باید توسط افراد متخصص انجام شود.
حتما بخوانید: جدول وزن پروفیل
روش خمکاری القایی
آخرین روشی که قصد بررسی
آن را داریم با عنوان خمکاری القایی شناخته شده و تحت حرارت انجام می گیرد. برای
استفاده از این فرآیند، با استفاده از حرارت کنترل شده، قطعات پروفیل گرم شده تا
برای انعطاف پذیری های بیشتر از حد معمول آماده شوند. سپس به وسیله یک سیم پیچ،
فرآیند گرمایش القایی جهت گرم شدن فلز در نقاط مختلف صورت می گیرد. پس از رسیدن به
دمای مطلوب، پروفیل ها نرم شده و به این ترتیب با دقت بالا فرم داده می شوند.
استفاده از این روش به
سازنده این امکان را می دهد تا خمکاری به صورت کاملاً دقیق و همچنین برای طرح های
پیچیده صورت گیرد. لازم به ذکر است پیش از به کارگیری این روش به نوع متریال محصول
و همچنین نوع قطعه توجه داشته باشید؛ زیرا خمکاری القایی با تمامی فلزات سازگار
نمی باشد.
انواع دستگاه خمکاری پروفیل
دستگاه های مختلفی برای
انجام فرآیند خمکاری برای پروفیل ها وجود دارد که از مهم ترین آن ها می توان به دستگاه
های خم کن دستی، ساده ستونی، پرس خم کن، خم کننده نورد، برقی، جعبه و قالب اشاره
کرد. البته لازم به ذکر است خمکاری برخی از این مقاطع مانند پروفیل C راحت تر از سایر مقاطع بوده و هر
تولیدکننده باید با توجه به نوع پروفیل، دستگاه متناسب را انتخاب نماید. در ادامه
سه دستگاه اصلی این فرآیند شرح داده شده اند:
1-خم کن دستی
دستگاه های خمکاری دستی
به طور معمول برای فرآیندهایی که نیاز به فرم دهی گوشه پروفیل با انحنای کم باشد،
مورد استفاده قرار می گیرند. این دستگاه ها شامل دو فک هستند که فک بالا به وسیله
پیچ و مهره حرکت کرده و فک پایین بر روی پایه اصلی قرار گرفته است. با قرارگیری
ورق یا قطعه بین دو فک ها فرآیند خمکاری آغاز می گردد.
2-خم کن ساده ستونی
این نوع دستگاه ها شامل
دو مدل اصلی هستد. مدل اول یعنی دستگاه خم کن ساده ستونی، دارای یک فک بالایی ساده
می باشد و در واقع تفاوت آن با نوع دوم شناخته می شود؛ زیرا در دستگاه خم کن مدل دوم،
فک بالا حالت لقمه ای دارد. در این دستگاه ها نیز ورق یا قطعه فولادی میان دو فک
قرار گرفته و با استفاده از فک های بالایی متحرک و همچنین استفاده از دسته در کنار
آن ها، خمکاری صورت می گیرد.
همچنین یک سری صفحات
گردان در جلوی این دستگاه قرار گرفته اند که به وسیله دو محور جداگانه در دو طرف
یاتاقان تعبیه شده اند. کشوهای این دستگاه نیز به طور عمودی حرکت کرده و قطعات در
آن ها قرار می گیرند.
3-خم کن برقی
سومین دستگاه مورد
استفاده برای خمکاری پروفیل ها و ورق های فولادی دستگاه های خم کن برقی می باشند
که کیفیت و سرعت بسیار بیشتری در مقایسه با سایر دستگاه ها دارند. اندازه آن ها
نیز حدود 1 تا 6 متر بوده و شامل یک سری اجزا هستند. ابتدایی ترین قسمت دستگاه های
برقی شامل موتور الکتریکی و جعبه دنده معکوس می باشد.
دومین قسمت مربوط به فک بالایی بوده که متحرک نیز می باشد و انرژی مورد نیاز برای خمکاری را از طریق الکتروموتور قسمت پایه راست تأمین می کند. همچنین صفحات گردان و سایر اجزای این دستگاه ها نیروی خود را از الکتروموتور به دست می آورند. جعبه فرمان نیز شامل دکمه های خاموش و روشن می باشد.
حتما بخوانید:انواع پروفیل
محاسبه خمکاری پروفیل
برای
محاسبه فرآیند خمکاری پروفیل باید در نظر داشته باشید یک سری پارامترهایی وجود
دارند که باید به صورت دقیق در نظر گرفته شوند. این پارامترها شامل موارد زیر می
باشند که هر کدام در فرمول محاسبه خمکاری به کار می روند:
- زاویه در واقع خمیدگی نهایی
پروفیل می باشد.
- طول اولیه با حرف L نمایش داده می
شود و طول پروفیل مورد نظر پس از انجام فرآیند خمکاری است.
- مرکز ثقل نیز با حرف G نشان داده می
شود و برای این که طول اولیه به دست آید، به آن احتیاج خواهیم داشت.
- در نهایت شعاع خمکاری با
حرف R نشان داده شده و شامل میزان خمیدگی و نوع خم مورد نظر می باشد.
حال
برای به دست آوردن طول اولیه و در نتیجه خمکاری پروفیل از یک فرمول باید استفاده
کرد تا بتوان فرآیند را انجام داد. در این فرمول طول لبه تا مرکز ثقل با میزان
مجاز خم و همچنین فاصله لبه تا مرکز با یک دیگر جمع می شوند و به شرح زیر است:
طول اولیه= فاصله لبه تا مرکز ثقل 1+ میزان مجاز خم پروفیل+ طول لبه تا مرکز ثقل 2
حتما بخوانید:ابعاد پروفیل
بررسی نیروهای وارد شده برای خمکاری پروفیل
در
فرآیند خمکاری هر کدام از دستگاه ها با استفاده از روش های مختلف به قطعه یا ورق
مد نظر فشار وارد کرده تا عملیات صورت گیرد. از این رو می توان نیروهایی که به
قطعات وارد می شوند را بر اساس دستگاه ها به سه دسته تقسیم کرد:
- ابتدا می توان به دستگاه
هایی اشاره کرد که با استفاده از دو رول پایینی، به صورت جداگانه و البته همزمان،
نیرو را وارد می کنند.
- دومین مورد مربوط به دستگاه
های خمکاری است که تنها به وسیله یکی از رول های پایینی، فشار ایجاد می نمایند.
- و سومین مورد دستگاه های
فرمینگی هستند که با استفاده از رول بالایی، میزان خم مورد نیاز را ایجاد می کنند.
مزایای خمکاری پروفیل
فرآیند خمکاری به سبب
مزیت هایی که دارد، مورد توجه سازندگان محصولات فولادی قرار گرفته است. جالب است
بدانید یکی از بارز ترین مزایای این فرآیند، مربوط به ایجاد انواع شکل ها و طرح
های پیچیده می باشد. دومین مزیت مربوط به دقت بالا و تمیزی پروفیل نهایی در این
فرآیند است. این موضوع برای ساخت پروفیل هایی با سطح مقطع باز، حائز اهمیت می
باشد. به طور مثال برای خرید پروفیل Z که سطح مقطع آن شبیه به Z انگلیسی است، فلنج ها و نوع لبه ها باید تمیز و دقیق کار شده
باشند و این امکان با استفاده از عملیات خمکاری امکان پذیر خواهد شد.
سایر مزایای این فرآیند نیز شامل ایجاد ایمنی های مورد نیاز در تولید، کاهش هزینه ها، افزایش حاشیه سوددهی، بازدهی کسب و کار، تولید قطعات حساس و خاص، ساخت محصولاتی با دوام و رفع نیاز بسیاری از صنایع مهم مانند خودروسازی، هواپیما سازی، مبلمان، ساخت و ساز و ... می باشند.
جمع بندی
در نهایت باید گفت
خمکاری یا فرم دهی پروفیل یکی از اصلی ترین فرآیندها برای ساخت قطعات مختلف به
شمار می آید. این فرآیند با استفاده از روش ها و دستگاه های مختلفی انجام گرفته که
هر کدام استانداردهای زیادی دارند. همچنین از حساسیت بالایی برخوردار می باشد و
اگر به درستی انجام نشود، در نهایت ممکن است منجر به پارگی قطعه، چسبیدن دیوارها و
شکستن لوله ها گردد. صنایعی مانند خودروسازی، هواپیما سازی، مبلمان و قفسه سازی،
لوازم خانگی و ... با استفاده از این فرآیند، عملیات های راحت تر و قطعات تمیز تری
خواهند داشت.
در واقع خمکاری سبب
ایجاد اشکال متنوع و دلخواه زیادی خواهد شد؛ به خصوص برای پروفیل ها که از نظر سطح
مقطع در مقاطع مختلف باز، بسته، قوطی شکل، Z، U، C، سپری و ... تولید و عرضه می شوند. از این رو برای خرید هر کدام
از این مقاطع لازم است یک مرکز تولیدی بازرگانی معتبر را انتخاب نمایید تا دقت
لازم را در زمان فرآیند و همچنین عملیات هایی مانند محاسبه خم به کار گرفته و در
نهایت محصول تمیز و دقیقی را تحویل دهند.