Hãy tưởng tượng uốn tấm kim loại mà không để lại một vết hoặc vết xước nào. Trong bài viết này, chúng tôi khám phá các kỹ thuật cải tiến để uốn tấm kim loại không để lại vết, giải quyết các thách thức như ma sát, độ cứng của vật liệu và thiết kế khuôn. Bạn sẽ khám phá các phương pháp như khuôn dạng con lăn, miếng chèn nylon và màng chống xước, tất cả đều được thiết kế để duy trì chất lượng nguyên sơ của bề mặt kim loại. Cuối cùng, bạn sẽ hiểu các phương pháp và công cụ tốt nhất để đạt được độ uốn hoàn hảo, nâng cao cả vẻ ngoài và độ chính xác của đồ kim loại của bạn.
Khuôn uốn là thành phần quan trọng trong quá trình tạo hình tấm kim loại, đóng vai trò then chốt trong việc định hình các tấm kim loại thành các cấu hình mong muốn. Khi các ngành công nghiệp như máy móc kỹ thuật, ô tô, đóng tàu, hàng không vũ trụ, thiết bị đo điện và trang trí kiến trúc tiếp tục phát triển, các doanh nghiệp chế biến phải đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng về độ chính xác cao hơn, độ phức tạp tăng lên và chất lượng bề mặt vượt trội trong các sản phẩm tấm kim loại.
Quá trình uốn cho các vật liệu như thép không gỉ và hợp kim nhôm đặt ra những thách thức độc đáo, đặc biệt là trong việc tạo ra bề mặt không trầy xước. Những vật liệu này, được biết đến với khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ, đòi hỏi phải xử lý tỉ mỉ để duy trì vẻ ngoài nguyên sơ của chúng trong suốt quá trình tạo hình.
Để giải quyết vấn đề quan trọng về vết uốn trên bề mặt tấm kim loại trong quá trình uốn bằng máy ép phanh, cần phải phân tích toàn diện năm yếu tố chính sau:
- Phương pháp uốn: Việc lựa chọn các kỹ thuật uốn thích hợp, chẳng hạn như uốn bằng khí, tạo đáy hoặc tạo hình, có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bề mặt. Mỗi phương pháp tạo ra sự phân bố ứng suất và mô hình dòng chảy vật liệu khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng hình thành vết.
- Tính chất vật liệu: Độ cứng, độ bền kéo và độ hoàn thiện bề mặt của tấm kim loại ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bị đánh dấu. Vật liệu mềm hơn có thể dễ bị biến dạng bề mặt hơn, trong khi hợp kim cứng hơn có thể yêu cầu lực uốn cao hơn, có khả năng làm tăng nguy cơ tạo vết lõm của dụng cụ.
- Cấu trúc khuôn lõm: Thiết kế của khuôn lõm, bao gồm bán kính, góc và bề mặt hoàn thiện, đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa vết trên bề mặt. Hình dạng khuôn được tối ưu hóa có thể giảm thiểu sự tập trung ứng suất cục bộ và giảm khả năng xảy ra khuyết tật bề mặt.
- Lựa chọn máy ép thủy lực: Các đặc điểm của máy ép thủy lực, bao gồm khả năng chịu tải, độ chính xác và hệ thống điều khiển, đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các hoạt động uốn chính xác. Các máy điều khiển CNC tiên tiến có khả năng giám sát lực có thể giúp duy trì phân phối áp suất đồng đều, giảm nguy cơ uốn quá mức và đánh dấu bề mặt.
- Độ chính xác của khuôn: Độ chính xác và chất lượng bề mặt của cả khuôn và đầu đột đều ảnh hưởng đáng kể đến sản phẩm cuối cùng. Dụng cụ có độ chính xác cao, được bảo dưỡng tốt với phương pháp xử lý bề mặt phù hợp có thể giảm thiểu ma sát và ngăn ngừa việc truyền các khuyết tật sang phôi.
1. Khuyết điểm của uốn truyền thống
Hình 1
Hình 1 minh họa cấu hình khuôn dưới thông thường trong các hoạt động uốn kim loại tấm truyền thống. Thiết lập này thường kết hợp rãnh hình chữ V với các kích thước thay đổi để chứa các tấm có độ dày khác nhau. Trong quá trình uốn, vật liệu tấm trải qua tương tác phức tạp với các cạnh rãnh chữ V của khuôn dưới. Tương tác này tạo ra lực nén và ma sát đáng kể, dẫn đến các vết uốn rõ rệt trên bề mặt phôi. Các khuyết tật bề mặt này, thường được gọi là “vết chứng kiến” hoặc “đường khuôn”, thường trải dài trên một chiều rộng khoảng 0,414 lần chiều rộng của lỗ rãnh chữ V. Những khuyết tật như vậy làm giảm đáng kể cả tính thẩm mỹ và chất lượng chức năng của thành phần kim loại tấm đã tạo hình.
Để giảm thiểu các khuyết tật bề mặt vốn có của các phương pháp uốn truyền thống, điều bắt buộc là phải giải quyết ba yếu tố chính: chuyển động tương đối giữa tấm và bề mặt khuôn, lực ma sát tại giao diện và áp suất đùn cục bộ do hình dạng rãnh chữ V gây ra. Thiết kế khuôn tiên tiến và sửa đổi quy trình là điều cần thiết để giảm thiểu những tác động có hại này và nâng cao chất lượng tổng thể của các sản phẩm kim loại tấm uốn.
2. Công nghệ uốn không để lại dấu vết và cấu trúc khuôn
Nếu cần sản phẩm tấm kim loại không có vết xước hoặc vết hằn, người vận hành máy ép thủy lực phải chọn giải pháp phù hợp để tránh ma sát giữa tấm kim loại và dụng cụ.
Vấn đề phổ biến nhất là làm sao để ẩn hai đường có thể xuất hiện ở vùng tiếp xúc giữa khuôn và tấm kim loại. Có một số cách để tránh chúng:
(1) Làm sạch và bôi trơn khuôn:
Có thể giảm hiện tượng cọ xát giữa các kim loại và vết xước, vết hằn bằng cách loại bỏ các mảnh vụn như cặn hoặc kẽm khỏi khuôn và bôi chất bôi trơn để giảm ma sát.
(2) Khuôn có bán kính lớn hơn:
Một số khuôn có bán kính cong lớn hơn giữa bề mặt trên và cạnh của chữ V. Trong thực tế, đối với một lỗ mở khuôn chữ V nhất định, diện tích tiếp xúc giữa khuôn và tấm kim loại được bo tròn để giảm ma sát giữa các kim loại.
Đây là giải pháp rất hiệu quả, không có chi phí bổ sung nào khác ngoài chi phí cho khuôn có cùng tuổi thọ làm việc như khuôn tiêu chuẩn. Nhược điểm duy nhất của việc bo tròn vùng hỗ trợ là cần phải tăng nhẹ cạnh bên trong tối thiểu để tránh tấm kim loại rơi
vào chữ V của khuôn
(3) Khuôn không có dấu kiểu con lăn
Trong quá trình uốn , phôi tiếp xúc với trục cacbua xi măng ở khuôn dưới và trục quay theo hướng của tấm di chuyển.
Điều này chuyển đổi ma sát từ ma sát trượt truyền thống sang ma sát lăn, giảm vết uốn và mài mòn liên quan đến đùn trên bề mặt phôi và cải thiện hình thức cũng như độ chính xác của phôi.
Tuy nhiên, vẫn tồn tại áp lực ép giữa con lăn khuôn dưới và tấm trong quá trình uốn, do đó không thể tránh hoàn toàn vết uốn, đặc biệt là khi uốn các tấm kim loại mềm.
Khuôn có con lăn làm giảm đáng kể ma sát và tránh trầy xước bề mặt tấm kim loại nhưng chúng cũng khá đắt và cần được vệ sinh thường xuyên để đảm bảo rằng các mảnh vụn không ngăn cản con lăn quay trên đế của nó.
Khuôn có con lăn rất hữu ích khi uốn tấm kim loại dày vì chúng
làm giảm lực cần thiết.
(4) Khuôn quay-quay-không để lại dấu
Hình 3 minh họa cấu trúc của Khuôn tiện xoay không để lại dấu.
Trong quá trình ép, đầu đột trên đẩy phôi vào khuôn dưới và khi phôi tiếp xúc với bề mặt quay, tấm quay-quay ở khuôn dưới cũng quay.
Điều này loại bỏ sự trượt tương đối giữa phôi và khuôn dưới, tạo ra tiếp xúc bề mặt với bề mặt giữa phôi và tấm quay.
Điều này giúp loại bỏ các vết uốn cong và mài mòn liên quan đến quá trình đùn trên bề mặt phôi, do đó cải thiện hiệu quả vẻ ngoài và độ chính xác của phôi.
(5) Khuôn có chèn bằng nylon
Một số khuôn làm bằng thép có chỗ để chèn nylon thường được cố định bằng vít cố định.
Những miếng chèn này có thể có hình chữ V theo hình dạng cần thiết để uốn cong hoặc hình chữ nhật để ép tấm kim loại vào dụng cụ bán kính.
Những dụng cụ này rất hiệu quả trong việc loại bỏ các vết bẩn, tuy nhiên, chúng đòi hỏi phải thay thế miếng chèn khi nó bị tấm kim loại làm mòn.
Những khuôn này chỉ có thể sử dụng với tấm kim loại mỏng vì việc sử dụng tải trọng quá mức sẽ sớm làm biến dạng vĩnh viễn hình chữ V.
(6) Phim chống trầy xước
Một lớp màng chống trầy xước nằm giữa tấm kim loại và khuôn giúp bảo vệ bề mặt khỏi trầy xước và vết hằn. Tuổi thọ của lớp màng này phụ thuộc vào các công cụ được sử dụng, góc và đặc biệt là bán kính đầu đột.
Nó phải được làm bằng vật liệu không đàn hồi để không bị biến dạng dưới áp lực.
Khi sử dụng, người vận hành phải giảm hành trình Y của thanh ép một giá trị bằng với độ dày của màng, độ dày này vẫn không đổi trong quá trình uốn.
Phim chống xước có thể được cung cấp kèm bộ căng để định vị phim chính xác và dễ dàng thay thế khi phim bắt đầu nứt do mòn.
(7) Hỗ trợ tấm kim loại thích hợp
Tấm kim loại phải được hỗ trợ đúng cách trong quá trình uốn và trong quá trình trả lại của dầm trên. Đây là yếu tố chính đối với các sản phẩm tấm kim loại lớn , trọng lượng của chúng có thể gây biến dạng uốn ở khu vực gần khuôn nếu tấm kim loại không được hỗ trợ đúng cách.
(8) Bán kính đầu đục
Mặc dù khá hiếm, đôi khi phần bên trong của một cấu hình có thể cần được bảo vệ khỏi trầy xước. Trong những trường hợp này, điều quan trọng là phải chọn một cú đấm có bán kính đầu rất gần với bán kính bên trong yêu cầu.
Điều này rất quan trọng nếu cần lực mạnh, vì dùi có bán kính đầu quá nhỏ sẽ có xu hướng xuyên qua vật liệu, để lại rãnh trên tấm kim loại.
(9) Công nghệ uốn không để lại dấu vết khác
Ngoài hai cấu trúc khuôn không để lại dấu vết trên, thảm chống dấu vết, ống lót cao su chịu áp lực khuôn lõm hình chữ V đơn, lớp lót đệm polyurethane + AT dạng khối và khuôn lõm cao su cứng cũng có thể được sử dụng để ngăn ngừa vết uốn trên bề mặt tấm kim loại trong quá trình uốn. Những vật liệu này giúp đáp ứng các yêu cầu về chất lượng sản phẩm.
Tuy nhiên, đệm cao su, ống cao su, khối cao su chắc chắn và cao su cứng dễ bị biến dạng trong quá trình uốn, tuổi thọ ngắn và có thể ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của phôi uốn. Chúng chỉ phù hợp với các phôi không yêu cầu độ chính xác về kích thước cao.
3. Công nghệ uốn không cần đánh dấu từ tính
Thuận lợi:
1. Triển khai tiết kiệm chi phí: Nhà chế tạo có thể tạo ra các miếng đệm từ tùy chỉnh tại chỗ, giúp giảm đáng kể chi phí gia công so với các phương pháp đánh dấu truyền thống. Phương pháp DIY này cho phép điều chỉnh nhanh chóng theo nhiều hình dạng bộ phận và yêu cầu uốn khác nhau.
2. Tuổi thọ dụng cụ kéo dài: Gioăng từ tính thể hiện khả năng chống mài mòn vượt trội so với các dụng cụ đánh dấu thông thường. Bản chất không tiếp xúc của tương tác từ tính giúp giảm thiểu mài mòn và ứng suất cơ học, dẫn đến chu kỳ thay thế dài hơn đáng kể và giảm thời gian ngừng hoạt động để bảo dưỡng dụng cụ.
3. Nâng cao chất lượng bề mặt:
- Loại bỏ vết lõm trên bề mặt: Lực từ không tiếp xúc dẫn hướng hiệu quả cho phôi gia công mà không để lại dấu vết hoặc vết lõm vật lý, bảo toàn tính thẩm mỹ và tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của vật liệu.
- Giảm thiểu hiện tượng cong mép: Kiểm soát từ trường chính xác giúp duy trì phân bổ áp suất đồng đều dọc theo đường uốn cong, giảm đáng kể xu hướng cong mép, đặc biệt là ở những vật liệu mỏng.
4. Cải thiện tính linh hoạt của quy trình: Hệ thống từ tính có thể được cấu hình lại nhanh chóng cho các góc uốn và độ dày vật liệu khác nhau, cho phép sản xuất hàng loạt nhỏ và tạo mẫu hiệu quả.
5. Tiềm năng tự động hóa: Công nghệ này tương thích với các hệ thống phản hồi dựa trên cảm biến, tạo điều kiện tích hợp vào các ô uốn tự động để tăng độ chính xác và khả năng lặp lại.
DERATECH | GIẢI PHÁP GIA CÔNG KIM LOẠI TỐI ƯUVNTECH – Đơn vị phân phối của Deratech tại Việt Nam