บทท 5

การขนรปวสด (Forming Process)

กระบวนการขนรป (Forming Process) ของวสดนนสวนใหญจะกลาวถงวสดทเปนโลหะ หรอบางอยางทเรยกวา Deformation Process ซงเปนการทางานในชวงการเปลยนแปลงอยางถาวร (Plastic Deformation) ลามารถแบงออกเปนหลายวธ ดงน

แบงตามชนดของแรงกระทาบนชนงาน เชน แรงอด แรงดง และแรงเฉอน

แบงตามการใชงานของชนงานสาเรจ เชน ชนงานทสามารถนาไปใชงานไดเลย และชนงานทตองนาไป ประกอบกบชนงานอน ๆ จงสามารถนาไปใชงานได

แบงตามขนาดของชนงาน เชน ชนงานทมขนาดใหญ หรอชนงานทขนรปทงกอน และชนงานทขนรปเปนแผน แบงตามอณหภมในการทางาน เชน การขนรปรอน และการขนรปเยน

5.1 การรดขนรป (Roll Forming)

เปนการขนรปทกระทาไดทงขณะรอน และเยน การรดเยนเปนกรรมวธทตองใชแรงสงกวาการรรอน อะตอมเกดจากการบดเบยว ทาใหเกรนเสยรป และมผลทาใหเกดความเคน (Stress) ชนภายใน ซงจะทาใหโลหะมความแขงแรง และ ความแขงเพมขนมากกวาเดม

การรดเยน กระทาทอณหภมตากวาอณหภมวกฤตจนถงอณหภมหอง เปนกรรมวธททาใหงานทผานกรรมวธรดรอนมาแลว มผวเรยบและเปนเงามนขน โลหะทไมสามารถเพมความแขงไดโดยวธการอบชบกอาจจะทาใหแขงไดดวยวธรดเยน

การรดรอน กระทาทอณหภมสงกวาอณหภมวกฤต จนกระทงโลหะอยไนสภาพออนตว (Plastic) แลวนาไปผาน ลกรด เพอลดขนาดพนทหนาตดลง การรดกอนทจะไดชนงานสาเรจนนตองทาใหชนงานมขนาดทเหมาะสมกบการนาไป ขนรปเปนผลตภณฑตอไป ดงรปท 5.1 เราเรยกวา โลหะภณฑกงสาเรจรป

โลหะภณฑกงสาเรจรปแบงออกเปน 3 ชนด ดงน

1. บลม (Bloom) เปนแทงโลหะทมหนาตดสเหลยมจตรส หรอสเหลยมผนผา ขนาดพนทหนาตดอยางนอย 150 X 150 ม.ม. เหมาะทจะนาไปทาเหลกโครงสราง และรางรถไฟ เปนตน

2. บลเลท (Billet) จะมพนทหนาตดตงแต 40 X 40 ม.ม. ขนไปเหมาะทจะนาไปทาเหลกเพลากลม เหลกรปพรรณ และลวดขนาดตาง ๆ

3. สแลบ (Slab) มหนาตดเปนสเหลยมผนผาเหมาะทจะนาไปทาเปนเหลกแผน และทอขนาดตาง ๆ

รปท 5.1 แสดงการรดในลกษณะตาง ๆ

5.1.1 การรดเปนแผน (Flat Rolling)

การรดเปนเหลกแผนนนจะนาสแลบไปอบในเตา และใหความรอนอยางชา ๆ จนถงอณหภมของการรด แลวนาไปรดเปนแผนบนลกรด ดงรปท 5.2 จนกระทงไดขนาดความความกวางและความหนาตามตองการ มอย 2 ลกษณะคอ รดเปนโลหะแผน (Flat Plate) มความหนามากกวา 6 ม.ม.ขนไป เหมาะทจะนาไปทาเปนลาตวเรอเดนทะเล หมอไอนา สะพาน คานรบนาหนก และโครงสรางของเครองจกร อกลกษณะหนงนามารดเปนโลหะแผนบาง (Sheet Metal) โดยทวไปจะ มความหนานอยกวา 6 มม. เหมาะทจะนาไปทาเปนลาตวรถยนต เฟอรนเจอร เครองใชไฟฟา กระปองบรรจอาหาร และ เครองดม เปนตน โลหะบางชนดสามารถทจะรดเปนแผนบางมาก ๆ ได เชน อะลมเนยมสามารททาเปนแผนฟอยล (Foil) ซง รดไดบางลง 0.008 ม.ม. ใชทาซองในของซองบหร เปนตน

รปท 5.2 แสดงการรดเปนแผน

• ขอปฏบตในการรดคอ 1. ตองลดความฝดระหวางชนงานกบลกรด 2. ควรใชลกรดทมเสนผานศนยกลางขนาดเลกเพอลดผวสมผส 3. ควรลดขนาดความหนาของชนงานทละนอย 4. ใชอณหภมทเหมาะสมเพราะถาอณหภมสงเกนไปชนงานจะสญเสยความแขงแรง

สงทคานงถงอกอยางหนงคอ การออกแบบลกรด ถาทาใหลกรดมลกษณะทรงกระบอกตรง ทาการรดชนงานใน แนวแรงทตดขวาง ดงรปท 5.3 (a) ลกรดจะโคงงอ มผลทาใหงานทไดมความหนาไมเทากน โดยทบรเวณสวนกลางจะ หนามากกวาบรเวณดานขาง วธแกไขกระทาโดยการออกแบบใหสวนกลางของลกกลง มขนาดเสนผานศนยกลางมากกวา หวและทาย ดงรปท 5.3 (b) ชนงานทผานการรดแลวจะมความหนาเทากนตลอด

รปท 5.3 แสดงลกรดชนดตาง ๆ

โลหะภณฑกงสาเรจรปนนไดมาจากการหลอ ดงนนโครงสรางจงมลกษณะคลายกงไมเกรนหยาบ และไมเปน ระเบยบ มรหรอโพลงลกๆ อยมากมาย ในการรดรอนชนงานถกรดดวยแรง และความรอนมากระทา จนเกรนเกดการ เปลยน ดงรปท 5.4 กอนภารรดเกรนมขนาดใหญ เมอผานลกรดบบกดเกรนจะยดออกแลวเกดเกรนใหมทมความละเอยด และมคณสมบตดานความเหนยวดขน อณหภมทเหมาะสมในการรดคอ 450° C สาหรบอะลมเนยมผสมและ 1,250° C สาหรบเหลกกลาผสม

รปท 5.4 แสดงเกรนของโลหะทเกดจากการรด

การรดทไมเหมาะสมมกจะเกดจดบกพรองไดในหลายลกษณะ เชน ดงรปท 5.5 (a) เกดเปนคลน (Wavy) (b) เกดการแตกเปนรบรเวณสวนกลาง (Zipper Cracks) (c) เกดรอยแตกบรเวณดานขางๆ (Edge Cracks) และ (ช) เกดการแยกชน (Alligatoring)

รปท 5.5 แสดงขอบกพรองทเกดกบชนงานทผานการรด

5.1.2 การรดขนรป (Shape Rolling)

การรดขนรปนนจะนาโลหะภณฑกงสาเรจรปไปอบในเตา ใหความรอนอยางชาๆ จนถงอณหภมของการรด แลวนาไปรดเปนรปแบบตามตองการ เชน I-beams. L-beams. Square bar และ Rods เปนตน ดงรปท 5.6 แสดงใหเหน ภาพหนาตดของชนงานทผานลกรดหลายแบบ จนไดชนงานทไดจะมความยาว และตรง สวนมากเปนเหลกรปพรรณใน ลกษณะตาง ๆ

รปท 5.6 แสดงการรดเหลกรปพรรณ

ในทานองเดยวกน การรดเหลกเสนกลมกมไดผานลกรดเพยงครงเดยวแลวจะไดขนาดตามความตองการเลย ตงนนจงตองมการรดดวยลกรด 6 ชดหรอมากกวา ดงรปท 5.7 เปนการรดบลเลตขนาด 4 x 4 นว ผานดกรด 10 ชด ได เหลกเสนกลมทมพนทหนาตดลดลง แตความยาวเพมขน

รปท 5.7 แลดงขนตอนการรดเหลกเสนกลม

ในการรดโลหะนน ชดลกรดทใชรดจะมการออกแบบทหลากหลายขนอยกบลกษณะของชนงาน ดงรปท 5.8 (a) เปนลกรด 2 ตว (Two High) เปนแบบทไขงานโดยทวไป (b) ลกรด 3 ตว (Three high) เปนการประหยดลกรด แตกลไกท นาชนงานกลบมารดอกครงหนงนนยงยาก,ซบขอน (c) ลกรด 4 ตว (Four High) ไชลกรดตวเลก 2 ตวรดงาน เพอลดพนท ผวสมผส แรง แรงบดและพลงงาน (d) ไขลกรด 6 ตว (Cluster Rolling Mill) ลกรดทสมผสงานจะมขนาดเลกกวา และ (e) ลกรดหลายชด (Tandem Rolling Mill) ใชกบงานทตองการอตราการผลตสง

รปท 5.8 แลดงการออกแบบลกรดเพอใชงานไนลกษณะตาง ๆ

5.1.3 การรดในลกษณะอน ๆ (Other Rolling) มดงน 1. การรดแหวน หรอหวง (Ring Rolling) เปนการลดขนาดความหนา และเพมขนาดของเสนผาน

ศนยกลาง ชนงาน เปลยนรปไปเนองจากการยดตว ดงรปท 5.9 (1) ชนงานกอนการรด (2) ชนงานทผานการรดแลว

รปท 5.9 แสดงการรดแหวน

2. การรดเกลยว (Tread Rolling) เปนการทาเกลยวภายนอก นยมไชกบสลกเกลยว และสกรแมพมพ (Die) ม 2 แบบคอ แบบแผน (Flat Dies) และแบบกลม (Round Dies) ดงรปท 5.10

รปท 5.10 แสดงการรดเกลยว

3. การรดทอไรตะเขบ (Seamless Tubing and Pipe) หรอการรดแบบแทงทะล (Roll Piercing) หรอกระบวนการ Mannesmann เปนการรดรอนโดยใชแรงกดจากลกรด 2 ลกมมมเอยงประมาณ 6๐ รดแทงทรงกระบอกรอนบรเวณภายนอก ในขณะเดยวกนบรเวณศนยกลางของแทงทรงกระบอกจะมทน (Mandrel) ทมปลายแหลมขวาง เกดความเคนดง (Tensile Stress) จนเปนรทะลขนภายในแทงทรงกระบอกนนดงรปท 5.11 ทอทไดจะมผวเรยบไมมตะเขบ

รปท 5.11 การขนรปทอไมมตะเขบ

ทอแบบไมมตะเขบนยงสามารทเพม หรอลดขนาดความโต และความหนาไดอก โดยการนาไปรดอกครงหนง ดงรปท 5.12 ขนาดของรภายในนนขนอยกบความโตของทน (Mandrel) (a) ทนจะเปนแบบยดอยกบท (b) ทนเปนแบบเคลอนท (c) เปนการรดทอแบบไมมทน และ (d) เปนการรดโดยลกรดแบบลกเบยวค (Pilger Roll) ทนจะเคลอนเดนหนา และถอยหลง

รปท 5.12 แสดงการรดเพอกาหนดขนาดทอแบบตาง ๆ

5.2 การตขนรป (Forging)

การตขนรปเปนกรรมวธทมมานานแลว เขน การใชคอนตชนงานทวางอยบนทง ไดเปนอาวธ เขน มด ขวาน หอก และดาบ เปนตน ในปจจบนงานตขนรปเปนทนยมอยางกวางขวางเพราะวาสามารถผลตไดอยางรวดเรว มขนาดเทยงตรง และตนทนตา การตขนรปกระทาไดทงทอณหภมหอง (Cold Forging) งานทไดจะมผวเรยบ และขนาดเทยงตรง แตวตถดบ ตองมความเหนยวเพยงพอสามารถทนตอแรงตสงได สาหรบการตขนรปทอณหภมสง (Hot Forging) ใชแรงในการตนอย ไดขนาดเทยงตรง แดผวงานไมคอยด

5.2.1 การตขนรปดวยแมพมพชนดเปด (Open-Die Forging) เปนกรรมวธอยางงาย โดยชนงานทถกตอยระหวางแมพมพหนาราบ 2 แผน เพอลดความสงดวยแรงกดอด ดงรป ท 5.12 (a) กระบวนการนเรยกอกอยางหนงวา Upsetting หรอ Flat-Die

Forging (b) ใชแรงกดทาไหชนงานทรงกระบอกเกดการเปลยนรปไป คอมขนาดเสนผานศนยกลางเพมขน แตความสงลดลง แตไนทางปฏบตชนงานทไดจรงไมไดเปนรปทรง กระบอกตรง กลบกลายเปนทรงกระบอกทปองตรงกลาง (Barrel) ดงรป 5.13 (c) อนเนองมาจากสาเหต 2 ประการ คอ คาสมประสทธแรงเสยดทานของชนงานรอนสงกวาแมพมพ และอกประการหนง คอ การถายเทความรอนบรเวณผวหนา ของแมพมพกบชนงานจนเกดการตานทานไนการเปลยนรป

รปท 5.13 แสดงลกษณะการตขนรปของแมพมพชนดเปด

5.2.2 การตขนรปดวยแมพมพชนดปด (Closed-Die Forging) เปนการตขนรปดวยแมพมพชนดปด หรอบางทเรยกวา Impression-Die Forging เปนการนาชนงานไปตระหวาง แมพมพทมโพรงอยภายใน ดงรปท 5.14

รปท 5.14 แสดงลกษณะการตขนรปของแมพมพชนดปด

ในระหวางการตชนงานกจะเปลยนรปไปดามรปราง ของแมพมพอยางคอยเปนคอยไป แดจะเกดครบ (Flash) ยน ออกมารอบขอบของชนงาน เนองจาตองเผอระยะหางระหวางแมพมพ ครบดงกลาวตองมการตดออก (Trimming) ในภายหลง ดงรปท 5.15

รปท 5.15 แสดงขนตอนการตขนรปกานสบ

การตขนรปนนมหลายลกษณะดงรปท 5.16 (a) Fullering (b) Edging และ (c) Cogging

รปท 5.16 แลดงลกษณะการตขนรป

5.2.3 การตขนรปแบบไมมครบ (Flashless Forging)

ดงรปท 5.17 การดขนรปแบบนตองคานวณปรมาตรของวตถดบ เพอใหพอดกบโพรงของแมพมพ มฉะนนชนงานทจะ มขนาดและรปรางทผดไป การตขนรปแบบไมมครบนไมนยมใชกบงานตขนรปทมความเทยงตรงสง (Precision Forging) เครองจกรและเครองมอทใชตองมเทยงตรงดวย ใชแรงและอณหภมไนการขนรปคอนชางตา วตถดบทในการขนรปจงตองไมแขงมาก เชน อะลมเนยม และแมกนเซยม

รปท 5.17 การตขนรปแบบไมมครบ

การทาเหรยญ (Coining) เปนอกลกษณะหนงของการตขนรปแบบไมมครบ ดงรปท 5.18

รปท 5.18 การตขนรปเหรยญ

ชนงานทไดตองมผวเรยบ สามารถนาไปใชงานไดเลย เหรยญททาดวยวธน เชน เหรยญเงนตรา เหรยญทระลก และเหรยญพระ เปนตน

5.2.4 การตขนรปในลกษณะอน ๆ (Other Forging) 1. การตขนรปหว (Heading) ลกษณะงานดงน หวของตะป นอต และสลกเกลยวทผลตเปน

จานวนมากจะใช การตขนรป เพราะรวดเรวและตนทนตา วตถดบเปนแทงทรงกระบอก เมอผานการตแลวจะเปลยนรปไป คอ มขนาดเสนผานศนยกลางเพมขน แตความยาวลดลง ดงรปท 5.19 แสดงใหเหนถงขนตอนการตขนรปหว

รปท 5.19 ขนตอนการทา Heading

การตขนรปหว นนมหลายลกษณะ ดงรปท 5.20 (a) เปนการขนรปหวตะปโดยใชแมพมพเปด (b) เปนการขนรป ดวยแมพมพตวผ (c) และ (d) ขนรปดวยแมพมพตวเมย (e) ขนรปดวยแมพมพตวผและตวเมย

Punch

รปท 5.20 การขนรปหวในลกษณะตาง ๆ

2. การตอกขนรป (Swaging) เปนการตขนรปเพอลดขนาดเสนผานศนยกลางของทอ หรอแทงทรงกระบอก ดงรป ท 5.21 ไดชนงานในหลายลกษณะขนอยกบขนาดและรปรางของแมพมพ ทาไดทงงานทมขนาดเลก และขนาดใหญ ดงรปท 5.22

รปท 5.21 การขนรปแบบ Swaging

รปท 5.22 ตวอยางชนงานทผานการทา Swaging

3. การตขนรปแบบรด (Roll Forging) เปนการขนรปในลกษณะอดรด ลกษณะการทางานคลายกบการรดรอน ผดทลกรดมลกษณะเปนครงวงกลม หรอลกเบยว (Cam) ดงรปท 5.23 ลกรดจะหมนแบบตอเนองแตจะหมนเคลอนทบน ขนงานเฉพาะบรเวณทตองการขนรปเทานน

รปท 5.23 แสดงการตขนรปแบบรด

4. การตขนรปแบบโคจร (Orbital Forging) กระบวนการขนรปวธนเปนเทคนคทชวยลดแรงกด เพราะวาแรงกด จะถายจากแมพมพตวบนลงมาบนผวงานเปนบางสวนเทานน เนองจากแมพมพตวบนมลกษณะเปนรปกรวย ดงรปท 5.24 งานในลกษณะนจะเปนงานทถกขนรปดานเดยว อกดานหนงจะมผวทราบเรยบ

รปท 5.24 แสดงการตขนรปแบบโคจร

5. Hobbing เปนกระบวนการตขนรปอกแบบหนงทเกดจากการเปลยนรป โดยการใชเหลกแขง (Hob) กดลงบน เหลกทออนกวา หรอโลหะออน ทถกบงคบอยในทยด (Holder) โลหะออนกจะถกอดจนไดรปรางดามความตองการ แรง กดอดจะกระทาอยางตอเนองดวยเครองอดระบบไฮดรอลกส ดงรปท 5.25

รปท 5.25 การขนรปดวยวธ Hobbing

5.3 การดนขนรป (Extrusion) และการดงขนรป (Drawing Process) 5.3.1 การดนขนรป (Extrusion)

เปนกระบวนการขนรปโลหะโดยใชแรงดนโลหะทรอน ใหไหลผานแมพมพ (Dies) ม 2 ลกษณะดงน

1. การดนขนรปโดยตรง (Direct Extrusion) เปนการดนขนรปของวสดงานทเปนแทงตน ซงผานกระบวนการไห ความรอนมาแลว โดยใชตวกระทง (Ram) ดนใหโลหะทะลกผานแมพมพออกมาเปนรปรางทตองการ เชน เปนทอ หรอ รปพรรณอน ๆ ดงรปท 5.26

รปท 5.26 การดนขนรปโดยตรง

2. การดนขนรปโดยออม (Indirect Extrusion) วธนใชกบงานทมขนาดจากด คอ ขนาดไมใหญมากนก ใชแรงดนนอยกวาวธแรก แมพมพจะประกอบอยทปลาย Ram จงดเหมอนวาแมพมพเปนตวดนงานเอง ทศทางการไหลทะลกของโลหะ จะมทศทางตรงกนขามกบวธแรกสามารทผลตชนงานทเปนแทง และทอได ดงรปท 5.27

รปท 5.27 การดนขนรปโดยออม

5.3.2 การดนกระแทกขนรป (Impact Extrusion)

เปนการขนรปโดยใชแรงกระแทก ดงรปท 5.28 สามารถผลตชนงานทมผวบางมาก ๆ ไดด โดยทวไปวสดทใชจะม ความออน เชน ตะกว อะลมเนยม แมกนเซยม ดบก และสงกะส ลกษณะของการดนกระแทกขนรป ม 3 แบบ คอ ดนไปขางหนา (Forward) ดนยอนกลบ (Backward) และดนแบบผสม (Combination)

รปท 5.28 การดนกระแทกขนรป

การดนขนรปโดยตรงมกจะพบปญหาเรองของความฝด (Friction) ระหวางวตถดบกบผวของลาตว (Container) ในปจจบนจงนาระบบทมของเหลว รวมกบตวกระทง เรยกวา Hydrostatic Extrusion มาใช ซงสามารถลดปญหาดงกลาวได แรงทใชประมาณ 1.400 MPa ดงรปท 5.29

รปท 5.29 Hydrostatic Extrusion

5.3.3 การดงขนรป (Drawing Process)

การดงขนรปเปนกระบวนการเปลยนรป โดยการดงชนงานไหมขนาดเลกลง แตมความยาวเพมขน โดยการดงผานแมพมพ (Dies) เชน การผลตลวดขนาดตาง ๆ ดงรปท 5.30

รปท 5.30 การดงขนรป

นอกจากจะสามารถดงเปนแทงตนหรอเสนลวดแลว ยงลามารถดงเปนเสนทมรปหนาตดตาง ๆ ไต ดงรปท 5.31 (a) วตถดบเปนแทงกลม (ช) วตถดบเปนแทงลเหลยม ทอขนาดตางๆ กสามารถนามาลดขนาดความโดหรอความหนาไต ดงรปท 5.32

รปท 5.31 การดงขนรปทมหนาตดแตกตางกน

รปท 5.32 การดงขนรปทอ

5.4 การขนรปโลหะแผน (Sheet-Metal Forming)

เปนกระบวนการทบอกถงวธการในการตดแผนชนงานจากโลหะแผนขนาดใหญ จากนนนาแผนชนงานมาทาการ ขนรปรางเปนผลตภณฑทตองการ จากกระบวนการขนรปโลหะแผน ไดแก

5.4.1 การตดเฉอน (Shearing)

เปนการตดโดยใหชนงานอยระหวางคมตด 2 คม ลกษณะการตดแบงออกเปน 4 ขนตอน ดงรปท 5.33

1. ชนงานอยไนจงหวะพรอมจะถกตดดวยคมตดบน (Punch) ซงเคลอนทลงอยางรวดเรว และคมตดลาง (Die) จะอยกบท

2. เมอคมตดบนเลอนลงมาหาชนงาน ชนงานจะเปลยนรปไป (Plastic Deformation) 3. คมตดกดเขาไปในเนองานมากขน (Penetration) 4. คมตดกดจนชนงานขาด (Fracture)

รปท 5.33 แสดงลาดบขนตอนการตดเฉอน

ถานาชนงานมาพจารณาด จะพบวารอยทถกตดนน มไดราบเรยบเสมอกน แตจะพบรอยทปรากฏอย 4 ลกษณะ คอ รอยรด (Rollover) เกดบรเวณดานบนสด รอยเรยบเปนมน (Burnish) บรเวณรอยขาด (Fracture Zone) แสะรอยแหลมคม (Burr) จะเกดบรเวณตอนลางชดของรอยตด ดงรปท 5.34

รปท 5.34 ชนงานทเกดจากการตดเฉอน

การตดเฉอนโลหะแผนนน สวนมากจะใชตดซอยชนงานออกเปนสวน ๆ ดวยใบมด และทสาคญ คอ การตดชนงานใหไดรปรางตามความตองการ ดวยแมพมพ ดงรปท 5.35 การตดงานจะแบงออกเปน 2 ชนด คอ Blanking หมายถง การนาชนงานทถกตดออกมา (Blank หรอ Part) ไปใชงาน และเศษทเหลอ (Strip หรอ Scarp) ออกนาไปผานกระบวนการ อน ๆ ตอไป ดงรปท 5.35 (a) สวน Punching หมายถง การนาชนงานทถกเจาะแลวไปใชงาน ดงรปท 5.35 (b)

รปท 5.35 ตวอยางชนงานทถกตดดวยแมพมพ

งานตดเฉอนดวยแมพมพนอกจากทกลาวมาแลว ยงมวธตดเฉอนหลายลกษณะดงน

Cutoff เปนการตดชนงานในลกษณะทแยกออกจากกน แตการตดชนงานจะตรงกนขามกน และไมเกดเศษ ดงรปท 5.36 (a)

Parting เปนการตดชนงานในลกษณะทคลายกบ Cutoff แตจะมเศษ ดงรปท 5.36 (b)

รปท 5.36 (a) Cutoff และ (b) Parting

Perforating เปนการใช Punch เจาะรหลาย ๆ ร ดงรปท 5.37 (d)

Notching เปนการบากโลหะสวนเกน ดงรปท 5.37 (c)

Lancing เปนการดดขาดเพยงบางสวน ดงรปท 5.37 (d)

Slitting เปนการตดขาดบางสวน แลวขนรปดวย ดงรปท 5.37 (d)

รปท 5.37 แสดงการตดเฉอนแบบตาง ๆ

5.4.2 การพบ (Bending)

การพบขนรปในงานโลหะแผน จะเกดความเครยดโดยรอบแนวแกนตรงบรเวณทพบงอ ดงรปท 5.38 (a) สวนโคงดานในจะเกดการอดตว (Compressed) และสวนโคงดานนอกจะเกดการยดออก (Stretched) ดงรปท 5.38 (b) ลกษณะทวไปของการพบม 2 แบบ คอ

รปท 5.38 การพบขนรป

1. การพบมมว (V-Bending) แมพมพทเปนรปตวว ซงสามารถกาหนดมมไดตามความตองการ ดงรปท 5.39 (a) การพบวธนเหมาะกบงานทมปรมาณไมมาก ตนทนราคาถก

2. การพบขอบ (Edge Bending) เหมาะกบงานทมกาลงการผลตมาก ๆ แตมขนตอนทยงยากซบชอนในการ ออกแบบแมพมพ ดานหนงของชนงานตองถกกดใหแนน ดงรปท 5.39 (b)

รปท 5.39 ลกษณะกอนและหลงของการพบ

วสดสวนมากมคาสมประสทธของการยดหยน (Modulus of Elasticity) ภายหลงการขนรปและปลอยแรงกดแลววสดดงกลาว มกจะดดตวกลบ เนองจากพลงงานของการยดตว (Elastic Energy) ทตกคางอยพยายามทาใหวสด กลบคนสภาพเดม ปรากฏการณนเรยกวา Spring back ดงรปท 5.40 ดงนนการออกแบบแมพมพ ตองมการเผอมมพบ ใหมากกวาปกต และมการทงชวงเวลาในการกดพบเพอใหเกด Deformation อยางสมบรณ

รปท 5.40 Spring back

นอกจากการพบดงทกลาวมาแลว ยงมการพบอกหลายแบบ ดงรปท 5.41 เชน (a) การพบดวยแมพมพเปด (Air Bending) (b) การพบดวยลกรด (Roll Bending) หรอนยมเรยกวาการมวน และ (c) การพบดวยแมพมพ หรอการมวน ขนรป (Bending in a - 4 - Side Machine)

รปท 5.41 การพบในลกษณะตาง ๆ

เครองจกรทมความสาคญมากชนดหนงในงานพบ คอ เครอง Press Brake แมพมพมความยาวสามารถถอดเปลยนได ขนอยกบรปแบบของงานทตองการพบ กดพบดวยระบบไฮดรอลก หรอกลไก ดงรปท 5.42

รปท 5.42 เครอง Press Brake และการพบในลกษณะตาง ๆ

5.4.3 การขนรปลก (Deep Drawing)

กระบวนการนเปนการนาโลหะแผนมาขนรป ถวย กลอง หลม หรอรวมกนหลายแบบ โดยการนาแผนงาน (Blank) มากดดวยแมพมพ ดงรปท 5.44 (a) กลไกของการขนรป จงหวะเรมตนและภายหลงการขนรป (b) แผนงานกอนการขนรปและภายหลงการขนรป

รปท 5.43 การขนรปลก

การขนรปลก เปนกระบวนการทตองใชเทคนค และความชานาญของผออกแบบแมพมพและผปฏบตงานคอนขางสง ระยะเผอ (Clearance) รศมมมของ Punch และ Die ตลอดจนแรงกดแผนงานตองพอเหมาะ การขนรปครงเดยว แลวไตชนงานสาเรจกระทาไดยาก การใชแรงกดตองกระทาอยางสมาเสมอ ดงรปท 5.44

รปท 5.44 แสดงภาวะของการขนรปลก

5.4.4 การขนรปดวยยาง (Rubber Forming)

การขนรปดวยกระบวนการนชนงานทไดจะมผวเรยบ เพราะวสดทใชรองกดขนรปเปนวสดทออนตวได เชน ยาง มการขนรปไต 2 แบบ คอ

1. กระบวนการ Guerin ใชแผนยางหนาเปนตวรองกดขนรป แรงทใชกดประมาณ 10 Mpa จะเหมาะลมและไมกอใหเกดรอยยนกบชนงาน ดงรปท 5.49 กระบวนการนมคาใชจายตาแมแบบ (Form Block) สามารถทาไดจากพลาสตก หรอวสดทขนรปไดงาย ผลผลตจากกระบวนการนมปรมาณไมมาก สวนมากผลตในอตสาหกรรมการทาเครองบน

รปท 5.49 กระบวนการ Guerin

2. Hydro forming คลายกบกระบวนการ Guerin แตแผนยางรองกดบางกวา และแรงกดนนไดมากจากของเหลว ประมาณ 100 MPa ในขณะเดยวกนออกแรงกด Punch จากตานลางจนไดรปรางของชนงาน ดงรปท 5.50

รปท 5.50 Hydro forming

5.4.5 การขนรปดวยวธการอน ๆ 1. การปนขนรป (Spinning) เปนกรรมวธขนรปงานโดยการกดรดโลหะ ไหมรปรางเหมอนกบ

แมพมพทตองการ ไนการขนรปชนงานและแมพมพจะหมนไปดวยกน บนหวจบของเครอง ตวกดรดมลกษณะเหมอนลกกลงทคอย ๆ รดกดชนงานทละนอย การปนขนรปม 3 ลกษณะ คอ

การปนแบบสมาเสมอ (Conventional Spinning) ชนงานจะมความหนาเทากนตลอด ดงรปท 5.45

รปท 5.45 Conventional Spinning

การปนแบบเฉอน (Shear Spinning) ชนงานจะมความหนาลดลง ดงรปท 5.46

รปท 5.46 Shear Spinning Tube spinning

การปนทอ (Tube Spinning) วธการนผนงทอจะลดลง แตความยาวจะเพมขน ดงรปท 5.47 (a) เปนการปนรดผวดานนอก (b) เปนการปนรดผวดานใน และ (c) เปนการปนรดผวดานนอกทสามารถกาหนดรปทรงไดตามความตองการ

รปท 5.47 Tube spinning

2. การยดขนรป (Stretch Forming) เปนกระบวนการขนรปทนยมใชกบโลหะแผนขนาดใหญโดยการออกแรงดง วสดงานใหยดจนเลยจดคราก (Yield Point) ในขณะเดยวกนกใชแรงกดกระแทกขนงานใหขนรปตามตองการ ดงรปท 5.48

รปท 5.48 การยดขนรป

3. การขนรปดวยระเบด (Explosive Forming) เปนการขนรปภายในนาทเกดจากแรงอดของการระเบด ดงรปท 5.51 ทาไหเกดแรงอดของนา ลกษณะคลนฉบพลน (Shock Wave) ดนไหชนงานขนรปตามโพลงของแมพมพทภายใตมรสาหรบดดอากาดออกจนเกดสภาวะสญญากาศ

รปท 5.51 แสดงการขนรปดวยระเบด

4. การขนรปแบบอเลคโทรไฮดรอลก (Electrohydraulic Forming) บางครงเรยกวา กระบวนการ HERF ลกษณะ การทางานเหมอนกบการขนรปดวยการระเบด แตตางกนทของเหลวตองเปนตวนาไฟฟา พลงงานไฟฟาทสะสมในตวเกบประจ (Capacitor) จะถกปลอยออกมาผานแทงอเลคโทรด (Electrodes) ทงสอง ทาไหเกดคลนฉบพลนกระแทกชนงานให ขนรปตามแมพมพดงรปท 5.52

รปท 5.52 Electrohydraulic Forming

5. การขนรปแบบอเลคโทรแมกเนตก (Electromagnetic Forming) การขนรปดวยวธนอาศยแรงทเกดจากการ เหนยวนาของสนามแมเหลกระหวางขดลวดและแมพมพทถกปลอยออกมาเปนจงหวะในขณะทรนงานจะอยตรงกลาง ดงรปท 5.53 ชนงานจะถกกระแทกกบแมพมพจนขนรปได

รปท 5.53 Electromagnetic Forming