บทท 2. ทฤษฎการตดโลหะแผน

การปมโลหะ (Pressworking or Stamping)

0.02 mm - (อาจหนากวา 6 mm)

ผศ.ธรรมณชาต วนแตง

Production Technology PCRU

• ประเภทของเครองจกรทใชในงานปม

1.เครองปมระบบกลไก

ใชระบบกลไกสงก าลง

แยกตามระบบสงก าลง

C-Frame Crank Press

Mechanical Press

Production Technology PCRU

SINGLE CRANK PRESS DOUBLE CRANK PRESS

C-Frame Crank Press

Production Technology PCRU

Mechanical Press

Mechanical Press Product

Production Technology PCRU

แยกตามระบบสงก าลง 2. เครองปมระบบไฮดรอลค

ใชแรงดนของน ามนเปนตวสงก าลง

ลกสบ

น ามน

Production Technology PCRU

การท างาน

เปรยบเทยบการท างาน

1.เครองปมระบบกลไก 2.เครองปมระบบ ไฮดรอลค

อตราการผลต (การขนรป)

เรวกวา ชากวา

ความยาวของ ระยะชวงชก

คอนขางสน (600-1,000 มม.)

เปรยบเทยบแลวยาวกวา

การปรบอตราการใช แรงกด

ไมสามารถปรบได สามารถปรบได

การปมเกนก าลง สามารถเกดขนได ไมสามารถเปนได

Production Technology PCRU

เครอง Shearig Machine

GUILLOTINE SHEARS เครองตดโลหะแผน

Production Technology PCRU

Press Brakes

HYDRAULIC & NC PRESS BRAKES CNC PRESS BRAKES

Bolt Dowel pin

Upper plate

Guide bush

Backing plate Spring guide Punch

Spring

Punch holder

Stripper plate

Bolt Dowel pin

Die holder Guide post

Die

Lower plate

Die Component

(Punch and Die)

Production Technology PCRU

Production Technology PCRU

• 1.แมพมพเดยว ( Single die) แมพมพตดแผนเปลา(Blanking die)

แมพมพเจาะร (Piercing die) แมพมพดด (Bending die) แมพมพลากขนรป (Drawing die)

• 2. แมพมพผสม (Compound die)

• 3. แมพมพแบบตอเนอง (progressive die)

Production Technology PCRU

• แมพมพสามารถท างานไดอยางเดยว

Shank

• 1.แมพมพเดยว ( Single die)

Spring

Stripper plate

Die

Blanking Punch

Punch plate

Backing plate

Upper plate

Guide post

Lower plate

Guide bush

ชนงาน

Production Technology PCRU

• แมพมพตดเจาะ Piercing die

Spring

Stripper plate

Die

Punch pierce

Punch plate

Backing plate

Upper plate

Guide post

Lower plate

Guide bush ชนงาน

Workpiece

Production Technology PCRU

• 2.แมพมพผสม ( Compound die )

ชนงาน

Die

Piercing Punch Punch plate

Backing plate Upper plate

Stripper plate Guide post Lower plate

Guide bush

Shank

Strip

• แมพมพผสมนนรวมเอาแมพมพขนตอนเดยวมารวมกนเปนแมพมพ

Production Technology PCRU

• 3.แมพมพตอเนอง ( Progressive die )

Scrap

Workpiece Stripper plate

Die

Punch pierce

Guide post

Lower plate Guide bush • ชอชนสวน

Back gage

Strip

• แมพมพสามารถท างานไดหลายประเภทในตวเดยว

Production Technology PCRU

กรรมวธการตดโลหะแผน (Cutting terminology)

พนช

ดาย ดาย

วสดชนงาน

สวนโคงมน

วสดชนงาน

สวนเรยบตรง

ดาย ดาย

พนช ระยะกนลก

วสดฉกขาด พนช

ดาย ดาย

ขนตอนท 1 การเปลยนรปอยางถาวร (Plastic deformation)

ขนตอนท 2 การกดลก (Penetration)

ขนตอนท 3 การฉกขาดของเนอวสด

(Fracture)

ขอบชนงานทไดจากการตด

สวนโคงมน

สวนเรยบตรง

รอยฉกขาด

ครบ

จดบกพรองทเกดขนบนขอบตดจรง

สวนเรยบตรง

ระยะกนลก

สวนโคงมน

รอยฉกขาด

ครบ

ระยะกนลก (Penetration)

วสด เปอรเซนตระยะกนลก

วสด เปอรเซนตระยะกนลก

ตะกว 50 เหลกกลา 0.1%คารบอน) 50 (ผานการอบออน) 38 (รดเยน) ดบก 40

อะลมเนยม 60 เหลกกลา 0.2%คารบอน) 40 (ผานการอบออน) 28 (รดเยน) สงกะส 50

ทองแดง 55 เหลกกลา 0.3%คารบอน) 33 (ผานการอบออน) 22 (รดเยน) ทองเหลอง 50

บรอนซ 25 นกเกล 55

เหลกกลาผสมซลกอน

30

DP

CL = 0.5 (DP - DD)

DP : เสนผานศนยกลางพนช DD : เสนผานศนยกลางดาย CL : เคลยแรนซ

ขนาดชองวางแมพมพหรอระยะเคลยแรนซ (Effects of cutting clearance)

DD

พนช

ดาย

ระยะเคลยแรนซทเหมาะ สมท าใหรอยแตกบรรจบกนพอด

วสดชนงาน

ชนงานหรอเศษ

ฝงทเกดครบ

ระยะเคลยแรนซ

สวนโคงมน

สวนโคงมน สวนเรยบตรง

รอยฉกขาด

ระยะเคลยแรนซเหมาะสม (Optimum cutting clearance)

ระยะเคลยแรนซนอยเกนไป (Insufficient cutting clearance) พนช

ดาย

ระยะเคลยแรนซทนอยเกนไปท าใหรอยแตกไมบรรจบกน

ครบ

ระยะเคลยแรนซ

สวนโคงมน

รอยฉกขาดทสอง

รอยฉกขาด สวนเรยบตรงทสอง

กรณระยะเคลยแรนซมากเกนไป (Excessive cutting clearance)

วสดชนงาน

ชนงานหรอเศษ

ครบ

ระยะเคลยแรนซ สวนโคงมน

สวนโคงมน

สวนเรยบตรง

รอยฉกขาดทไมสมบรณ

สวนเรยบตรง รอยฉกขาด

การก าหนดระยะเคลยแรนซและขนาดของพนชกบดาย

งานแบลงค หรอแผนเปลา (Cut out part or Blank) จะมขนาดเทากบรดาย

งานเพยชงจะมขนาดเทากบพนช

วสด งานทตองการความเทยงตรง (วสดบาง) งานตดทวๆไป

งานตดเจาะ (วสดหนา)

เหลกกลาคารบอนสง 4 – 12 12 - 16 18 – 26

เหลกเหนยว 2 – 6 6 - 14 12 – 21

เหลกกลาไรสนม (Stainless steel) 2 – 4 4 - 13 13 – 14

ทองแดง (อบออน) 1 - 3 2 - 9 8 – 24

ทองแดง (แขงปานกลาง) 1 - 4 3 - 13 11 – 24

ทองเหลอง (อบออน) 1 - 4 3 - 10 9 – 22

ฟอสฟอรสบรอนซ 2 - 5 4 - 11 7 – 23

อะลมเนยม (อบออน) 1 - 3 3 - 9 8 – 21

อะลมเนยม (แขง) 1 - 12 6 – 18 14 – 24

ตะกว 3 - 6 5 – 12 9 – 23

หนวย : เปอรเซนตความหนาของวสด

Production Technology PCRU

ตวอยางเชน งานแบลงค แผนชนงานวสดเหลกกลาไรสนมหนา 1 mm ขนาดเสนผานศนยกลาง 50 mm ตองก าหนดใหดายมขนาดเสนผานศนยกลางเทากบ 50 mm

จากตารางท 2 ระยะเคลยแรนซทแนะน าส าหรบวสดชนดนคอ 4~13 %ของความหนาวสด เลอกใชคาท 5 เปอรเซนต

ดงนนระยะเคลยแรนซตอดานจะเทากบ (5 / 100) 1.0 = 0.05 mm

ขนาดเสนผาศนยกลางของพนชจะตองเทากบ 50 – 2(0.05) = 49.9 mm

ตวอยางเชน งานเพยชง วสดเหลกกลาไรสนมหนา 1 mm ขนาดเสนผานศนยกลางของรเทากบ 50 mm ตองก าหนดใหพนชมขนาดเสนผานศนยกลางเทากบ 50 mm จากการก าหนดระยะเคลยแรนซเชนเดม จะไดเคลยแรนซเทากบ 0.05 mm ขนาดเสนผาศนยกลางของดายจะตองเทากบ 50 + 2(0.05) = 50.1 mm

ลกษณะการเปลยนรปอนๆ ของชนงาน

พนช

ดาย

ตวตานแรงกดพนช

แรงตด

แรงดนตาน

ระนาบผวพนช

วสดชนงาน 1. การโกงงอของวสดสวนทอยใตพนช

2. การบดเบยวของชนงานเนองจากระยะขอบ (Scrap width) นอยเกนไป

รทถกตดภายหลง

รทถกตดกอนหนา

การบดเบยวของขอบร

ระยะขอบดานขาง

ระยะขอบระหวางร

L นอยกวา 64 mm B และ B’ t

L อยระหวาง 64 mm ถง 203 mm B และ B’ 1.25t

L มากกวา 203 mm B และ B’ 1.5t

A 0.7t

L นอยกวา 64 mm C t

L อยระหวาง 64 mm ถง 203 mm C 1.25t

L มากกวา 203 mm C 1.5t

D 1.25t

การสกหรอในงานตด

2. แบบเกาะตด Adhesive wear

1. แบบขดถ Abrasive wear

3. แบบลา Fatigue wear

4. แบบเปนหลม Crater wear

Deformable surface

Die Harder surface

Adhesive wear

เอกสารอางอง โครงการพฒนาอตสาหกรรมแมพมพ พ.ศ. 2550, ชดสอการสอน วชา การออกแบบแมพมพโลหะ, สถาบนไทย-เยอรมน ชานนท สขตาอย, รศ.ดร.พงศพนธ แกวตาทพย, รศ.ดร.วารณ เปรมานนท, แมพมพปมโลหะแผน, สมาคมอตสาหกรรมแมพมพไทย, 2547 ภาควชาวศวกรรมเครองมอและวสด, Sheet Metal And DIE Design, E-learning, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร, 2551 http://eu.lib.kmutt.ac.th/elearning/Courseware/TEN437/main.html