การทำงานโลหะแผ่น วิธีตัดโลหะแผ่น การปั๊มชิ้นส่วนโลหะ และชิ้นส่วนโลหะแผ่น: คู่มือปฏิบัติฉบับสมบูรณ์

ทุกสิ่งที่คุณต้องการรู้เกี่ยวกับโลหะแผ่นในที่เดียว

งานโลหะแผ่นเป็นวินัยทางอุตสาหกรรมและการแปรรูปในการขึ้นรูป การตัด การขึ้นรูป และการเชื่อมโลหะแผ่นแบน (โดยทั่วไปมีความหนา 0.5 มม. ถึง 6 มม.) ให้เป็นส่วนประกอบและโครงสร้างที่ใช้งานได้ ผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ผลิตได้หลากหลายที่สุดในกระบวนการผลิต ตั้งแต่แผงตัวถังรถยนต์และท่อ HVAC ไปจนถึงตู้อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ครัว และฉากยึดโครงสร้าง วิธีการผลิตที่สำคัญที่สุดสองวิธีในการทำงานโลหะแผ่นคือการตัด (ซึ่งรวมถึงการตัด การตัดด้วยเลเซอร์ การตัดพลาสมา และการเจาะ) และการขึ้นรูป (ซึ่งรวมถึงการดัด การปั๊ม และการวาดแบบลึก) การปั๊มชิ้นส่วนโลหะโดยการกดแผ่นโลหะระหว่างแม่พิมพ์และชุดพันช์ด้วยความเร็วสูงเป็นวิธีการผลิตที่โดดเด่นสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นปริมาณสูงในอุตสาหกรรมยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และสินค้าอุปโภคบริโภค

หากคุณกำลังถามคำถามที่เป็นประโยชน์ เช่น วิธีตัดแผ่นโลหะให้ตรง วิธีเจาะรูในโลหะ หรือสกรูโลหะแผ่นคืออะไร คู่มือนี้จะให้คำตอบที่นำไปปฏิบัติได้โดยตรงโดยอิงจากเครื่องมือ เทคนิค และข้อมูลจำเพาะจริงที่มืออาชีพใช้ หากคุณกำลังประเมินทางเลือกการผลิตทางอุตสาหกรรมสำหรับ ชิ้นส่วนโลหะแผ่น หรือ การปั๊มชิ้นส่วนโลหะ การเลือกกระบวนการและคำแนะนำด้านต้นทุนด้านล่างจะให้ข้อมูลแก่คุณในการตัดสินใจอย่างมีข้อมูล

การทำงานของโลหะแผ่นคืออะไร: ขอบเขต กระบวนการ และวัสดุ

การทำงานด้านโลหะแผ่นตามระเบียบวินัยนั้นครอบคลุมทุกการดำเนินงานที่ทำบนแผ่นโลหะแบนตั้งแต่การรับวัตถุดิบจนถึงการส่งมอบส่วนประกอบที่เสร็จสมบูรณ์ ขอบเขตครอบคลุมกว้างกว่าที่คนส่วนใหญ่ตระหนัก: ซึ่งไม่เพียงแต่ครอบคลุมถึงการตัดและการดัดงอเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการรักษาพื้นผิว การเชื่อม การตอกหมุด การขึ้นรูปเกลียว และการประกอบชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่มีส่วนประกอบหลายองค์ประกอบเป็นส่วนประกอบย่อยที่เสร็จสมบูรณ์

กระบวนการหลักของการทำงานโลหะแผ่น

• การตัดและการตัด: การแยกแผ่นโลหะตามแนวเส้นโดยใช้ใบมีดตัดเชิงกล พลังงานเลเซอร์ พลาสมาอาร์ก วอเตอร์เจ็ท หรือพั้นช์ดาย วิธีการที่เลือกขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุ คุณภาพคมตัดที่ต้องการ ปริมาณ และการตัดแบบตรงหรือแบบขึ้นรูป
• การดัดและการขึ้นรูป: การเปลี่ยนรูปร่างของแผ่นเรียบโดยออกแรงตามแนวเส้น (การดัดด้วยการกดเบรก) หรือข้ามแม่พิมพ์สามมิติ (การดึงลึก การขึ้นรูปม้วน หรือการหมุน) การดัดทำให้เกิดมุมและช่อง การวาดแบบลึกทำให้เกิดถ้วย กล่อง และเปลือกที่ซับซ้อน
• การตอก: การกดด้วยความเร็วสูงที่ผสมผสานการเจาะ การพับ การดัด และการขึ้นรูปในลำดับแม่พิมพ์ขั้นตอนเดียวหรือหลายขั้นตอน การปั๊มชิ้นส่วนโลหะด้วยปริมาณการผลิตหลายพันถึงล้านชิ้นต่อปีเป็นวิธีการผลิตที่มีความโดดเด่นทางเศรษฐกิจสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่ซับซ้อน ซึ่งสามารถตัดจำหน่ายต้นทุนเครื่องมือได้ในปริมาณที่เพียงพอ
• เข้าร่วม: การเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะแผ่นโดยการเชื่อม (MIG, TIG, การเชื่อมแบบจุด), การโลดโผน, การหนีบ, การขันสกรูหรือการติดกาว วิธีการต่อมักจะระบุควบคู่ไปกับกระบวนการทำงานของแผ่นโลหะ เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดความแข็งแรงของข้อต่อ ลักษณะที่ปรากฏ และความสามารถในการแยกชิ้นส่วนของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว
• จบ: การดำเนินการรักษาพื้นผิวรวมถึงการลบคม การเจียร การเคลือบสีฝุ่น การพ่นสีแบบเปียก อโนไดซ์ (สำหรับอะลูมิเนียม) การชุบสังกะสี และการชุบด้วยไฟฟ้า เพื่อปกป้องชิ้นส่วนโลหะแผ่นจากการกัดกร่อนและให้รูปลักษณ์ที่ต้องการ

วัสดุโลหะแผ่นทั่วไปและลักษณะเฉพาะ

โลหะแผ่นผลิตได้อย่างไร: จากเหล็กดิบไปจนถึงแผ่นสำเร็จรูป

การทำความเข้าใจวิธีการผลิตโลหะแผ่นทำให้เกิดบริบทที่สำคัญในการเลือกวัสดุและความหนาที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่กำหนด เนื่องจากเส้นทางการผลิตจะกำหนดสภาพพื้นผิว พิกัดความเผื่อของขนาด และคุณสมบัติทางกลของแผ่นก่อนที่จะเริ่มการผลิตใดๆ

ขั้นตอนที่ 1: การผลิตเหล็กและการหล่อเบื้องต้น

การผลิตโลหะแผ่นเริ่มต้นที่โรงถลุงเหล็กซึ่งมีการหลอมแร่เหล็กหรือเศษเหล็กในเตาออกซิเจนพื้นฐาน (BOF) หรือเตาอาร์กไฟฟ้า (EAF) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,600 องศาเซลเซียส เหล็กหลอมได้รับการขัดเกลาเพื่อขจัดสิ่งสกปรก ผสมกับองค์ประกอบเฉพาะ (คาร์บอน แมงกานีส ซิลิคอน โครเมียมสำหรับเกรดสเตนเลส) และหล่ออย่างต่อเนื่องเป็นแผ่นคอนกรีตที่มีความหนา 200 ถึง 250 มม. กว้าง 1,000 ถึง 2,000 มม. และยาวสูงสุด 12 ม. แผ่นพื้นเหล่านี้เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการรีดครั้งต่อไปทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 2: การรีดร้อนถึงคอยล์

แผ่นคอนกรีตหล่อจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้งที่ประมาณ 1,200 องศาเซลเซียส และผ่านชุดแท่นโรงรีด (โดยทั่วไป 5 ถึง 7 แท่นในโรงรีดร้อนแบบต่อเนื่อง) ซึ่งจะค่อยๆ ลดความหนาจาก 200 มม. เหลือ 1.5 มม. เหลือ 12 มม. ในการผ่านครั้งเดียว เมื่อออกจากแท่นรีดสุดท้าย แถบรีดร้อนจะถูกพันบนคอยล์บนดาวน์คอยล์ เหล็กแผ่นรีดร้อนที่ผลิตด้วยวิธีนี้มีลักษณะสเกลออกไซด์สีน้ำเงินเข้มเทาบนพื้นผิว (สเกลโรงสี) และค่าเผื่อมิติบวกหรือลบ 0.1 มม. ถึง 0.25 มม. สำหรับความหนา ขึ้นอยู่กับโรงรีดและมาตรฐานที่บังคับใช้ (ASTM A568 ในสหรัฐอเมริกา, EN 10029 ในยุโรป)

ขั้นตอนที่ 3: การรีดเย็นเพื่อความหนาที่แม่นยำและคุณภาพพื้นผิว

สำหรับการใช้งานโลหะแผ่นที่ต้องการความคลาดเคลื่อนความหนาที่เข้มงวดมากขึ้น พื้นผิวเรียบขึ้น และขึ้นรูปได้ดีขึ้น เหล็กม้วนรีดร้อนจะถูกประมวลผลเพิ่มเติมโดยการรีดเย็น ขั้นแรกขดลวดจะถูกดองในกรดไฮโดรคลอริกเพื่อขจัดตะกรันของโรงสี จากนั้นจึงรีดเย็นผ่านโรงรีดสูง 4 สูงหรือ 6 สูงที่อุณหภูมิห้องเพื่อลดความหนาอีก 30% ถึง 75% ของเกจรีดร้อน การรีดเย็นทำให้เกิดพื้นผิวที่สว่างและเรียบเนียน และมีค่าเผื่อความหนาที่บวกหรือลบ 0.02 มม. ถึง 0.05 มม. ซึ่งจำเป็นสำหรับการปั๊มชิ้นส่วนโลหะในแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟ ซึ่งความสม่ำเสมอของมิติระหว่างชิ้นส่วนขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุที่เข้ามาอย่างสม่ำเสมอ

หลังจากการรีดเย็น เหล็กชุบแข็งในงานจะถูกอบอ่อน (ผ่านการอบด้วยความร้อน) เพื่อคืนความเหนียว จากนั้นจึงรีดด้วยความร้อน (ผ่านผิวหนัง) โดยลดแสงลง 0.5% ถึง 2% เพื่อปรับปรุงความเรียบของพื้นผิวและให้พื้นผิวที่ถูกต้องสำหรับการดำเนินการขึ้นรูปในภายหลัง เหล็กแผ่นรีดเย็นสำเร็จรูปจะถูกกรีดตามความกว้างที่ต้องการ และจำหน่ายเป็นม้วนหรือตัดตามความยาวแผ่นสำหรับลูกค้า

ขั้นตอนที่ 4: การเคลือบผิวเพื่อป้องกันการกัดกร่อน

แผ่นสังกะสีผลิตขึ้นโดยการผ่านแถบเหล็กรีดเย็นผ่านอ่างสังกะสีหลอมเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 450 องศาเซลเซียส (การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน) โดยเคลือบโลหะผสมสังกะสีโดยทั่วไปมีความหนา 7 ถึง 14 ไมครอนในแต่ละพื้นผิว การเคลือบสังกะสีช่วยปกป้องเหล็กที่อยู่ด้านล่างโดยทั้งการกระทำของสิ่งกีดขวาง (การแยกทางกายภาพจากสิ่งแวดล้อม) และการป้องกันด้วยไฟฟ้า (สังกะสีจะกัดกร่อนเป็นพิเศษเพื่อปกป้องเหล็กที่สัมผัสติดกันที่ขอบตัด) แผ่นสังกะสีตามข้อกำหนด G90 (ASTM A653) มีน้ำหนักเคลือบสังกะสีรวมขั้นต่ำ 275 กรัม/ตร.ม. (ประมาณ 19 ไมครอนต่อด้าน) ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เพียงพอสำหรับการใช้งานกลางแจ้งในสภาพอากาศปานกลางโดยไม่ต้องมีการปรับปรุงพื้นผิวเพิ่มเติม

วิธีตัดโลหะแผ่นแบบตรง: เครื่องมือ เทคนิค และความแม่นยำ

การรู้วิธีการตัดโลหะแผ่นแบบตรงถือเป็นทักษะพื้นฐานที่สุดอย่างหนึ่งในการทำงานโลหะแผ่น ซึ่งใช้ได้กับทั้งผู้แปรรูปมืออาชีพและผู้ใช้ DIY เครื่องมือที่ถูกต้องสำหรับการตัดแบบตรงนั้นขึ้นอยู่กับความหนาของโลหะ ความยาวของการตัด และการตัดจะต้องไม่มีเสี้ยนทั้งสองด้านของรอยตัดหรือไม่

เครื่องมือตัดแบบแมนนวลและแบบไฟฟ้าสำหรับการตัดแบบตรง

• เครื่องตัดแบบตั้งโต๊ะ (เครื่องตัดแบบกิโยติน): วิธีการที่แม่นยำและสะอาดที่สุดสำหรับการตัดโลหะแผ่นแบบตรงที่มีความหนาสูงสุดประมาณ 6 มม. ใบมีดด้านล่างคงที่และใบมีดด้านบนจากมากไปหาน้อยจะตัดโลหะโดยมีการบิดเบือนน้อยที่สุดและไม่มีผลกระทบต่อความร้อน กรรไกรตัดหญ้าแบบมืออาชีพตัดเส้นตรงให้มีค่าความคลาดเคลื่อนบวกหรือลบ 0.5 มม. ที่ความยาวตัด 1,200 มม. ใบมีดด้านบนถูกตั้งไว้ที่มุมคาย (โดยทั่วไปคือ 1 ถึง 3 องศาจากแนวนอน) เพื่อลดแรงตัดที่ต้องการและให้การตัดเฉือนแบบก้าวหน้าที่ลดการบิดเบี้ยวให้เหลือน้อยที่สุด สำหรับการผลิตการตัดแบบตรงในปริมาณตั้งแต่หนึ่งแผ่นไปจนถึงหลายพันแผ่น แรงเฉือนแบบตั้งโต๊ะคือเครื่องมือที่ถูกต้องสำหรับความหนาของแผ่นตั้งแต่ 0.5 มม. ถึง 4.0 มม. ในเหล็กเหนียวและเกจอะลูมิเนียมที่เทียบเท่ากัน
• เลื่อยวงเดือนพร้อมใบมีดตัดโลหะ: เครื่องมือแบบพกพาที่ใช้งานได้จริงสำหรับการตัดโลหะแผ่นแบบตรงที่มีความหนาสูงสุด 3 มม. เมื่อไม่มีแรงเฉือน ใช้ใบมีดที่ได้รับการจัดอันดับมาโดยเฉพาะสำหรับการตัดเหล็กหรืออลูมิเนียม (โดยทั่วไปคือใบมีดปลายคาร์ไบด์ 60 ถึง 80 ฟันสำหรับเหล็ก ใบเลื่อยวงเดือนฟันละเอียดสำหรับอลูมิเนียม) ยึดตัวกั้นแนวตรงที่เป็นเหล็กเข้ากับแผ่นงาน แล้ววางแผ่นฐานเลื่อยชิดกับแผ่นเหล็กเพื่อทำการตัดแบบตรง เลื่อยวงเดือนจะทำให้เกิดเศษและความร้อน ดังนั้นควรสวมอุปกรณ์ป้องกันดวงตาและถุงมือทั้งหมด และรักษาพื้นที่ตัดให้ห่างจากบุคคล
• เครื่องบดมุมพร้อมแผ่นตัด: มีประสิทธิภาพสำหรับการตัดตรงในเหล็กเหนียวที่มีความหนาสูงสุด 6 มม. ในสภาพสนามที่ไม่มีกำลังเฉือน ใช้ใบตัดหนา 1.0 มม. ถึง 1.6 มม. สำหรับโลหะแผ่น (ใบตัดที่หนากว่าจะเปลืองวัสดุและสร้างความร้อนมากขึ้น) ทำเครื่องหมายเส้นตัดด้วยปากกามาร์กเกอร์ และใช้เหล็กเส้นตรงที่ยึดไว้กับแผ่นเป็นแนวทาง การตัดด้วยเครื่องเจียรทำมุมทำให้เกิดเสี้ยนที่ด้านล่างของการตัดซึ่งต้องลบออกโดยการขัดก่อนที่จะประกอบแผ่น
• จิ๊กซอว์พร้อมใบมีดตัดโลหะ: เหมาะกว่ากับการตัดโค้ง แต่ใช้ได้กับการตัดตรงในแผ่นบาง (เหล็กเหนียวสูงสุด 2 มม., อะลูมิเนียมสูงสุด 3 มม.) ด้วยใบมีดโลหะคู่ฟันละเอียด ต้องใช้ไกด์ตรงยึดกับแผ่น เลื่อยจิ๊กซอว์จะให้คมตัดที่หยาบกว่าแรงเฉือน และมีแนวโน้มที่จะทำให้แผ่นงานสั่นในระหว่างการตัดมากกว่า ซึ่งต้องใช้การจับยึดอย่างแน่นหนา
• Tin snips (สนิปการบิน): กรรไกรแบบใช้มือสำหรับแผ่นบางที่มีขนาดสูงสุดถึงเหล็กอ่อนประมาณ 1.2 มม. (18 เกจ) และอะลูมิเนียมสูงสุดถึง 1.6 มม. (16 เกจ) กรรไกรตัดตรง (ด้ามจับสีเหลือง) ได้รับการออกแบบมาเพื่อการตัดตรงแบบยาว กรรไกรตัดด้านซ้าย (ด้ามจับสีแดง) และกรรไกรตัดขวา (ด้ามจับสีเขียว) ได้รับการออกแบบมาเพื่อการตัดส่วนโค้งในทิศทางที่เกี่ยวข้อง กรรไกรตัดดีบุกจะม้วนส่วนที่ตัดออกจากแผ่นหลัก ซึ่งสามารถบิดเบือนขอบการตัดในวัสดุบางได้ หากความกว้างของการตัดแคบเมื่อเทียบกับความยาวของการตัด

การตัดตรงที่แม่นยำ: เคล็ดลับที่ใช้งานได้จริง

1. ทำเครื่องหมายเส้นตัดให้ชัดเจนด้วยปากกามาร์กเกอร์ถาวรหรืออาลักษณ์ตามแนวเหล็กตรง สำหรับอะลูมิเนียม เส้นขีดบนพื้นผิวมันเงาจะมองเห็นได้ชัดเจนกว่าเส้นมาร์กเกอร์
2. ยึดแผ่นให้แน่นกับพื้นผิวที่มั่นคงก่อนตัด แผ่นที่ไม่ปลอดภัยจะสั่นสะเทือนระหว่างการตัด ทำให้เกิดรอยสะท้านบนขอบตัดและอาจเกิดการติดกันของใบมีดหรือแผ่นดิสก์
3. สำหรับการตัดเครื่องมือไฟฟ้า ให้ยึดมุมเหล็กหรือแท่งตรงขนานกับและบนด้านตัดของเส้นที่ทำเครื่องหมายไว้ที่ระยะห่างที่แน่นอนจากขอบแผ่นฐานเครื่องมือถึงใบมีด ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือจะเดินตรงโดยไม่ต้องให้ผู้ปฏิบัติงานมองเห็นตามเส้นขณะควบคุมเครื่องมือ
4. ทำการตัดในรอบเดียวอย่างต่อเนื่องด้วยอัตราการป้อนที่สม่ำเสมอ การหยุดและรีสตาร์ทการตัดกลางคันจะเปลี่ยนอินพุตความร้อน และอาจทำให้แผ่นดิสก์หรือใบมีดพันกันในรอยตัดได้
5. ลบครีบขอบที่ตัดทั้งหมดก่อนจัดการหรือประกอบโดยใช้ตะไบ เครื่องมือลบเสี้ยน หรือเครื่องเจียรแบบตั้งโต๊ะ ขอบตัดที่แหลมคมทำให้เกิดการบาดเจ็บที่มือ และป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนโลหะแผ่นเรียบลื่นในการประกอบ

วิธีตัดรูในโลหะ: วิธีการตั้งแต่ขั้นพื้นฐานไปจนถึงการผลิต

การเรียนรู้วิธีเจาะรูในโลหะต้องเลือกวิธีการที่เหมาะสมกับขนาด รูปร่าง และปริมาณของรูที่ต้องการ รวมถึงความหนาและความแข็งของโลหะ การเจาะรูเดี่ยวขนาด 10 มม. ในแผ่นอะลูมิเนียม 1 มม. ต้องใช้แนวทางที่แตกต่างไปจากการตัดรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 มม. ที่เหมือนกันจำนวน 500 รูในเหล็กขนาด 3 มม. สำหรับชุดการผลิตชิ้นส่วนโลหะปั๊มขึ้นรูป

ดอกสว่าน: วิธีมาตรฐานสำหรับรูกลมสูงสุด 25 มม

สำหรับรูกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 25 มม. ในแผ่นโลหะที่มีความหนาไม่เกิน 6 มม. การใช้ดอกสว่านบิดมาตรฐานในเครื่องเจาะหรือสว่านมือเป็นวิธีที่ตรงที่สุด ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการเจาะรูสะอาดในแผ่นโลหะ:

• ใช้ประเภทดอกสว่านที่ถูกต้อง: ดอกสว่านเกลียว HSS (เหล็กความเร็วสูง) มาตรฐานใช้กับเหล็กเหนียว อลูมิเนียม และแผ่นทองแดง สำหรับแผ่นสแตนเลส ให้ใช้ดอกสว่าน HSS ที่มีเนื้อหาโคบอลต์ (เกรด M35 หรือ M42) หรือดอกสว่านปลายคาร์ไบด์เพื่อจัดการกับการชุบแข็งที่เกิดขึ้นที่คมตัดในสเตนเลสออสเทนนิติก
• ควบคุมอัตราการป้อน: ในโลหะแผ่น สว่านจะทะลุพื้นผิวด้านหลังอย่างรวดเร็วหลังจากที่ทิปเคลียร์พื้นผิวด้านหน้า ทำให้ร่องจับแผ่นและหมุนอย่างรุนแรงหากไม่ได้จับสว่านอย่างแน่นหนา ควรยึดแผ่นบางเข้ากับแผ่นรองหลังเสมอ และลดแรงกดป้อนก่อนที่จะทะลุเพื่อป้องกันสิ่งนี้
• ใช้น้ำมันตัด: ใช้น้ำมันตัดกลึงจำนวนเล็กน้อย (น้ำมันตัดกลึงที่มีกำมะถันสำหรับเหล็กกล้า WD-40 หรือน้ำมันเครื่องเบาสำหรับอะลูมิเนียม) ที่จุดเจาะ ซึ่งจะช่วยลดความร้อนที่คมตัด ยืดอายุการเจาะ และปรับปรุงคุณภาพของรู สำหรับแผ่นเหล็กสเตนเลส จำเป็นต้องใช้น้ำมันตัดเนื่องจากการเจาะสเตนเลสแบบแห้งจะทำให้งานแข็งตัวอย่างรวดเร็วที่ขอบรู ซึ่งจะทำให้ปลายสว่านทื่อภายในช่วงมิลลิเมตรแรกของการเจาะ และมักส่งผลให้สว่านแตกหักหรือหลุมไหม้

ดอกสว่านแบบขั้น: เครื่องมือที่ใช้งานได้จริงที่สุดสำหรับการเจาะรูโลหะแผ่น

ดอกสว่านแบบขั้นบันได (หรือที่เรียกว่า unibits หรือดอกสว่านแบบขั้นบันได) คือดอกสว่านทรงกรวยที่มีขั้นบันไดหลายเส้นผ่านศูนย์กลางโดยกลึงลงบนพื้นผิว โดยแต่ละขั้นจะมีขนาดใหญ่กว่าครั้งก่อนโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นครั้งละ 2 มม. สว่านแบบขั้นเดียวสามารถผลิตรูตั้งแต่เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กที่สุดที่ปลายจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ที่สุดที่ฐาน ครอบคลุมทุกขนาดที่จำเป็นสำหรับการน็อคเอาท์ไฟฟ้า แหวนยาง และรูยึดสำหรับโลหะแผ่นส่วนใหญ่

ดอกสว่านแบบขั้นบันไดเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ที่สุดเพียงเครื่องมือเดียวในการเจาะรูในโลหะในแผ่นที่มีความหนาสูงสุด 3 มม. เนื่องจากตั้งศูนย์ได้เอง ทำให้รูเจาะบนแผ่นบางไม่มีเศษเสี้ยนที่สะอาด โดยไม่ต้องคว้านทะลุ และไม่ต้องใช้รูนำร่อง การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางแบบก้าวหน้ายังช่วยให้ดอกสว่านแบบขั้นบันไดแก้ไขตัวเองสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางรูได้ หากผู้ปฏิบัติงานหยุดการเจาะที่ขั้นเส้นผ่านศูนย์กลางที่ถูกต้อง รูจะมีขนาดตรงตามที่ต้องการโดยไม่ต้องลองผิดลองถูกใดๆ

โฮลซอว์: รูกลมเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

สำหรับรูกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. ถึง 150 มม. ในแผ่นโลหะที่มีความหนาไม่เกิน 4 มม. เลื่อยเจาะรู (หรือที่เรียกว่าเครื่องตัดเจาะรู) ที่ติดตั้งในเครื่องเจาะหรือสว่านมือถือถือเป็นแนวทางมาตรฐาน เครื่องเจาะคว้านประกอบด้วยใบเลื่อยทรงกระบอกที่มีฟันอยู่ที่ขอบด้านล่าง ขับเคลื่อนด้วยด้ามจับตรงกลางพร้อมสว่านนำร่องที่จะตั้งศูนย์กลางเลื่อยบนตำแหน่งรูที่ทำเครื่องหมายไว้ ก่อนที่ฟันจะสัมผัสกับโลหะ ใช้เลื่อยเจาะรูกลมโลหะคู่ (ฟันไฮสปีดบนตัวเหล็กที่ยืดหยุ่น) สำหรับงานโลหะแผ่นส่วนใหญ่ เครื่องเจาะรูปลายคาร์ไบด์ใช้ได้กับวัสดุที่แข็งกว่า เช่น สแตนเลสและแผ่นชุบแข็ง

พั้นช์น็อคเอาท์: ทำความสะอาดรูในแผ่นโลหะของตู้

ชุดพั้นช์แบบน็อคเอาท์ประกอบด้วยพั้นช์เหล็กชุบแข็งและดายที่เข้ากัน ดึงเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียวเพื่อตัดรูที่สะอาดผ่านโลหะแผ่นบางในขั้นตอนเดียว การเจาะน็อคเอาท์เป็นเครื่องมือมาตรฐานสำหรับการตัดรูกลม สี่เหลี่ยม และรูรูปทรงต่างๆ ในตู้ไฟฟ้า แผงควบคุม และกล่องรวมสัญญาณอย่างแม่นยำ เนื่องจากจะทำให้รูสะอาด ไร้เสี้ยน โดยไม่มีความร้อนและไม่มีการบิดเบี้ยวของแผ่นโดยรอบ ชุดเจาะน็อคเอาท์ไฮดรอลิกมาตรฐานสามารถเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14 มม. ถึง 150 มม. ผ่านแผ่นโลหะที่มีความหนาสูงสุด 3 มม. ด้วยแรงไฮดรอลิกประมาณ 20 ถึง 100 kN ขึ้นอยู่กับขนาดรูและวัสดุ

การตัดด้วยเลเซอร์และการตัดพลาสม่า: การทำรูการผลิต

สำหรับปริมาณการผลิตชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่ต้องการรูเจาะทุกรูปทรงที่แม่นยำ การตัดด้วยเลเซอร์และการตัดพลาสม่าถือเป็นกระบวนการมาตรฐานอุตสาหกรรม เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์สามารถเจาะรูที่มีขนาดเล็กเท่ากับความหนาของวัสดุ (เช่น รู 1.5 มม. ในแผ่นเหล็ก 1.5 มม.) โดยมีความแม่นยำของตำแหน่งบวกหรือลบ 0.05 มม. และคุณภาพของขอบ โดยไม่จำเป็นต้องมีการขัดสีรองในกรณีส่วนใหญ่ การตัดพลาสม่าเร็วกว่าและต้นทุนต่อเมตรในการตัดต่ำกว่าเลเซอร์ แต่สร้างโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและรอยตัดที่เรียวเล็กน้อย ซึ่งจำกัดการใช้งานสำหรับรูที่มีความแม่นยำต่ำกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 มม. ในแผ่นที่มีความหนาต่ำกว่า 3 มม.

สกรูโลหะแผ่นคืออะไร: การออกแบบ ฟังก์ชั่น และการเลือกใช้

การทำความเข้าใจว่าสกรูโลหะแผ่นคืออะไร จำเป็นต้องแยกแยะให้ชัดเจนจากสกรูไม้และสกรูเครื่องจักรที่มีลักษณะเผินๆ สกรูโลหะแผ่นเป็นสกรูเกลียวปล่อยที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อสร้างเกลียวในตัวมันเองในโลหะแผ่นขณะขับเคลื่อน โดยไม่ต้องเจาะรูล่วงหน้า รูปทรงของเกลียว การออกแบบส่วนปลาย และความแข็งของสกรูโลหะแผ่น ล้วนได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการยึดโลหะกับโลหะในแผ่นเกจแบบบาง

สกรูโลหะแผ่นทำงานอย่างไร

เมื่อสกรูโลหะแผ่นถูกตอกเข้าไปในรูนำร่องที่เจาะไว้ล่วงหน้าในโลหะแผ่น เกลียวแหลมบนก้านสกรูจะเคลื่อนตัวและตัดวัสดุโลหะแผ่นออกไปด้านนอกเพื่อสร้างเกลียวผสมพันธุ์ในผนังรู เส้นผ่านศูนย์กลางรูนำมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเกลียวหลัก (ด้านนอก) ของสกรู โดยปกติจะอยู่ที่ 0.1 มม. ถึง 0.4 มม. ขึ้นอยู่กับขนาดสกรูและความหนาของแผ่น เพื่อให้เกลียวมีวัสดุเพียงพอที่จะตัดเข้าไป สกรูโลหะแผ่นที่ระบุอย่างถูกต้องในรูนำที่ถูกต้องจะสร้างความยาวของเกลียวเท่ากับความหนาของแผ่นทั้งหมด ให้ความต้านทานการดึงออกที่ 500 ถึง 2,000 N ขึ้นอยู่กับขนาดสกรู ความหนาของแผ่น และวัสดุ

ประเภทของสกรูโลหะแผ่นตามการออกแบบจุด

• แบบ A (ปลายแหลม, เกลียวหยาบ): การออกแบบสกรูโลหะแผ่นแบบดั้งเดิมที่มีปลายแหลมแบบจิมเล็ตและเกลียวที่มีระยะห่างกันมาก เหมาะสำหรับแผ่นบาง (ไม่เกิน 1.5 มม.) ที่สามารถเจาะจุดได้โดยไม่ต้องใช้รูนำในวัสดุบางชนิด แนวทางปฏิบัติสมัยใหม่ไม่ค่อยมีการระบุไว้มากนัก เนื่องจากประเภท AB ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า
• แบบ AB (ปลายแหลม เกลียวละเอียด): รุ่น Type A ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น โดยมีปลายแหลมที่คมกว่าและระยะพิทช์เกลียวที่ละเอียดกว่า ช่วยให้การยึดเกลียวในวัสดุที่บางดีขึ้น ชนิดสกรูโลหะแผ่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานแปรรูปทั่วไป
• ประเภท B (จุดทื่อ): มีปลายทู่ที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับรูที่เจาะไว้ล่วงหน้าแทนที่จะเจาะตัวเอง ให้การยึดเกลียวมากขึ้นในรูต๊าป เนื่องจากโปรไฟล์เกลียวทั้งหมดเริ่มต้นที่ส่วนปลายทันที แทนที่จะเรียวจากจุด ใช้ในแผ่นเกจที่หนักกว่า โดยที่สกรูไม่คาดว่าจะเริ่มรูของตัวเอง
• สกรูเจาะตัวเอง (สกรู TEK): มีปลายแบบดอกสว่านที่จะเจาะรูนำของตัวเองก่อนที่ส่วนเกลียวจะเข้าที่ ขจัดขั้นตอนการเจาะที่แยกจากกันในการประกอบชิ้นส่วนโลหะแผ่นหลายๆ ชิ้น มีจำหน่ายในขนาดจุดเจาะที่พิกัดสำหรับการเจาะเหล็กที่มีความหนาเฉพาะ: จุดที่เจาะ 1 (สูงถึง 1.6 มม.), จุดที่เจาะ 2 (สูงถึง 2.4 มม.), จุดที่เจาะ 3 (สูงถึง 4.8 มม.), จุดที่เจาะ 5 (สูงถึง 12.7 มม.)

ขนาดรูไพล็อตที่ถูกต้องสำหรับสกรูโลหะแผ่น

การปั๊มชิ้นส่วนโลหะ: วิธีการผลิตชิ้นส่วนโลหะแผ่นปริมาณมาก

การปั๊มชิ้นส่วนโลหะเป็นกระบวนการผลิตที่สำคัญทางเศรษฐกิจและมีปริมาณมากที่สุดในงานโลหะแผ่น การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของการปั๊มขึ้นรูป ผลิตอะไร และเมื่อใดจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบที่กำหนด ช่วยให้วิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อสามารถตัดสินใจซื้อหรือซื้อชิ้นส่วนโลหะแผ่นในทุกอุตสาหกรรมได้อย่างถูกต้อง

การปั๊มโลหะทำงานอย่างไร

การปั๊มโลหะใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกหรือเครื่องกลเพื่อบังคับหมัดผ่านหรือเข้าไปในแผ่นโลหะที่ยึดกับแม่พิมพ์ ชุดแม่พิมพ์กำหนดรูปทรงของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว: การเจาะและแม่พิมพ์เป็นรูปทรงกระจกเงาที่คั่นด้วยระยะห่างเล็กน้อย (โดยทั่วไปคือ 5% ถึง 15% ของความหนาของวัสดุ) ที่กำหนดคุณภาพของคมตัดหรือความแม่นยำของรูปร่างที่ขึ้นรูป การดำเนินงานปั๊มขึ้นรูปชิ้นส่วนโลหะ ได้แก่ :

• ช่องว่าง: เจาะช่องว่างของรูปทรงเฉพาะเจาะจงออกจากแผ่นหรือแถบ ช่องว่างคือรูปร่างเริ่มต้นสำหรับการขึ้นรูปครั้งต่อไป ในการปั๊มแม่พิมพ์แบบก้าวหน้า การปั๊มขึ้นรูปและการขึ้นรูปที่ตามมาทั้งหมดจะเกิดขึ้นในแม่พิมพ์หลายสถานีเดียวที่ประมวลผลแถบคอยล์ต่อเนื่องผ่านแต่ละสถานีในแต่ละจังหวะการกด
• เจาะ (เจาะ): ตัดรูผ่านแผ่นงานภายในโครงร่างชิ้นส่วน เกิดขึ้นพร้อมกันหรือหลังการปัดเศษในแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟ การเจาะที่แม่นยำในแท่นปั๊มทำให้รูบวกหรือลบความแม่นยำของตำแหน่ง 0.05 มม. ที่อัตราการผลิต 20 ถึง 400 จังหวะต่อนาที
• การดัดงอในแม่พิมพ์: การสร้างมุม ช่อง และหน้าแปลนในช่องว่างขณะเคลื่อนผ่านสถานีดาย การดัดงอแม่พิมพ์ในแม่พิมพ์ปั๊มแบบโปรเกรสซีฟมีความแม่นยำและเร็วกว่าการดัดด้วยเบรกบนชิ้นงานแต่ละชิ้น ทำให้เป็นวิธีที่นิยมใช้สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นปริมาณมากที่มีการโค้งงอหลายแบบ
• การวาดภาพลึก: ดึงช่องว่างแบนให้เป็นรูปร่างถ้วยหรือกล่องโดยกดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ด้วยหมัด ผลิตเปลือก ถ้วย ตัวเรือน และรูปทรงกระทะที่ใช้ในยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภค ชิ้นส่วนที่ดึงลึกออกมาได้สำเร็จจะมีอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 ถึง 1.0 ในการดึงครั้งเดียว โดยต้องใช้การเลือกวัสดุอย่างระมัดระวัง (โลหะผสมที่มีการยืดตัวสูง) การหล่อลื่น และการควบคุมแรงจับยึดที่ว่างเปล่าเพื่อป้องกันการฉีกขาดในรัศมีมุมหรือการย่นในบริเวณหน้าแปลน

เมื่อการปั๊มชิ้นส่วนโลหะเป็นทางเลือกที่เหมาะสม

เศรษฐศาสตร์ของการปั๊มชิ้นส่วนโลหะได้รับแรงหนุนจากการตัดจำหน่ายต้นทุนเครื่องมือ แม่พิมพ์ตัดแบบสถานีเดียวแบบธรรมดาสำหรับขายึดขนาดเล็กมีราคา 2,000 ถึง 8,000 เหรียญสหรัฐ แม่พิมพ์โปรเกรสซีฟที่ซับซ้อนสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นยานยนต์ที่มีคุณลักษณะหลากหลายมีราคา 50,000 ถึง 500,000 เหรียญสหรัฐหรือมากกว่า ต้นทุนเครื่องมือเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยไม่คำนึงถึงปริมาณการผลิต ดังนั้น:

• ต่ำกว่า 500 ชิ้น: การตอกไม่ค่อยมีความประหยัด การตัดด้วยเลเซอร์และการดัดด้วยแรงกดเบรกมีความคุ้มค่ามากกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องลงทุนด้านเครื่องมือ
• 500 ถึง 5,000 ชิ้น: แม่พิมพ์ปั๊มแบบธรรมดา (การแบลงค์ การเจาะและการโค้งงอ) อาจคุ้มค่าสำหรับรูปทรงที่ไม่ซับซ้อน แม่พิมพ์โปรเกรสซีฟที่ซับซ้อนยังไม่ได้รับการพิสูจน์ในเล่มนี้
• มากกว่า 5,000 ชิ้น: การปั๊มขึ้นรูปจะมีการแข่งขันกันมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้นและค่าตัดจำหน่ายเครื่องมือต่อชิ้นลดลง ด้วยจำนวน 50,000 ชิ้นขึ้นไป การปั๊มชิ้นส่วนโลหะมักจะให้ต้นทุนต่อชิ้นต่ำที่สุดสำหรับส่วนประกอบที่มีความสามารถทางเรขาคณิตของกระบวนการปั๊มขึ้นรูป
• มากกว่า 500,000 ชิ้นต่อปี: การปั๊มแม่พิมพ์แบบก้าวหน้าด้วยการกดอัตโนมัติแบบป้อนคอยล์ที่ 100 ถึง 400 จังหวะต่อนาทีเป็นวิธีการผลิตเดียวที่ประหยัดสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นแบบเรียบและขึ้นรูปในระดับนี้ ส่วนประกอบตัวถังรถยนต์ ตัวเรือนขั้วต่อ ชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้า และโครงเครื่องอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ล้วนผลิตขึ้นด้วยวิธีนี้

ความสามารถด้านคุณภาพและความทนทานของชิ้นส่วนโลหะแผ่นประทับตรา

การปั๊มชิ้นส่วนโลหะในแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดีจะทำให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อนโดยทั่วไปสำหรับการผลิตชิ้นส่วนโลหะแผ่นดังต่อไปนี้:

• เส้นผ่านศูนย์กลางรู: บวกหรือลบ 0.05 มม. ถึง 0.10 มม
• ตำแหน่งรูสัมพันธ์กับ Datum: บวกหรือลบ 0.10 มม. ถึง 0.20 มม
• ขนาดโครงร่างว่างเปล่า: บวกหรือลบ 0.10 มม. ถึง 0.20 มม
• มุมโค้งงอ: บวกหรือลบ 0.5 ถึง 1.0 องศา
• ความสูงหรือความลึกที่เกิดขึ้น: บวกหรือลบ 0.10 มม. ถึง 0.30 มม

ความคลาดเคลื่อนเหล่านี้เข้มงวดกว่าที่สามารถทำได้ด้วยการดัดด้วยแรงกดเบรกด้วยมือ (โดยทั่วไปบวกหรือลบ 0.5 มม. ในขนาดที่ขึ้นรูป และบวกหรือลบ 1 องศาในมุม) ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่การระบุการปั๊มชิ้นส่วนโลหะด้วยแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสำหรับส่วนประกอบที่การประกอบที่พอดีระหว่างชิ้นส่วนโลหะแผ่นหลายชิ้นมีความสำคัญต่อการทำงานของผลิตภัณฑ์

ชิ้นส่วนโลหะแผ่นในอุตสาหกรรม: การใช้งานและแนวทางการออกแบบ

ชิ้นส่วนโลหะแผ่นเป็นส่วนประกอบที่ผลิตขึ้นอย่างแพร่หลายที่สุดในเศรษฐกิจยุคใหม่ พวกเขาสร้างโครงสร้าง กล่องหุ้ม ฉากยึด และองค์ประกอบเชื่อมต่อในแทบทุกประเภทผลิตภัณฑ์ ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคไปจนถึงเครื่องจักรอุตสาหกรรมหนัก การทำความเข้าใจว่าอุตสาหกรรมใดที่ต้องพึ่งพาชิ้นส่วนโลหะแผ่นมากที่สุด และหลักการออกแบบใดที่ทำให้ชิ้นส่วนเหล่านั้นสามารถผลิตได้และคุ้มต้นทุน ถือเป็นความรู้ที่จำเป็นสำหรับวิศวกรหรือผู้ซื้อที่ทำงานในอุตสาหกรรมการผลิต

อุตสาหกรรมหลักและข้อกำหนดด้านชิ้นส่วนโลหะแผ่น

• ยานยนต์: แผงตัวถัง แผงพื้น ประตู เครื่องดูดควัน เสาโครงสร้าง โครงที่นั่ง ฉากยึด และแผ่นกันความร้อน อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นผู้บริโภคชิ้นส่วนโลหะปั๊มขึ้นรูปรายใหญ่ที่สุดเพียงรายเดียวทั่วโลก โดยแปรรูปเหล็กและแผ่นอลูมิเนียมมากกว่า 100 ล้านตันต่อปี ชิ้นส่วนโลหะแผ่นสำหรับยานยนต์ต้องเป็นไปตามเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของขนาดที่จำกัดสำหรับการประกอบตัวถังในสีขาว คุณภาพพื้นผิวที่สูงสำหรับพื้นผิวที่ทาสีแล้ว และคุณสมบัติการดูดซับพลังงานจากการชนที่ระบุสำหรับส่วนประกอบโครงสร้าง
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า: แชสซี กล่องหุ้ม แผงป้องกัน โครงยึด ตัวระบายความร้อน ตัวเรือนตัวเชื่อมต่อ และส่วนประกอบบัสบาร์ โดยทั่วไปชิ้นส่วนโลหะแผ่นอิเล็กทรอนิกส์จะใช้อลูมิเนียมบาง (0.5 ถึง 2.0 มม.) หรือเหล็กรีดเย็น (0.5 ถึง 1.5 มม.) และต้องมีการเจาะรูอย่างแม่นยำสำหรับการติดตั้งตัวเชื่อมต่อและส่วนประกอบโดยมีความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งบวกหรือลบ 0.1 มม. หรือเข้มงวดกว่า
• บริการ HVAC และอาคาร: งานท่อ แผงกั้น แดมเปอร์ ตัวกระจายลม และเปลือกอุปกรณ์ ชิ้นส่วนโลหะแผ่นเหล็กชุบสังกะสีมีอิทธิพลเหนือการใช้งาน HVAC เนื่องจากต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนในกระแสอากาศชื้น โดยมีเกจมาตรฐาน 0.55 มม. ถึง 1.5 มม. สำหรับส่วนของท่อและสูงถึง 3.0 มม. สำหรับตัวเรือนอุปกรณ์
• อุปกรณ์ทางการแพทย์: โครงอุปกรณ์สร้างภาพ ถาดเครื่องมือผ่าตัด เฟอร์นิเจอร์ในโรงพยาบาล และกล่องหุ้มอุปกรณ์ ชิ้นส่วนโลหะแผ่นทางการแพทย์ต้องใช้สแตนเลส (เกรด 304 หรือ 316) ที่มีพื้นผิว Ra ต่ำกว่า 0.8 ไมครอน สำหรับพื้นผิวใดๆ ที่สัมผัสกับผู้ป่วยหรือเครื่องมือ และต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของระบบคุณภาพ ISO 13485
• การบินและอวกาศ: หนังลำตัว ซี่โครง ปีก แผงห้องโดยสาร โครงสร้างภายในอนุสาวรีย์ และฉากยึด ชิ้นส่วนโลหะแผ่นสำหรับอากาศยานใช้อะลูมิเนียมอัลลอยด์ (2024, 7075, 6061) และไทเทเนียมเป็นหลัก ซึ่งผลิตขึ้นโดยมีพิกัดความเผื่อที่แคบที่สุดในอุตสาหกรรม (บวกหรือลบ 0.05 มม. บนพื้นผิวที่พอดีวิกฤต) ภายใต้ระบบการจัดการคุณภาพที่ได้รับการรับรอง AS9100

แนวทางการออกแบบชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่คุ้มค่า

• รักษารัศมีโค้งงอขั้นต่ำ: รัศมีโค้งงอด้านในขั้นต่ำสำหรับวัสดุที่กำหนดจะอยู่ที่ประมาณ 0.5 ถึง 1.0 เท่าของความหนาของวัสดุสำหรับเหล็กเหนียว และความหนา 1.0 ถึง 2.0 เท่าสำหรับสแตนเลสและอลูมิเนียม การระบุรัศมีโค้งงอที่เล็กกว่าค่าต่ำสุดของวัสดุทำให้เกิดการแตกร้าวที่ส่วนโค้ง ทำให้ต้องใช้เกรดวัสดุที่มีราคาแพงกว่าและมีการยืดตัวที่สูงกว่า หรือต้องเปลี่ยนกระบวนการเพื่อให้ได้รูปทรง
• รักษาระยะห่างระหว่างรูถึงขอบให้สูงกว่าค่าต่ำสุด: สำหรับการเจาะรูในชิ้นส่วนโลหะแผ่น ระยะห่างขั้นต่ำจากศูนย์กลางของรูถึงขอบใดๆ หรือรูที่อยู่ติดกันควรมีอย่างน้อย 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางรู การเว้นระยะห่างที่มากขึ้นจะทำให้การเจาะบิดเบือนวัสดุระหว่างรูและขอบในระหว่างการเจาะ ทำให้เกิดเสี้ยนหรือแรงดึงของวัสดุที่ทำให้ชิ้นส่วนอ่อนแอลง
• หลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดกับขนาดที่ขึ้นรูป เว้นแต่จำเป็นตามการใช้งาน: พิกัดความเผื่อที่เพิ่มขึ้นทุกประการของชิ้นส่วนโลหะแผ่นจะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบ เพิ่มอัตราการปฏิเสธในระหว่างการผลิต และอาจต้องมีการดำเนินการขึ้นรูปเพิ่มเติมหรือการตัดเฉือนรอง ระบุพิกัดความเผื่อโดยพิจารณาจากการประกอบจริงและข้อกำหนดด้านการทำงานของชิ้นส่วน ไม่ใช่การคิดโดยทั่วไปว่า "แน่นจะดีกว่า"
• สร้างมาตรฐานความหนาของวัสดุให้กับชิ้นส่วนโลหะแผ่นทั้งหมดในชุดประกอบ: การใช้วัสดุที่มีความหนาเท่ากันสำหรับชิ้นส่วนทั้งหมดในการประกอบแบบเชื่อมหรือแบบสกรูทำให้การจัดซื้อง่ายขึ้น ลดต้นทุนการขนย้ายสินค้าคงคลัง และช่วยให้สามารถใช้เครื่องมือร่วมกันสำหรับการดำเนินการปิดผิวและขึ้นรูปในหลายส่วนได้ ในกรณีที่ต้องการความหนาที่แตกต่างกัน ให้จำกัดจำนวนเกจที่ใช้ในการประกอบชิ้นเดียวให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านโครงสร้าง

คำถามที่พบบ่อย

1. งานโลหะแผ่นคืออะไร และแตกต่างจากกระบวนการผลิตโลหะอื่นๆ อย่างไร?

งานโลหะแผ่นเป็นวินัยในการผลิตส่วนประกอบจากสต็อกแผ่นโลหะแบนซึ่งมีความหนา 0.5 มม. ถึง 6 มม. โดยใช้การตัด การขึ้นรูป การเชื่อม และการตกแต่งขั้นสุดท้าย มันแตกต่างจากกระบวนการผลิตโลหะอื่นๆ เช่น การตัดเฉือน (ซึ่งเอาวัสดุออกจากสต็อกแข็งเพื่อสร้างรูปทรงสามมิติ) การหล่อ (ซึ่งเทโลหะหลอมเหลวลงในแม่พิมพ์) และการตี (ซึ่งใช้แรงอัดบนแท่งโลหะที่ได้รับความร้อน) งานโลหะแผ่นเริ่มต้นด้วยการเก็บสต็อกแบบเรียบและเปลี่ยนรูปร่างโดยไม่ต้องเอาวัสดุที่สำคัญออก ทำให้มีประสิทธิภาพการใช้วัสดุมากกว่าการตัดเฉือนโดยธรรมชาติ ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของงานโลหะแผ่นคือความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปทรงน้ำหนักเบา แข็งแรง และซับซ้อนด้วยอัตราการผลิตที่สูงและต้นทุนที่แข่งขันได้ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การปั๊มชิ้นส่วนโลหะ การตัดด้วยเลเซอร์ และการดัดงอด้วยแรงกดเบรก

2. โลหะแผ่นถูกผลิตขึ้นอย่างไร และอะไรเป็นตัวกำหนดความทนทานต่อความหนาของโลหะแผ่น?

โลหะแผ่นผลิตโดยแผ่นเหล็กรีดร้อนที่อุณหภูมิ 1,200 องศาเซลเซียสจนถึงความหนาของคอยล์ ตามด้วยการรีดเย็นที่อุณหภูมิห้องเพื่อการควบคุมเกจที่แม่นยำและปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว ความทนทานต่อความหนาถูกกำหนดโดยอุปกรณ์โรงรีด ความหนาของเป้าหมาย และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง (ASTM A568 สำหรับการรีดร้อน, ASTM A568 และ EN 10131 สำหรับการรีดเย็น) แผ่นรีดเย็นมีความคลาดเคลื่อนบวกหรือลบ 0.02 มม. ถึง 0.05 มม. สำหรับความหนา ในขณะที่แผ่นรีดร้อนระบุที่บวกหรือลบ 0.1 มม. ถึง 0.25 มม. สำหรับการปั๊มชิ้นส่วนโลหะที่ต้องการการไหลของวัสดุที่สม่ำเสมอในการขึ้นรูปแม่พิมพ์ แนะนำให้ใช้แผ่นรีดเย็นที่มีความทนทานต่อความหนาที่แคบเสมอ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความหนาของวัสดุทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดชิ้นส่วนโดยตรงในการขึ้นรูปลึกและการดัดงอ

3. สกรูโลหะแผ่นคืออะไร และแตกต่างจากสกรูไม้หรือสกรูเครื่องจักรอย่างไร?

สกรูโลหะแผ่นเป็นสกรูเกลียวปล่อยในตัวที่มีเกลียวแข็งซึ่งออกแบบมาเพื่อตัดเป็นโลหะแผ่นขณะขับเคลื่อนผ่านรูนำที่เจาะไว้ล่วงหน้า ทำให้เกิดเกลียวคู่ในตัวมันเองโดยไม่ต้องใช้รูต๊าปหรือน็อต สกรูไม้มีเกลียวที่หยาบกว่าและมีระยะห่างกันมากขึ้น และมีตัวเรียวที่ออกแบบมาเพื่อบีบอัดเส้นใยไม้และยึดเกาะโดยการเสียดสี สกรูเครื่องจักรมีเกลียวที่แม่นยำซึ่งออกแบบมาเพื่อจับคู่กับรูเกลียวหรือน็อตที่เกลียวไว้ล่วงหน้าที่ระยะพิทช์ที่กำหนด และไม่ก่อให้เกิดเกลียวในวัสดุพิมพ์ ข้อแตกต่างในทางปฏิบัติที่สำคัญคือสกรูโลหะแผ่นต้องการเพียงรูเจาะที่แผ่นด้านบนและรูนำที่เล็กกว่าเล็กน้อยที่แผ่นด้านล่าง ในขณะที่สกรูเครื่องจักรต้องใช้เกลียวเกลียวในแผ่นด้านล่างหรือน็อตที่ด้านหลัง

4. ตัดแผ่นโลหะยังไงให้ตรงโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพง?

สำหรับวิธีตัดโลหะแผ่นตรงๆ โดยไม่ต้องใช้แรงเฉือนแบบตั้งโต๊ะ วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการยึดเหล็กเส้นตรงหรือเหล็กฉากเข้ากับแผ่นให้แน่นที่ระยะเยื้องของเส้นตัด จากนั้นใช้เลื่อยวงเดือนที่มีใบมีดคาร์ไบด์เกรดโลหะติดกับตัวนำทาง สำหรับแผ่นที่มีความหนาต่ำกว่า 1.5 มม. กรรไกรตัดการบินแบบตัดตรง (ด้ามจับสีเหลือง) ตามแนวเส้นที่ทำเครื่องหมายไว้ จะทำให้ได้การตัดแบบตรงที่ยอมรับได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือไฟฟ้า สำหรับการตัดอะลูมิเนียมแบบบางแบบตรงที่แม่นยำ (ต่ำกว่า 2 มม.) มีดยูทิลิตี้คมที่กรีด 3 ถึง 5 ครั้งตามแนวตรงสามารถช่วยให้กรีดแผ่นตามแนวรอยกรีดได้อย่างหมดจด คล้ายกับการกรีดและกรีดกระจก

5. จะเจาะรูโลหะเพื่อเข้าท่อร้อยสายไฟฟ้าเข้าไปในตู้ได้อย่างไร?

สำหรับการตัดรูเข้าท่อร้อยสายในตู้โลหะแผ่น ชุดเจาะน็อคเอาท์คือเครื่องมือมาตรฐานระดับมืออาชีพ เนื่องจากจะทำให้รูที่สะอาดและไม่มีเสี้ยนที่เส้นผ่านศูนย์กลางที่แม่นยำซึ่งจำเป็นสำหรับการติดตั้งท่อร้อยสายโดยไม่ทำให้แผงตู้บิดเบี้ยว สำหรับรูเดี่ยวหรือในกรณีที่ไม่มีชุดอุปกรณ์น็อคเอาท์ ดอกสว่านแบบขั้นบันไดสามารถสร้างรูสะอาดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 30 มม. ในแผ่นที่มีความหนาสูงสุด 3 มม. สำหรับรูท่อร้อยสายขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 50 มม. เลื่อยเจาะรูที่มีขนาดถูกต้องจะสร้างช่องเปิดที่ต้องการ ลบเสี้ยนขอบรูทุกครั้งหลังการตัด โดยไม่คำนึงถึงวิธีการใช้ เพื่อป้องกันฉนวนสายไฟท่อร้อยสายจากการเสียดสีที่จุดเริ่มต้น และเพื่อป้องกันการบาดเจ็บระหว่างการติดตั้ง

6. อะไรคือความแตกต่างระหว่างการปั๊มชิ้นส่วนโลหะและชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่ตัดด้วยเลเซอร์?

การปั๊มชิ้นส่วนโลหะใช้แม่พิมพ์และหมัดชุบแข็งเพื่อสร้างรูปทรงที่สมบูรณ์ของชิ้นส่วนไปพร้อมๆ กันในการกดครั้งเดียวหรือหลายขั้นตอนด้วยความเร็วสูงมาก (20 ถึง 400 ชิ้นส่วนต่อนาที) โดยมีต้นทุนเครื่องมือ 2,000 ถึง 500,000 เหรียญสหรัฐ ขึ้นอยู่กับความซับซ้อน ชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่ตัดด้วยเลเซอร์ผลิตโดยเครื่องตัดเลเซอร์ CNC ที่ตัดโครงร่างของชิ้นส่วนและคุณสมบัติภายในจากแผ่นเรียบโดยใช้ลำแสงเลเซอร์แบบโฟกัส โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ (โปรแกรมชิ้นงานเขียนด้วยซอฟต์แวร์) แต่ผลิตชิ้นส่วนด้วยความเร็วที่ช้าลง (1 ถึง 20 ชิ้นส่วนต่อนาทีสำหรับโปรไฟล์ที่ซับซ้อน) การตัดด้วยเลเซอร์มีความเหนือกว่าในเชิงเศรษฐกิจสำหรับปริมาณน้อยถึงปานกลาง (ต่ำกว่า 5,000 ชิ้น) และสำหรับโปรไฟล์ที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้เครื่องมือแบบก้าวหน้าที่มีราคาแพง การปั๊มขึ้นรูปมีความเหนือกว่าในเชิงเศรษฐกิจมากกว่า 5,000 ชิ้นต่อปี โดยที่ต้นทุนเครื่องมือจะตัดจำหน่ายเหลือเพียงเศษสตางค์ต่อชิ้น

7. ฉันควรใช้รูนำขนาดใดกับสกรูโลหะแผ่นเบอร์ 10 ในเหล็กอ่อน 1.5 มม.

สำหรับสกรูโลหะแผ่นเบอร์ 10 (เส้นผ่านศูนย์กลางหลัก 4.8 มม.) ในเหล็กอ่อน 1.5 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางรูนำที่แนะนำคือ 4.0 มม. ขนาดที่ต่ำกว่านี้ให้วัสดุเพียงพอสำหรับเกลียวสกรูในการตัดเกลียวผสมพันธุ์ที่ปลอดภัยในผนังรูนำ โดยไม่ต้องใช้แรงบิดในการขับเคลื่อนมากเกินไปจนอาจทำให้เกลียวหรือหลุดออกจากช่องของไดรฟ์ หากรูนำมีขนาดใหญ่เกินไป (สูงกว่า 4.3 มม. สำหรับสกรูหมายเลข 10 ในเหล็ก) การยึดเกลียวจะไม่เพียงพอ และสกรูจะดึงออกมาด้วยแรงที่ต่ำกว่าพิกัด หากรูนำมีขนาดเล็กเกินไป (ต่ำกว่า 3.7 มม.) แรงบิดในการขับจะมากเกินไป และช่องขับหัวสกรูอาจหลุดออกก่อนที่สกรูจะเข้าที่จนสุด

8. การปั๊มชิ้นส่วนโลหะสามารถผลิตเกลียวหรือเฉพาะรูปทรงแบนและขึ้นรูปได้หรือไม่?

การปั๊มชิ้นส่วนโลหะสามารถสร้างคุณสมบัติเกลียวได้ผ่านการขึ้นรูปเกลียวในแม่พิมพ์ รูที่อัดออกมา (หรือที่เรียกว่าหน้าแปลนหรือรูที่อัดออกมา) จะถูกผลิตขึ้นในแม่พิมพ์ปั๊มด้วยการเจาะแบบเจาะ ตามด้วยการเจาะแบบจับเจ่าที่จะดึงส่วนคอของวัสดุขึ้นไปรอบๆ รูที่เจาะ ซึ่งจะทำให้ความหนาของวัสดุที่เส้นรอบวงของรูเพิ่มขึ้นจากความหนาของแผ่นหนึ่งเป็น 2 ถึง 3 เท่าของความหนาของแผ่น จากนั้นจึงขันปลอกสวมนี้ด้วยก๊อกขึ้นรูปเพื่อสร้างเกลียวภายในที่รับน้ำหนักในชิ้นส่วนโลหะแผ่น โดยไม่จำเป็นต้องใช้น็อตหรือน็อตเชื่อมแยกต่างหาก รูเจาะและอัดรีดในแผ่นเหล็กรีดเย็นขนาด 1.5 มม. โดยใช้เกลียว M5 ให้การยึดเกลียวที่ 3 ถึง 4 มม. ซึ่งเพียงพอสำหรับการโหลดสกรูเครื่องจักรมาตรฐานในส่วนประกอบงานเบาถึงงานปานกลาง

9. มีตัวเลือกการตกแต่งพื้นผิวอะไรบ้างสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นหลังการผลิต?

ชิ้นส่วนโลหะแผ่นสามารถเสร็จได้ด้วยกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับความต้านทานการกัดกร่อน ลักษณะ และคุณสมบัติการทำงานที่ต้องการ ตัวเลือกการตกแต่งทั่วไป ได้แก่: การเคลือบผง (การใช้ผงเทอร์โมเซตติงโพลีเมอร์แบบไฟฟ้าสถิต โดยให้การเคลือบป้องกันและการตกแต่งในทุกสีขนาด 60 ถึง 120 ไมครอน); การพ่นสีแบบเปียก (ต้นทุนทุนต่ำกว่าการเคลือบด้วยสีฝุ่น แต่โดยทั่วไปแล้วฟิล์มจะบางกว่าและมีความทนทานต่ำกว่า) การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นเหล็กที่ต้องการอายุการใช้งานกลางแจ้งที่ยาวนานโดยไม่ต้องบำรุงรักษา) อโนไดซ์ (สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นอลูมิเนียมที่สร้างชั้นออกไซด์ที่แข็งและทนทานต่อการสึกหรอซึ่งสามารถใสหรือย้อมสีได้) การชุบด้วยไฟฟ้า (การชุบสังกะสี นิกเกิล หรือโครเมียม เพื่อป้องกันการกัดกร่อนหรือค่าการนำไฟฟ้าโดยเฉพาะ) และการขัดเงาด้วยไฟฟ้า (สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นสแตนเลสที่ต้องการความเรียบของพื้นผิวสูงสุดสำหรับการใช้งานด้านสุขอนามัยหรือการมองเห็น)

10. ฉันจะระบุเกจที่ถูกต้องสำหรับการออกแบบชิ้นส่วนโลหะแผ่นของฉันได้อย่างไร

การเลือกเกจ (ความหนา) ที่ถูกต้องสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นต้องอาศัยความสมดุลของความแข็งของโครงสร้าง ความสามารถในการรับน้ำหนัก น้ำหนัก และต้นทุน จุดเริ่มต้น: สำหรับเปลือกและฝาปิดสำหรับงานเบาที่ไม่มีข้อกำหนดการรับน้ำหนักทางโครงสร้าง เหล็กแผ่นรีดเย็น 0.8 มม. ถึง 1.2 มม. ถือเป็นมาตรฐาน สำหรับฉากยึดและโครงโครงสร้างที่รับน้ำหนักได้ปานกลาง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1.5 มม. ถึง 2.5 มม. สำหรับการใช้งานโครงสร้างหนักในเหล็กเหนียว 3.0 มม. ถึง 6.0 มม. เหมาะสม สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นอะลูมิเนียม ให้เพิ่มเกจประมาณ 40% ถึง 50% เมื่อเทียบกับเกจเหล็กที่เทียบเท่าเพื่อให้ได้ความแข็งใกล้เคียงกัน เนื่องจากโมดูลัสยืดหยุ่นของอะลูมิเนียม (70 GPa) มีค่าประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก (200 GPa) ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้ส่วนอะลูมิเนียมที่หนาขึ้นเพื่อให้เกิดการโก่งตัวเดียวกันภายใต้ภาระ ตรวจสอบการเลือกเกจทุกครั้งโดยการคำนวณการโก่งตัวหรือความเค้นในกรณีโหลดวิกฤตโดยใช้สูตรลำแสงหรือเพลทมาตรฐานก่อนปล่อยการออกแบบเพื่อการผลิต