อธิบายกระบวนการดัด: เครื่องดัดสปริงทำงานอย่างไร

กระบวนการดัด: คำตอบโดยตรงก่อนรายละเอียด

กระบวนการดัดงอคือการขึ้นรูปโลหะที่ใช้แรงควบคุมกับชิ้นงานจนกระทั่งชิ้นงานเกิดการบิดตัวเป็นพลาสติกรอบๆ แม่พิมพ์ แมนเดรล หรือลูกกลิ้ง ทำให้รูปร่างเปลี่ยนโดยไม่ต้องตัดวัสดุออก คำตอบสั้นๆ ก็คือ: งานดัดงอได้เนื่องจากโลหะมีโซนยืดหยุ่นและโซนพลาสติก และการโค้งงอสำเร็จทุกครั้งนั้นขึ้นอยู่กับการดันวัสดุเกินขีดจำกัดยางยืดให้ไกลพอที่จะคงรูปร่างใหม่ไว้ได้เมื่อโหลดถูกถอดออก หรือที่เรียกว่าสปริงแบ็ค เครื่องดัดสปริงเป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเพื่อควบคุมการเปลี่ยนแปลงที่แน่นอนของคอยล์สปริง ทอร์ชั่นสปริง และรูปแบบลวด โดยใช้เครื่องมือหมุน หมุด และแกนที่ขับเคลื่อนด้วย CNC เพื่อทำซ้ำการโค้งงอเดิมหลายพันครั้งโดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลย ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะแจกแจงรายละเอียดว่ากระบวนการนั้นเกิดขึ้นจริงในโรงงานอย่างไร สิ่งที่แยกเครื่องดัดสปริงที่ดีออกจากเครื่องธรรมดา และวิธีการรักษามุมโค้งงอให้สม่ำเสมอตลอดการดำเนินการผลิตทั้งหมด

สิ่งที่เกิดขึ้นจริงในกระบวนการดัดงอ

การดัดไม่ใช่การกระทำเพียงครั้งเดียว มันเป็นลำดับของเหตุการณ์ทางกลที่เกิดขึ้นในเสี้ยววินาที และการทำความเข้าใจในแต่ละขั้นตอนจะอธิบายได้ว่าทำไมโค้งบางอันจึงแตก บางบางเด้งกลับไกลเกินไป และบางอันมีมุมที่สมบูรณ์แบบทุกครั้ง

ขั้นที่ 1: การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น

เมื่อออกแรงกับลวดหรือแผ่นเป็นครั้งแรก วัสดุจะยืดหรือบีบอัดภายในช่วงยืดหยุ่น หากนำน้ำหนักออก ณ จุดนี้ โลหะก็จะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมโดยสมบูรณ์ ยังไม่มีการโค้งงอถาวรเกิดขึ้น

ขั้นที่ 2: การเปลี่ยนรูปพลาสติก

เมื่อแรงเพิ่มขึ้นเลยจุดคราก เส้นใยด้านนอกของส่วนโค้งจะยืดออกอย่างถาวรในขณะที่เส้นใยด้านในถูกบีบอัด นี่คือช่วงเวลาจริงที่กระบวนการดัดโค้งทำให้เกิดรูปร่างที่คงทน และแกนกลางซึ่งเป็นเส้นภายในวัสดุที่ไม่ยืดหรือบีบอัด จะเลื่อนไปทางรัศมีด้านในเล็กน้อยเมื่อโค้งงอแน่นขึ้น

ขั้นที่ 3: สปริงแบ็ค

เมื่อเครื่องมือปล่อยวัสดุออกมา พลังงานยืดหยุ่นที่สะสมไว้จะทำให้ส่วนโค้งงอเล็กน้อยไปยังรูปร่างดั้งเดิม เครื่องดัดสปริงจะชดเชยสิ่งนี้โดยการโค้งงอเกินจำนวนที่คำนวณได้ โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 2 ถึง 8 องศา ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ความต้านทานแรงดึง และสภาวะการรักษาความร้อน

ค่าเผื่อการสปริงกลับโดยทั่วไปตามวัสดุลวดระหว่างการทำงานของเครื่องดัดสปริงทั่วไป
วัสดุ	ความต้านทานแรงดึงโดยทั่วไป	สปริงแบ็คเฉลี่ย
เหล็กสปริงคาร์บอนสูง	1900 ถึง 2200 เมกะปาสคาล	5 ถึง 8 องศา
สแตนเลส 302 หรือ 304	1300 ถึง 1600 เมกะปาสคาล	3 ถึง 6 องศา
สายดนตรี ASTM A228	2200 ถึง 2500 เมกะปาสคาล	6 ถึง 9 องศา
ฟอสเฟอร์สีบรอนซ์	700 ถึง 900 เมกะปาสคาล	2 ถึง 4 องศา

วิธี A เครื่องดัดสปริง ดำเนินการ A Bend Cycle

เครื่องดัดสปริง CNC สมัยใหม่แบ่งวงจรการโค้งงอเดี่ยวให้เป็นลำดับที่ทำซ้ำได้ แต่ละขั้นตอนได้รับการตั้งโปรแกรมไว้เป็นการเคลื่อนที่ของแกน และตัวควบคุมจะซิงโครไนซ์การป้อนลวด การหมุน และการมีส่วนร่วมของเครื่องมือ เพื่อให้วงจรทั้งหมดเสร็จสิ้นภายในเสี้ยววินาทีสำหรับรูปแบบที่เรียบง่าย

ป้อนลวด: ชุดลูกกลิ้งที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวจะดึงลวดจากขดลวดหรือแกนม้วนผ่านม้วนยืดผมตามความยาวที่ตั้งโปรแกรมไว้ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความแม่นยำไม่เกิน 0.05 มิลลิเมตร
การยืดผม: ขั้นตอนลูกกลิ้งหลายขั้นตอนจะขจัดหน่วยความจำคอยล์เพื่อให้ลวดเข้าสู่หัวดัดตรงอย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากความโค้งที่หลงเหลืออยู่จะทำให้ความสามารถในการทำซ้ำของมุมโค้งงอลดลง
ตำแหน่ง: หัวดัดซึ่งติดตั้งบนแกน X และ Y จะเลื่อนหมุดโค้งหรือปากกาขนนกไปยังพิกัดที่แน่นอนซึ่งจะต้องเกิดการโค้งงอตามความยาวของสายไฟ
การดำเนินการโค้งงอ: เครื่องมือหมุนหรือหมุดงอจะกวาดผ่านมุมที่ตั้งโปรแกรมไว้ โดยสร้างเส้นลวดรอบๆ หมุดตรงกลางที่ตายตัวในขณะที่ตัวนำลวดช่วยยึดวัสดุไว้กับที่
กลับและรีเซ็ต: เครื่องมือดัดจะหดกลับ เปลี่ยนตำแหน่งส่วนหัวสำหรับคุณสมบัติถัดไป และวนซ้ำจนกว่ารูปทรงของชิ้นส่วนทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นขาสปริงบิด ตะขอสปริงอัด หรือโครงยึดลวดที่ขึ้นรูปจะเสร็จสมบูรณ์
ตัดออก: เครื่องตัดแบบเฉือนหรือแบบโรตารี่จะแยกชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วออกจากสต็อกคอยล์ และรอบถัดไปจะเริ่มขึ้นทันที

ประเภทของกระบวนการดัดเมื่อเปรียบเทียบกับงานเครื่องดัดสปริง

การดัดงอแต่ละครั้งไม่ได้ใช้อุปกรณ์หรือฟิสิกส์แบบเดียวกัน การทำความเข้าใจว่าเครื่องดัดสปริงเหมาะสมกับตำแหน่งใดเมื่อเทียบกับการดัดโลหะแผ่น ช่วยให้ผู้ซื้อหลีกเลี่ยงการสั่งเครื่องมือที่ไม่ถูกต้องสำหรับงานได้

กดเบรกดัด

การดัดเบรกด้วยแรงกดจะสร้างแผ่นเรียบหรือแผ่นระหว่างหมัดและแม่พิมพ์ ทำให้เกิดเส้นโค้งเส้นตรงเส้นเดียวต่อจังหวะ เหมาะกับแผง ฉากยึด และเปลือกหุ้ม มากกว่ารูปแบบลวดหรือแท่งกลม

การดัดม้วน

การดัดโค้งจะส่งวัสดุผ่านลูกกลิ้งสามหรือสี่ลูกกลิ้งเพื่อสร้างเส้นโค้งรัศมีขนาดใหญ่ ซึ่งมักใช้สำหรับกระบอกสูบ ถัง และส่วนโค้งของโครงสร้าง แทนที่จะเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่มีความแม่นยำแน่นหนา

การดัดแบบโรตารี่

ท่อหรือท่อแคลมป์ดัดงอแบบหมุนกับดายที่มีรัศมีคงที่แล้วหมุนไปรอบๆ ดายนั้น ทำให้เกิดการโค้งงอในรัศมีที่แคบโดยผนังบางน้อยที่สุด ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตท่อไอเสียรถยนต์และโรลเคจ

การขึ้นรูปสปริงและลวด

เครื่องดัดสปริง ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเครื่องขึ้นรูปลวด CNC จะจัดการกับสต็อกลวดกลมที่บางกว่าที่อัตรารอบสูง ทำให้เกิดสปริงบิด ตะขอสปริงอัด ห่วงสปริงขยาย และรูปแบบลวดแบบกำหนดเองที่มีการโค้งงอหลายส่วนต่อชิ้นส่วน แทนที่จะโค้งงอยาวตรงเพียงครั้งเดียว

การม้วนขดลวดเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องแต่แตกต่าง

ขดลวดพันขดลวดรอบๆ แกนหมุนเพื่อสร้างโครงของสปริงอัดหรือสปริงต่อ และมักจะจับคู่กับการดัดด้วยเครื่องจักรเดียวกันเมื่อชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วนั้นต้องการทั้งตัวขดและตะขอหรือขาที่ขึ้นรูปแล้ว สำหรับเครื่องม้วนและดัดแบบผสมผสาน ระบบป้อนลวดและยืดตรงแบบเดียวกันจะทำหน้าที่ทั้งสองฟังก์ชัน โดยมีเครื่องมือพิทช์แยกต่างหากเพื่อควบคุมมุมเกลียวในระหว่างขั้นตอนการม้วนก่อนที่หัวดัดจะเข้ามาสร้างส่วนปลาย

การขึ้นรูปสี่สไลด์สำหรับชิ้นส่วนลวดที่ซับซ้อน

เครื่องสไลด์สี่เครื่องเพิ่มเครื่องมือขึ้นรูปแนวนอนที่เข้าใกล้เส้นลวดจากหลายทิศทาง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับชิ้นส่วนที่รวมการดัด การม้วน และการทำให้แบนในรอบเดียว เครื่องจักรเหล่านี้อยู่ที่ปลายด้านบนของความซับซ้อนในการขึ้นรูปลวด และโดยทั่วไปจะปรับต้นทุนให้เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถผลิตด้วยเครื่องดัดสปริงแบบสองแกนหรือสี่แกนมาตรฐานได้

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่ควรตรวจสอบก่อนซื้อเครื่องดัดสปริง

เอกสารข้อมูลจำเพาะจากผู้ผลิตหลายรายไม่ได้นำเสนอในลักษณะเดียวกันเสมอไป ดังนั้นจึงควรทราบว่าตัวเลขใดที่ทำนายประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างแท้จริง แทนที่จะเพียงเปรียบเทียบข้อความพาดหัวข่าว

หมวดหมู่ข้อมูลจำเพาะที่ส่งผลต่อผลผลิตจริงของเครื่องจักรดัดสปริงมากที่สุด
ข้อมูลจำเพาะ	ช่วงทั่วไป	ทำไมมันถึงสำคัญ
ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางลวด	0.1 ถึง 8 มิลลิเมตร	ตั้งค่าตระกูลผลิตภัณฑ์ที่เครื่องสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องปรับแต่งเส้นทางป้อนทั้งหมด
จำนวนแกนควบคุม	4 ถึง 12	กำหนดจำนวนทิศทางการโค้งงอและสถานีเครื่องมือที่สามารถดำเนินการได้ในรอบเดียว
ความเร็วฟีดสูงสุด	200 ถึง 600 เมตรต่อนาที	บันทึกส่วนทางทฤษฎีต่อนาทีโดยตรงสำหรับเรขาคณิตอย่างง่าย
ความเร็วในการหมุนของหัวโค้ง	300 ถึง 1,000 องศาต่อวินาที	ส่งผลต่อรอบเวลาของชิ้นส่วนที่มีการโค้งงอเล็กๆ จำนวนมาก แทนที่จะเป็นการโค้งงอขนาดใหญ่เพียงครั้งเดียว
หน่วยความจำหรือพื้นที่จัดเก็บโปรแกรม	จัดเก็บโปรแกรมได้ 50 ถึง 500 รายการ	เกี่ยวข้องกับร้านค้าที่ใช้หมายเลขชิ้นส่วนที่แตกต่างกันจำนวนมากและมีการเปลี่ยนบ่อยครั้ง
ทำซ้ำความแม่นยำของตำแหน่ง	0.01 ถึง 0.05 มิลลิเมตร	คาดการณ์ว่าเครื่องจักรจะทนทานต่อขนาดได้มากเพียงใดในระยะยาว

ผู้ซื้อที่กำลังประเมินเครื่องดัดสปริงสำหรับกลุ่มชิ้นส่วนเฉพาะควรขอตัวอย่างการทำงานบนชุดสายไฟของตนเองทุกครั้งที่เป็นไปได้ ข้อมูลจำเพาะที่เผยแพร่จะอธิบายถึงเพดานทางทฤษฎีของเครื่อง แต่ประสิทธิภาพที่แท้จริงนั้นขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างเครื่องจักร โลหะผสมเฉพาะ การควบคุมอุณหภูมิ และชุดคอยล์ของสายไฟที่ใช้งาน และเครื่องมือที่เลือกสำหรับงานนั้น

ส่วนประกอบสำคัญที่กำหนดความแม่นยำของเครื่องดัดสปริง

ความแม่นยำของเครื่องดัดสปริงใดๆ ก็ตามลดลงเหลือเพียง 5 ระบบย่อยที่ทำงานประสานกัน แทนที่จะเป็นเพียงชิ้นส่วนใดๆ เลย จุดอ่อนในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งเหล่านี้จะปรากฏขึ้นทันทีเนื่องจากมุมโค้งงอที่ไม่สอดคล้องกันหรือชิ้นส่วนถูกปฏิเสธ

จำนวนแกนเซอร์โว: เครื่องจักรระดับเริ่มต้นใช้งาน 4 ถึง 6 แกน ในขณะที่เครื่องหลายหัวขั้นสูงรัน 8 ถึง 12 แกนเพื่อสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนในการผ่านครั้งเดียวโดยไม่ต้องเปลี่ยนตำแหน่งสายไฟ
คุณภาพม้วนยืดผม: ลูกกลิ้งกราวด์ที่แข็งและแม่นยำจะขจัดชุดคอยล์อย่างสม่ำเสมอ ลูกกลิ้งที่สึกหรอจะทำให้เกิดส่วนโค้งเล็กน้อยซึ่งทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของมุมบนส่วนที่ยาว
เครื่องมือสลักโค้ง: หมุดโค้งงอของเหล็กกล้าเครื่องมือหรือคาร์ไบด์ทนทานต่อการสึกหรอจากการเสียดสีซ้ำๆ การสึกหรอของพินที่เล็กเพียง 0.1 มิลลิเมตรสามารถเปลี่ยนรัศมีการโค้งงอได้มากพอที่จะไม่ผ่านการตรวจสอบความทนทาน
ความละเอียดของตัวควบคุม: ความละเอียดของตัวเข้ารหัสของตัวควบคุม CNC จะตั้งค่าการเพิ่มมุมที่ดีที่สุดที่เครื่องสามารถจับได้ โดยทั่วไปคือ 0.01 องศาในยูนิตสมัยใหม่
การสอบเทียบฟีดลวด: ความแม่นยำของความยาวฟีดจะกำหนดความแม่นยำของตำแหน่งโค้งโดยตรง เนื่องจากพิกัดโค้งทุกจุดจะวัดจากจุดอ้างอิงฟีด

คุณสมบัติของวัสดุลวดเปลี่ยนกระบวนการดัดอย่างไร

โปรแกรมการโค้งงอแบบเดียวกันนี้ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันบนวัสดุลวดที่แตกต่างกัน เนื่องจากกระบวนการดัดงอนั้นควบคุมโดยโลหะวิทยาพอๆ กับรูปทรงของเครื่องจักร การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน และการทำความเข้าใจว่าวัสดุนั้นมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้หัวโค้งงอ จะช่วยป้องกันปัญหาในการผลิตจำนวนมากก่อนที่จะเริ่มดำเนินการ

เหล็กสปริงคาร์บอนสูง

เหล็กสปริงคาร์บอนสูงมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อต้นทุนสูงสุดในบรรดาวัสดุลวดสปริงทั่วไป และเป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับสปริงบิด แรงอัด และสปริงขยายทั่วไป ต้องใช้แรงดัดงอที่สูงกว่าและค่าเผื่อการสปริงกลับที่มากกว่าโลหะผสมที่อ่อนกว่า และโดยทั่วไปแล้วจะได้รับประโยชน์จากการบำบัดความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดหลังจากการขึ้นรูปเพื่อรักษารูปร่างที่เสร็จแล้วให้คงตัว

ลวดสแตนเลส

ลวดสแตนเลส โดยทั่วไปเกรด 302 หรือ 304 มีความแข็งแรงแลกกับความต้านทานการกัดกร่อน และเลือกไว้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องสัมผัสกับความชื้น สารเคมี หรือสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับอาหาร โดยจะแข็งตัวได้เร็วกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนในระหว่างการขึ้นรูป ดังนั้นลำดับการโค้งงอที่เกี่ยวข้องกับการโค้งงอที่มีรัศมีแคบหลายจุดในตำแหน่งเดียวกันจึงต้องได้รับการตั้งโปรแกรมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าว

มิวสิคไวร์

ลวดดนตรีหรือที่เรียกว่าลวดเปียโนเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนสูงที่ดึงขึ้นมาเพื่อให้มีความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่แคบมากและมีความต้านทานแรงดึงที่สูงมาก ทำให้เป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับสปริงที่มีความแม่นยำขนาดเล็กซึ่งแรงที่สม่ำเสมอมีความสำคัญมากกว่าขนาดดิบ ความแข็งแรงสูงหมายความว่าเครื่องดัดสปริงต้องใช้การชดเชยการโค้งงอมากขึ้นเพื่อให้เข้ามุมเป้าหมาย

สารเรืองแสงสีบรอนซ์และทองแดงเบริลเลียม

ฟอสเฟอร์บรอนซ์และทองแดงเบริลเลียมถูกเลือกเมื่อต้องการการนำไฟฟ้าควบคู่ไปกับคุณสมบัติของสปริง ซึ่งพบได้ทั่วไปในสปริงหน้าสัมผัสแบบอิเล็กทรอนิกส์และคลิปตัวเชื่อมต่อ วัสดุเหล่านี้มีความอ่อนกว่าโลหะผสมเหล็ก โค้งงอได้โดยใช้แรงที่ต่ำกว่า และมีการสปริงกลับน้อยกว่า ซึ่งโดยทั่วไปจะทำให้สามารถยึดพิกัดความเผื่อแน่นได้ง่ายขึ้น แต่มีแนวโน้มที่จะเซ็ตตัวถาวรภายใต้ภาระที่ต่อเนื่องหากมีแรงกดมากเกินไป

การเขียนโปรแกรมและซอฟต์แวร์เบื้องหลังการทำงานของเครื่องดัดสปริงสมัยใหม่

การเขียนโปรแกรมได้เปลี่ยนจากการสอนแบบแมนนวลไปสู่เวิร์กโฟลว์ที่ขับเคลื่อนด้วย CAD และเลเยอร์ซอฟต์แวร์ในปัจจุบันมีบทบาทอย่างมากต่อประสิทธิภาพการผลิตพอๆ กับตัวฮาร์ดแวร์เชิงกล

คู่มือการสอนในการเขียนโปรแกรม

วิธีการตั้งโปรแกรมที่เก่าแก่ที่สุดคือการให้ผู้ปฏิบัติงานก้าวผ่านแต่ละแกนที่แผงควบคุมเครื่องจักร โดยบันทึกแต่ละตำแหน่งเมื่อได้รับการยืนยันว่าถูกต้อง วิธีนี้ใช้ได้กับชิ้นส่วนธรรมดา แต่จะช้าและเกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายเมื่อจำนวนการโค้งงอเพิ่มขึ้น

การเขียนโปรแกรม CAD ออฟไลน์

ซอฟต์แวร์เครื่องดัดสปริงสมัยใหม่ยอมรับการวาดแบบ 2D หรือ 3D ของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว และคำนวณการเคลื่อนที่ของแกน ลำดับการโค้งงอ และเวลารอบโดยประมาณก่อนที่โปรแกรมจะสัมผัสกับเครื่องจักรโดยอัตโนมัติ ช่วยให้ทีมวิศวกรตรวจสอบการออกแบบและประเมินความต้องการเครื่องมือได้โดยไม่ต้องเสียเวลาในโรงงาน

การจำลองและการตรวจสอบการชนกัน

แพ็คเกจการเขียนโปรแกรมขั้นสูงจำลองลำดับการโค้งงอแบบเต็มในซอฟต์แวร์ โดยทำเครื่องหมายจุดใดๆ ที่เส้นลวด เครื่องมือ หรือรูปทรงของหัวโค้งงอจะชนกันก่อนที่โปรแกรมจะทำงานบนเครื่องจักรจริง ขั้นตอนนี้ช่วยลดความเสียหายของเครื่องมือและลดเวลาการตั้งค่าได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับการตรวจสอบด้วยตนเองเพียงอย่างเดียว

ไลบรารีโปรแกรมและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

ร้านค้าที่ใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมสูงจะได้รับประโยชน์จากคลังโปรแกรมที่สามารถค้นหาได้ เนื่องจากโปรแกรม Bend ที่ได้รับการตรวจสอบก่อนหน้านี้สามารถเรียกคืนได้ภายในไม่กี่วินาที แทนที่จะตั้งโปรแกรมใหม่ตั้งแต่ต้น ซึ่งจะลดเวลาการเปลี่ยนแปลงจากชั่วโมงเหลือเพียงนาทีในการสั่งซื้อซ้ำ

กระบวนการทีละขั้นตอนของการดัดสปริงทอร์ชั่นบนเครื่อง CNC

เพื่อให้กระบวนการเป็นรูปธรรม ต่อไปนี้คือวิธีการโค้งงอขาสปริงแบบทอร์ชั่นทั่วไปตั้งแต่ลวดดิบไปจนถึงชิ้นงานสำเร็จรูปบนเครื่องดัดสปริง CNC

ขั้นตอนที่ 1: ตั้งโปรแกรมเรขาคณิต

ผู้ปฏิบัติงานหรือโปรแกรมเมอร์ป้อนความยาวขา มุมโค้งงอ ความยาวตัวคอยล์ และเส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟลงในอินเทอร์เฟซ CNC ไม่ว่าจะผ่านการป้อนข้อมูลด้วยตนเองหรือการนำเข้า CAD

ขั้นตอนที่ 2: ตั้งค่าเครื่องมือ

เส้นผ่านศูนย์กลางของหมุดโค้งงอที่ถูกต้องถูกเลือกให้ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของสปริง เนื่องจากหมุดจะควบคุมรัศมีของตัวขดและขาที่ขึ้นรูปใดๆ

ขั้นตอนที่ 3: การยืนยันการทดลองรัน

รอบเครื่องจักรที่ความเร็วลดลงโดยไม่ต้องตัดชิ้นส่วนออก เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถยืนยันได้ว่าเส้นทางเครื่องมือเคลียร์อุปกรณ์จับยึดทั้งหมดก่อนที่ความเร็วในการผลิตจะเริ่มต้นเต็มที่

ขั้นตอนที่ 4: การตรวจสอบบทความครั้งแรก

ชิ้นงานแรกที่เสร็จสมบูรณ์จะวัดโดยเทียบกับความทนทานต่อการวาด โดยทั่วไปจะบวกหรือลบ 2 องศาสำหรับมุมขา และบวกหรือลบ 0.1 มิลลิเมตรสำหรับความยาวขา ก่อนที่การวิ่งจะดำเนินต่อไป

ขั้นตอนที่ 5: การดำเนินการผลิต

เมื่อได้รับการอนุมัติแล้ว เครื่องดัดสปริงจะทำงานอย่างต่อเนื่อง โดยมักจะผลิตชิ้นส่วนได้ 60 ถึง 200 ชิ้นต่อนาที ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดและความซับซ้อนของรูปทรง

การเลือกระหว่างตัวเลือกเครื่องดัดสปริงแบบแมนนวล, กึ่งอัตโนมัติ และ CNC

การเปรียบเทียบประเภทเครื่องดัดสปริงตามความสามารถและกรณีการใช้งานทั่วไป
ประเภทเครื่อง	การทำซ้ำ	ปริมาณที่เหมาะสมที่สุด
จิ๊กดัดด้วยมือ	ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงาน	ต้นแบบหรือต่ำกว่า 50 ชิ้น
เครื่องดัดกึ่งอัตโนมัติ	ปานกลาง ควบคุมการใช้เครื่องมือได้	ชุดเล็ก 50 ถึง 5,000 ชิ้น
เครื่องดัดสปริง CNC	สูง ควบคุมโปรแกรมได้	การผลิตดำเนินไปมากกว่า 5,000 ชิ้น

ผู้ซื้อควรจับคู่ประเภทเครื่องจักรกับปริมาณการสั่งซื้อจริง แทนที่จะเลือกตัวเลือกขั้นสูงสุดโดยอัตโนมัติ เครื่องดัดสปริง CNC จะจ่ายเองเมื่อประหยัดเวลาในการเปลี่ยนและการลดอัตราการปฏิเสธจะชดเชยต้นทุนล่วงหน้าที่สูงขึ้นเท่านั้น ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นที่ไหนสักแห่งระหว่าง 3,000 ถึง 8,000 ชิ้นต่อหมายเลขชิ้นส่วน ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นส่วน

ข้อบกพร่องทั่วไปในกระบวนการดัดงอและวิธีป้องกัน

การแคร็กที่รัศมีโค้ง

การแตกร้าวเกิดขึ้นเมื่อรัศมีโค้งงอแน่นเกินไปเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด หรือเมื่อวัสดุแข็งตัวจากการขึ้นรูปครั้งก่อน การเพิ่มรัศมีการโค้งงอหรือการอบอ่อนของวัสดุก่อนการดัดงอจะช่วยแก้ปัญหาการแตกร้าวส่วนใหญ่ได้

มุมโค้งงอไม่สม่ำเสมอ

การเบี่ยงเบนของมุมตลอดขั้นตอนการผลิตมักจะย้อนกลับไปที่การสึกหรอของพินโค้งงอ การเลื่อนหลุดของลูกกลิ้งป้อน หรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในโรงงาน ซึ่งส่งผลต่อความแข็งของวัสดุเล็กน้อยในช่วงกะ

การเกิดแผลเป็นจากลวด

การเกิดรอยแผลเป็นบนพื้นผิวจะปรากฏขึ้นเมื่อช่องนำทางหรือหมุดโค้งงอมีพื้นผิวที่หยาบหรือมีเศษสะสม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการทำความสะอาดเครื่องมือตามปกติจึงเป็นส่วนหนึ่งของการบำรุงรักษาเครื่องดัดสปริงมาตรฐาน

บิดออกจากเครื่องบิน

ชิ้นส่วนโค้งงอหลายส่วนที่ซับซ้อนสามารถบิดงอได้หากตัวกั้นสายไฟไม่เพียงพอในระหว่างการโค้งงอ ดังนั้นการออกแบบฟิกซ์เจอร์ที่เหมาะสมและความยาวตัวกั้นที่เพียงพอใกล้กับจุดโค้งงอจะช่วยป้องกันข้อบกพร่องนี้

การแหกมุมในช่วงแรกของการวิ่ง

ชิ้นส่วนแรกๆ หลังจากการสตาร์ทขณะเย็นบางครั้งอาจแสดงมุมที่แตกต่างเล็กน้อยจากส่วนอื่นๆ ของการทำงาน เนื่องจากอุณหภูมิของเครื่องมือและเฟรมของเครื่องจักรยังไม่เสถียร การดำเนินรอบการอุ่นเครื่องสั้นๆ ก่อนการตรวจสอบบทความครั้งแรกจะช่วยลดผลกระทบนี้อย่างมาก

การเปลี่ยนแปลงชุดคอยล์ระหว่างล็อตลวด

ลวดที่ส่งมาจากล็อตการผลิตที่แตกต่างกัน แม้จะมีข้อกำหนดเฉพาะเดียวกัน ก็สามารถแบกชุดคอยล์และความเค้นตกค้างจากกระบวนการดึงที่แตกต่างกันเล็กน้อยได้ ร้านค้าที่ปรับโปรแกรมการโค้งงอใหม่ทุกครั้งที่ล็อตลวดใหม่มาถึงจะจับรูปแบบนี้ก่อนที่จะถึงมือลูกค้า

การพัฒนาล่าสุดที่สร้างอุตสาหกรรมเครื่องดัดสปริง

หมวดเครื่องดัดสปริงได้เคลื่อนตัวไปสู่อุปกรณ์ที่ชาญฉลาดและเชื่อมต่อกันมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในรุ่นผลิตภัณฑ์ล่าสุด และแนวโน้มหลายประการเป็นเรื่องปกติในการซื้อเครื่องจักรใหม่ แทนที่จะอัพเกรดเพิ่มเติม

ในการวัดมุมกระบวนการ: เซ็นเซอร์ที่รวมอยู่ในหัวโค้งงอจะวัดมุมโค้งงอตามจริงในระหว่างรอบการทำงาน และปรับการโค้งงอถัดไปโดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาการตรวจสอบจุดแบบแมนนวลเป็นระยะๆ
การตรวจสอบระยะไกล: ตัวควบคุมแบบเครือข่ายช่วยให้ผู้จัดการฝ่ายผลิตติดตามจำนวนรอบ รหัสข้อผิดพลาด และอัตราเอาท์พุตจากภายนอกโรงงาน ซึ่งรองรับการตอบสนองที่รวดเร็วยิ่งขึ้นเมื่อเครื่องจักรหยุดทำงานกะทันหัน
การแจ้งเตือนเครื่องมือเชิงคาดการณ์: ตัวนับรอบการทำงานที่เชื่อมโยงกับตำแหน่งเครื่องมือแต่ละตำแหน่งจะทำเครื่องหมายว่าใกล้ถึงเกณฑ์การสึกหรอก่อนที่ชิ้นส่วนจะหลุดเกินพิกัดความเผื่อจริง โดยเปลี่ยนการบำรุงรักษาจากแบบตอบสนองไปเป็นตามกำหนดเวลา
เครื่องมือเปลี่ยนเร็วขึ้น: ตัวจับยึดเครื่องมือแบบปลดเร็วและการติดตั้งหมุดโค้งมาตรฐานช่วยลดเวลาการเปลี่ยนหมายเลขชิ้นส่วนโดยทั่วไปได้อย่างมากเมื่อเทียบกับเครื่องจักรเมื่อทศวรรษที่แล้ว
ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางลวดขยายต่อเครื่อง: ระบบเซอร์โวรุ่นใหม่รองรับช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางลวดที่กว้างขึ้นในเครื่องจักรเครื่องเดียว ช่วยลดจำนวนเครื่องจักรเฉพาะที่ร้านค้าต้องสต๊อกสำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์ต่างๆ

ที่ใช้กระบวนการดัดบนเครื่องดัดสปริง

ส่วนประกอบลวดและสปริงขึ้นรูปที่ผลิตผ่านกระบวนการดัดงออย่างแม่นยำปรากฏในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย โดยมักจะอยู่ในชิ้นส่วนที่ไม่เคยมีใครสังเกตเห็นจนกว่าจะล้มเหลว

ยานยนต์: กลไกเบาะนั่ง สปริงสลักประตู สปริงปีกผีเสื้อ และส่วนประกอบระบบกันสะเทือน
อุปกรณ์การแพทย์: สปริงเครื่องมือผ่าตัด รูปแบบลวดจัดฟัน และโครงสร้างรองรับขดลวด
เครื่องใช้ไฟฟ้า: สปริงหน้าสัมผัสแบตเตอรี่ คลิปขั้วต่อ และกลไกสวิตช์
เครื่องใช้ไฟฟ้า: สปริงทอร์ชั่นบานพับประตู สปริงสลัก และแบบลวดแผงควบคุม
เครื่องจักรอุตสาหกรรม: กลไกการหนีบ สปริงปรับความตึง และรูปแบบลวดยึดแบบกำหนดเอง

การรักษาความแม่นยำในการโค้งงอตลอดอายุการใช้งานของเครื่องดัดสปริง

เครื่องดัดสปริงที่ผลิตชิ้นส่วนโดยมีความคลาดเคลื่อนตั้งแต่วันแรกจะไม่คงอยู่เช่นนั้นหากไม่มีการบำรุงรักษาตามปกติ ร้านค้าที่ติดตามการสึกหรอของเครื่องมือตามกำหนดเวลา แทนที่จะรอให้การคัดแยกปรากฏขึ้นอย่างสม่ำเสมอจะรายงานชิ้นส่วนที่เสียหายน้อยลง

ระยะเวลาการบำรุงรักษาที่แนะนำสำหรับเครื่องมือและส่วนประกอบของเครื่องดัดสปริง CNC
ส่วนประกอบ	ช่วงการตรวจสอบ	สัญญาณการสึกหรอทั่วไป
งอหมุดและปากกาขนนก	ทุกๆ 50,000 รอบ	รัศมีแบนหรือให้คะแนน
ลูกกลิ้งยืดผม	ทุกๆ 100,000 รอบ	การเซาะร่องหรือการเจาะพื้นผิว
ลูกกลิ้งฟีด	ทุกๆ 75,000 รอบ	การลื่นไถลหรือพื้นผิวการยึดเกาะลดลง
ใบมีดตัด	ทุกๆ 30,000 รอบ	การเกิดเสี้ยนที่ปลายตัด

อภิธานคำศัพท์ที่ใช้เกี่ยวกับกระบวนการดัด

แกนกลาง

เส้นที่ลากผ่านหน้าตัดของเส้นลวดหรือแผ่นโค้งงอ โดยที่วัสดุไม่ได้ถูกยืดหรือบีบอัดระหว่างการโค้งงอ

ชุดคอยล์

ความโค้งที่เหลืออยู่ในเส้นลวดจากการพันบนแกนม้วน ซึ่งจะต้องเอาออกด้วยลูกกลิ้งยืดให้ตรงก่อนจึงจะสามารถโค้งงอได้อย่างแม่นยำ

การชดเชยมากเกินไป

มุมพิเศษที่เครื่องดัดสปริงจะเพิ่มเกินมุมเป้าหมายเพื่อพิจารณาการสปริงกลับเมื่อเครื่องมือคลายลวด

แมนเดรล

หมุดหรือแกนคงที่ซึ่งพันลวดหรือโค้งงอเพื่อสร้างเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของคุณลักษณะที่เสร็จแล้ว

ปากกาขนนก

ท่อหรือปลอกหมุนบนหัวโค้งงอที่ยึดตัวนำสายไฟและชุดประกอบหมุดงอผ่านการหมุนที่ตั้งโปรแกรมไว้

การแข็งตัวของงาน

ความแข็งที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและความเหนียวที่โลหะลดลงเมื่อมีการเปลี่ยนรูปซ้ำๆ ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าวได้หากลวดงอหลายครั้งเกินไปในตำแหน่งเดียวกัน

ตั้งค่าการกำจัด

การดำเนินการขั้นที่สอง ซึ่งบางครั้งดำเนินการบนเครื่องดัดสปริงเครื่องเดียวกัน ซึ่งจะบีบอัดหรือเบนสปริงที่เสร็จแล้วออกนอกระยะการทำงานเล็กน้อยเพื่อรักษาความยาวหรือมุมอิสระสุดท้ายให้คงที่

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับกระบวนการดัด

ความแตกต่างระหว่างการดัดและการขึ้นรูปคืออะไร?

การดัดเป็นรูปแบบเฉพาะของการขึ้นรูปที่เปลี่ยนรูปร่างตามเส้นหรือแกนที่กำหนดโดยใช้หมัด ลูกกลิ้ง หรือหมุด ในขณะที่การขึ้นรูปเป็นประเภทที่กว้างกว่าซึ่งรวมถึงการดำเนินการวาด การปั๊ม และการสร้างเหรียญด้วย

เหตุใดสปริงแบ็คจึงแตกต่างกันไปตามวัสดุแต่ละชนิด

สปริงแบ็คจะปรับขนาดตามกำลังครากของวัสดุหารด้วยโมดูลัสยืดหยุ่น ดังนั้นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงกว่า เช่น มิวสิคไวร์ จะสปริงตัวกลับมากกว่าอัลลอยด์ที่นิ่มกว่า เช่น ฟอสเฟอร์บรอนซ์ที่มุมโค้งงอเท่ากัน

รัศมีการโค้งงอสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางลวดที่กำหนดมีการเลือกอย่างไร

แนวทางการเริ่มต้นทั่วไปคือรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำ 1-2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด สำหรับเหล็กสปริงส่วนใหญ่ แม้ว่าการอบคืนตัวที่แข็งกว่าอาจต้องใช้รัศมีที่ใหญ่กว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าว

เครื่องดัดสปริงสามารถรองรับทั้งลวดกลมและลวดแบนได้หรือไม่?

เครื่องดัดสปริง CNC จำนวนมากได้รับการกำหนดค่าโดยเฉพาะสำหรับลวดกลม แต่มีเครื่องขึ้นรูปลวดแบนและแถบเป็นประเภทที่เกี่ยวข้องกันแต่แตกต่างกันโดยมีไกด์และเครื่องมือลูกกลิ้งที่แตกต่างกัน

โดยทั่วไปแล้วเครื่องดัดสปริง CNC สามารถรองรับความอดทนได้เท่าใด

เครื่องดัดสปริง CNC ที่ได้รับการดูแลอย่างดี โดยทั่วไปจะมีความคลาดเคลื่อนของมุมเป็นบวกหรือลบ 1 ถึง 2 องศา และมีความคลาดเคลื่อนของความยาวบวกหรือลบ 0.1 มิลลิเมตรบนเส้นผ่านศูนย์กลางลวดมาตรฐาน

เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดส่งผลต่อความเร็วรอบหรือไม่

ใช่ โดยทั่วไปลวดที่บางกว่าจะช่วยให้อัตราการป้อนและความเร็วการโค้งงอเร็วขึ้น ในขณะที่ลวดที่หนาขึ้นหรือมีความแข็งแรงสูงกว่านั้นจะต้องการโค้งงอที่ช้ากว่าและควบคุมได้มากกว่า เพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดจากเครื่องมือและการสึกหรอก่อนเวลาอันควร

รอบเครื่องดัดสปริงเดี่ยวสามารถโค้งงอได้กี่รอบ?

ชิ้นส่วนที่เรียบง่ายอาจต้องการการโค้งงอเพียงหนึ่งหรือสองครั้ง ในขณะที่รูปแบบลวดที่ซับซ้อนที่ผลิตบนเครื่องจักรแบบหลายแกนสามารถรวมถึงการโค้งงอ ม้วน และการตัดแยกกันสิบห้าหรือมากกว่านั้นภายในรอบต่อเนื่องเดียว

จำเป็นต้องอบชุบด้วยความร้อนเสมอหลังการดัดหรือไม่?

ไม่เสมอไป แต่ชิ้นส่วนที่มีคาร์บอนสูงและสายดนตรีจำนวนมากได้รับประโยชน์จากการอบเพื่อลดความเครียดที่อุณหภูมิต่ำหลังจากการขึ้นรูป ซึ่งช่วยลดความเค้นตกค้างและปรับปรุงความเสถียรของมิติโดยไม่เปลี่ยนแปลงความแข็งอย่างมีนัยสำคัญ

อะไรทำให้เครื่องดัดสปริงสูญเสียความแม่นยำเมื่อเวลาผ่านไป

การสูญเสียความแม่นยำมักเกิดจากการสึกหรอของเครื่องมือ การเลื่อนหลุดของลูกกลิ้งฟีด หรือการฟันเฟืองสะสมในกลไกขับเคลื่อน ซึ่งทั้งหมดนี้ได้รับการแก้ไขผ่านช่วงเวลาการบำรุงรักษาตามกำหนดการที่อธิบายไว้ก่อนหน้าในบทความนี้

เครื่องดัดสปริงตัวเดียวกันสามารถใช้วัสดุลวดหลายเส้นได้หรือไม่?

ใช่ เครื่องดัดสปริง CNC ส่วนใหญ่สามารถสลับระหว่างวัสดุที่เข้ากันได้โดยการปรับแรงป้อน แรงกดของลูกกลิ้งยืดตรง และค่าชดเชยการโค้งงอเกินในโปรแกรม แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่แตกต่างกันมากอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องมือทางกายภาพก็ตาม

โดยทั่วไปแล้วระยะเวลาในการพัฒนาโปรแกรม Bend ใหม่คือเท่าใด

ชิ้นส่วนที่เรียบง่ายที่มีการโค้งงอสองหรือสามโค้งมักจะสามารถตั้งโปรแกรมและตรวจสอบได้ภายในกะเดียว ในขณะที่รูปทรงหลายโค้งที่ซับซ้อนซึ่งมีพิกัดความเผื่อต่ำอาจใช้เวลาหลายวันในการเขียนโปรแกรมและวนซ้ำบทความแรกก่อนที่จะเผยแพร่การผลิตเต็มรูปแบบ

ภาษา

ข่าว