เราจะมาคุยกันเรื่องงานพับนะครับ การพับโลหะแผ่นนั้น ปัจจุบัน สามารถทำได้หลายวิธี เช่นAพับโดยการควบคุมแรงอัดจากมีดพับ (Air Bending), พับในร่อง V-die (Bottoming), พับโดยการใช้แคลมป์ยึดชิ้นงาน (Folding) อย่างไรก็ตาม ที่นิยมใช้กันคือ การพับในร่อง V-Die โดยเครื่องพับ Hydraulic Press Brake มีลักษณะดังรูปด้านล่าง
ในรูปที่ 1 เป็นลักษณะการพับ 90 องศา ซึ่งเรียกได้ว่าเป็นการพับพื้นฐานสำหรับใช้พับงานทั่วๆไปเช่นพับฉาก, พับรางตัวยู, ถาด แต่สำหรับงานพับที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น งานพับที่มีการกำหนดรัศมีมุมพับ, งานพับแบน, งานที่มีการพับหลายครั้ง, มีองศาต่างๆกัน ฯลฯ งานลักษณะนี้ tooling (punch และ die) ทั่วๆไป อาจจะไม่สามารถพับได้ ซึ่งก็ต้องใช้ tooling พิเศษ ดังรูปที่ 2
งานพับโลหะแผ่น ในลักษณะงานรับจ้างนั้น เป็นงานที่ต้องอาศัยประสบการณ์ในการพับพอสมควร เนื่องจากช่างพับจะต้องรู้ว่า แบบที่ลูกค้าส่งมาสามารถพับด้วยทูลลิ่งที่มีอยู่ได้หรือไม่ และต้องเรียงลำดับขั้นตอนการพับให้ดี เพราะหากวางลำดับการพับผิด อาจจะทำให้ไม่สามารถพับต่อได้เนื่องจากชิ้นงานส่วนที่พับขึ้นมาแล้วจะชนกับมีดพับและทำให้ไม่สามารถสอดชิ้นงานส่วนที่ต้องการพับเข้าไปได้ หรือ สอดเข้าไปได้แต่มีดพับไม่สามารถกดลงไปได้สุดเนื่องจากชิ้นงานส่วนที่พับขึ้นมาแล้วจะตีขึ้นมาชนมีดพับก่อน ดังตัวอย่างงานในรูปที่ 3
ถ้างานพับเป็นลักษณะตามรูปที่ 3 เราต้องวางลำดับการพับตามรูป A การเปลี่ยนลำดับการพับเป็นรูป Bหรือ C จะทำให้ไม่สามารถพับในขั้นตอนสุดท้ายได้ เนื่องจากชิ้นงานส่วนที่พับขึ้นมาแล้วจะไปชนตัว punch หรือdie ก่อน ในการพับแต่ละครั้งนั้น จะต้องมีระยะเผื่อสำหรับการยืดตัวของเหล็ก ซึ่งมีหลายปัจจัยที่มีผลต่อระยะเผื่อนี้ คือ 1. วัสดุ 2. ความหนา 3. องศาในการพับ 4. ทูลลิ่ง (มีดพับและร่องพับ)ที่ใช้ในการพับ โดยปกติแล้วแบบที่ลูกค้าให้มาจะเป็นแบบภาพฉายมาตรฐาน ไม่ได้ให้มาเป็นแผ่นคลี่ ซึ่งจะบอกขนาดที่ต้องการหลังจากพับขึ้นรูปมาแล้ว การเผื่อระยะนี้จึงมีความสำคัญมากต่อความแม่นยำของขนาดชิ้นงาน
จากรูปที่ 4 เป็นรูปหน้าตัดชิ้นงานยาว 1500mm วัสดุหนา 3mm ชิ้นงานมีการพับ 90 องศา 4 ครั้ง ขนาดตามแบบเป็นขนาดวัดนอก หากไม่คิดความหนาเลย เมื่อคลี่แบบออกมาจะต้องตัดแผ่นขนาดกว้าง(100+50*2+20*2)mm ยาว 1500mm มาพับ แต่ในความเป็นจริง วัสดุมีความหนา และขนาดวัดนอกที่ให้มานี้จะรวมความหนาเข้าไปด้วยทำให้เราต้องเผื่อระยะ(ค่าลบ)ในส่วนนี้ และต้องเผื่อการยืดตัวของเหล็กด้วย ยิ่งชิ้นงานมีความหนามากขึ้น การหาระยะเผื่อก็ยิ่งมีโอกาสคลาดเคลื่อนสูงขึ้น ซึ่งถึงแม้ว่าระยะเผื่อในการพับแต่ละครั้งอาจจะคลาดเคลื่อนไม่มากนัก แต่หากชิ้นงานมีการพับหลายครั้งเมื่อนำมาค่าความคลาดเคลื่อนทั้งหมดมารวมกันแล้ว ก็อาจจะเกินค่าที่ยอมรับได้
ในทางทฤษฎี จะมีสูตรคำนวณสำหรับการหาระยะเผื่อซึ่งคำนึงถึงปัจจัยทั้งสี่ข้อที่กล่าวมาแล้ว ลองพิจารณาตามรูปที่ 5
ระยะ tna คือ ระยะจากผิวหน้า ถึงแกนสะเทิน(Neutral Axis) โดยระนาบที่อยู่บนแกนสะเทินนี้จะมีความเค้นดึงเท่ากับความเค้นกด ทำให้เนื้อวัสดุบนระนาบนี้เสมือนว่าไม่มีการยืดหรือหดตัว ค่า tna นี้จะเปลี่ยนแปลงไปตามวัสดุและความหนา ซึ่งจะเป็นผลมาจากค่า k (K-factor) ซึ่งเป็นค่าคงที่สำหรับแต่ละวัสดุ ค่า kนี้จะนำมาใช้ในการคำนวณตามสูตร
โดย BA คือ Bend Allowance หรือ ระยะเผื่อสำหรับแต่ละวัสดุที่ความหนาต่างๆ ในส่วนของทูลลิ่งจะมีผลต่อ Ri และองศาในการพับจะมีผลต่อองศา a
ทั้งหมดนั้นคือ สูตรการคำนวณระยะเผื่อในทางทฤษฎี แต่ในความเป็นจริงแล้วค่าที่ได้ยังมีความคลาดเคลื่อนอยู่บ้าง เนื่องจากส่วนผสมของวัสดุอาจไม่ได้มาตรฐาน, ความหนาของชิ้นงานจริงไม่ใช่ความหนาเต็ม, ความสม่ำเสมอและเที่ยงตรงของเครื่องพับ ดังนั้นการเผื่อระยะจึงต้องอิงกับประสบการณ์ของช่างที่มีต่อเครื่องพับนั้นๆด้วย แม้แต่ช่างที่มีประสบการณ์ หากชิ้นงานที่มีการพับหลายครั้งหรือ ค่อนข้างซับซ้อน ก็ยังอาจจะต้องหาเศษวัสดุมาลองพับดูก่อน แล้วค่อยๆปรับค่าระยะเผื่อจนได้ขนาดตามแบบ เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุด เอาละครับ แล้วพบกันใหม่ฉบับหน้าครับ
อ้างอิง Evangelos K., Achilles V., “The Study of Design Constants in Sheet Metal Forming”, 2ndIC-SCCE, 2006
ดร.อภิชาติ ชยานุภัทร์กุล
ผู้จัดการฝ่ายผลิต บจก. พี แอนด์ เอส สเตนเลสสตีล เซ็นเตอร์
ตีพิมพ์ในวารสารเพื่อนสเตนเลส ปีที่ 2 ฉบับที่ 22-23 / มกราคม - กุมภาพันธ์ 2551
