خم‌کاری ورق فلزی: آموزش محاسبات، نکات فنی و طراحی در SolidWorks

خم‌کاری ورق فلزی

خم‌کاری ورق فلزی یکی از پرکاربردترین فرآیندهای شکل‌دهی فلزات در صنعت است. این فرآیند در تولید قطعات صنعتی، بدنه دستگاه‌ها، تجهیزات فلزی و حتی سازه‌های سبک به کار می‌رود. شاید خم‌کاری در نگاه اول شبیه «تا کردن» یک ورق باشد، اما در واقع ترکیبی از محاسبات دقیق، مفاهیم مهندسی و اصول عملی است. آشنایی با این اصول، شما را از آزمون و خطای پرهزینه بی‌نیاز می‌کند.


خم‌کاری ورق فلزی چیست و چگونه انجام می‌شود؟

خم‌کاری (Bending) فرآیندی است که در آن ورق فلزی حول یک محور خم می‌شود تا زاویه مشخصی بین بخش‌های آن ایجاد شود. این کار معمولاً با دستگاه پرس برک و قالب‌های V یا U شکل انجام می‌شود.
هدف خم‌کاری، ایجاد تغییر شکل دائمی در ورق است، بدون اینکه شکستگی، ترک یا کاهش شدید ضخامت در ناحیه خم اتفاق بیفتد.

خم‌کاری ورق فلزی
خم‌کاری ورق فلزی

تغییر طول ورق در خم‌کاری

در فرآیند خم‌کاری، لایه بیرونی ورق کشیده و لایه داخلی فشرده می‌شود. این کشش و فشار باعث تغییر طول در ناحیه خم می‌شود. برای جبران این تغییر، از محاسبه‌ای به نام Bend Allowance (جبران خمش) استفاده می‌شود. اگر این محاسبه را نادیده بگیریم، قطعه نهایی ممکن است کوتاه‌تر یا بلندتر از ابعاد طراحی شود.


مفاهیم کلیدی در خم‌کاری ورق فلزی

مفهوم توضیح
Thickness (T) ضخامت ورق فلزی
Bend Radius (R) شعاع خم داخلی
K-Factor نسبت فاصله لایه خنثی به ضخامت ورق (بین ۰٫۳ تا ۰٫۵)
Bend Allowance (BA) طول اضافی ناحیه خم برای رسیدن به ابعاد دقیق
Bend Deduction (BD) طولی که باید از قطعه کسر شود تا پس از خم‌کاری به اندازه نهایی برسیم

فرمول محاسبه Bend Allowance برای خم ۹۰ درجه

BA=θ×(R+K×T)

که در آن:

  • θ زاویه خم بر حسب رادیان (برای ۹۰° برابر 1.57)

  • R شعاع خم داخلی

  • T ضخامت ورق

  • K ضریب K (برای فولاد معمولاً 0.38)

مثال:
ورق فولادی با ضخامت ۳ میلی‌متر، شعاع خم داخلی ۳ میلی‌متر و K=0.38:

BA≈1.57×(3+0.38×3)≈6.5 mm


نکات مهم در خم‌کاری ورق فلزی

  • حداقل شعاع خم داخلی: برای جلوگیری از ترک، R نباید کمتر از ضخامت ورق باشد (R ≥ T).

  • جهت نورد ورق: خم‌ها بهتر است عمود بر جهت نورد ایجاد شوند.

  • فاصله بین خم‌ها: حداقل فاصله بین دو خم مجاور برابر 2T+R باشد.

  • بازگشت فنری (Springback): بعد از خم، ورق کمی باز می‌شود؛ برای جبران، کمی بیش‌خم انجام دهید (مثلاً خم ۹۲ درجه برای رسیدن به ۹۰ درجه).


طراحی خم‌کاری ورق در SolidWorks

نرم‌افزار SolidWorks ابزار قدرتمندی برای طراحی ورق‌های فلزی دارد که در محیط Sheet Metal قابل دسترسی است. این محیط به صورت خودکار Bend Allowance و K-Factor را اعمال می‌کند تا ابعاد بازشده ورق دقیق باشد.

مراحل کار:

  1. ایجاد ورق پایه با Base Flange/Tab

  2. تعیین ضخامت (T)، شعاع خم (R) و K-Factor

  3. افزودن خم با Edge Flange

  4. باز کردن ورق با Flatten برای مشاهده ابعاد واقعی پیش از خم‌کاری

  5. گرفتن خروجی DXF برای برش لیزر یا پانچ CNC

 K-Factor پیشنهادی: 0.38 برای ورق فولادی با قالب V

طراحی ورق فلزی در SolidWorks
طراحی ورق فلزی در SolidWorks

جدول تقریبی Bend Allowance برای خم ۹۰ درجه

ضخامت (mm) شعاع خم (mm) K-Factor BA تقریبی (mm)
1.0 1.0 0.33 2.5
2.0 2.0 0.38 5.2
3.0 3.0 0.38 6.5
4.0 4.0 0.40 8.3
5.0 5.0 0.40 10.4

جمع‌بندی

خم‌کاری ورق فلزی یک فرآیند ساده به نظر می‌رسد، اما رعایت اصولی مثل محاسبه Bend Allowance، انتخاب درست K-Factor، و توجه به شعاع خم داخلی باعث می‌شود قطعات نهایی بدون خطای ابعادی و با کیفیت بالا تولید شوند.
استفاده از نرم‌افزارهایی مثل SolidWorks و توجه به نکات فنی، شما را از اتلاف زمان و هزینه جلوگیری می‌کند.


دیدگاهتان را بنویسید