รายละเอียดกระบวนการผลิตหน้าแปลนขึ้นรูป

หน้าแปลนขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนหน้าแปลนที่ผลิตโดยกระบวนการขึ้นรูป เมื่อเทียบกับหน้าแปลนหล่อ จะมีข้อดีคือมีปริมาณคาร์บอนต่ำ ไม่เป็นสนิมง่าย โครงสร้างหนาแน่น และคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า แต่มีต้นทุนสูงกว่า กระบวนการขึ้นรูปช่วยให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างภายในของหน้าแปลนมีความสม่ำเสมอ ไม่มีรูพรุนหรือสิ่งเจือปน และข้อบกพร่องอื่นๆ เหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่มีแรงดันสูงและความแข็งแรงสูง กระบวนการผลิตโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เช่น การเตรียมวัตถุดิบ การให้ความร้อน การขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน การตัดเฉือน และการตรวจสอบ ตามขนาด ชุด และความแม่นยำของหน้าแปลน สามารถใช้วิธีการต่างๆ เช่น การขึ้นรูปแบบอิสระ การขึ้นรูปแบบแม่พิมพ์ หรือการขึ้นรูปแบบฟิล์ม ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดของกระบวนการตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและแนวทางการผลิตทั่วไป

1. การนำเข้าและการตรวจสอบวัตถุดิบ

คำอธิบายขั้นตอน: ขั้นแรก วัตถุดิบ (เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าคาร์บอน หรือแท่งเหล็กกล้าผสม แผ่น หรือแท่งเหล็ก) จะถูกนำเข้ามาในโรงงาน วัสดุต้องเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติ (เช่น GB/T 9112-2010 เป็นต้น)

การดำเนินการที่สำคัญ: ทำการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี การทดสอบคุณสมบัติทางกล และการตรวจสอบลักษณะที่ปรากฏ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีรอยแตก สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องอื่นๆ หลังจากผ่านการรับรองแล้ว จะถูกจัดเก็บในคลังสินค้า

วัตถุประสงค์: เพื่อรับประกันคุณภาพของวัสดุและหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในภายหลัง

2. การตัด (Cutting)

คำอธิบายขั้นตอน: ตามข้อกำหนดการออกแบบหน้าแปลน (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนา) ให้ใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเลื่อย การตัด หรือการตัดด้วยพลาสมา เพื่อตัดวัตถุดิบให้เป็นชิ้นงานที่ต้องการ

การดำเนินการที่สำคัญ: เมื่อทำการตัด จำเป็นต้องพิจารณาเผื่อการขึ้นรูป (โดยปกติ 5-10 มม.) เพื่อชดเชยการหดตัวของการขึ้นรูปและการสูญเสียจากการตัดเฉือน สำหรับหน้าแปลนขนาดใหญ่ อาจใช้การตัดแผ่นหรือการตัดแท่ง

วัตถุประสงค์: เพื่อเตรียมขนาดชิ้นงานที่เหมาะสมสำหรับการให้ความร้อนและการขึ้นรูป

3. การให้ความร้อน

คำอธิบายขั้นตอน: นำชิ้นงานที่ตัดแล้วใส่ในเตาเผาเพื่อให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการขึ้นรูป (โดยปกติคือ 950-1250°C สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน และ 800-1100°C สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม ขึ้นอยู่กับวัสดุ)

การดำเนินการที่สำคัญ: ใช้เตาความถี่กลางหรือเตาแก๊สเพื่อให้ความร้อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าให้ความร้อนอย่างสม่ำเสมอ หลีกเลี่ยงการเผาไหม้มากเกินไปหรือการลดคาร์บอน เวลาในการให้ความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นงาน

วัตถุประสงค์: เพื่อทำให้วัสดุอ่อนตัว เพิ่มความเหนียว เพื่อให้ง่ายต่อการขึ้นรูปในภายหลัง

4. การขึ้นรูป

คำอธิบายขั้นตอน: นำชิ้นงานที่ให้ความร้อนแล้ววางบนอุปกรณ์ขึ้นรูปเพื่อทำการเปลี่ยนรูป นี่คือขั้นตอนหลัก ซึ่งแบ่งออกเป็นการขึ้นรูปแบบอิสระ การขึ้นรูปแบบแม่พิมพ์ ฯลฯ ตามวิธีการที่แตกต่างกัน

การขึ้นรูปแบบอิสระ: เหมาะสำหรับหน้าแปลนขนาดเล็กและหลากหลายชนิด ขั้นตอนพื้นฐานประกอบด้วย:

การตีขึ้นรูป (Upsetting): บีบอัดชิ้นงานตามแนวแกน ลดความสูง เพิ่มพื้นที่หน้าตัด ใช้สำหรับหน้าแปลนรูปจาน

การดึง (Drawing Out): ยืดความยาวของชิ้นงาน ลดพื้นที่หน้าตัด ใช้สำหรับชิ้นส่วนประเภทเพลา

การเจาะ (Punching): ใช้หมัดเจาะรูทะลุหรือรูตัน เพื่อสร้างรูตรงกลางของหน้าแปลน

การดัด (Bending): ดัดชิ้นงานให้เป็นมุมที่กำหนด

การบิด (Twisting): หมุนส่วนของชิ้นงานเพื่อสร้างรูปร่างที่เฉพาะเจาะจง

การตัด (Cutting): กำจัดวัสดุส่วนเกิน

การขึ้นรูปแบบแม่พิมพ์: เหมาะสำหรับหน้าแปลนจำนวนมากและความแม่นยำสูง นำชิ้นงานใส่ในแม่พิมพ์เพื่อทำการขึ้นรูป รวมถึงการขึ้นรูปเบื้องต้น การขึ้นรูปขั้นสุดท้าย การเจาะผิวหนัง การตัดขอบ ฯลฯ อุปกรณ์เช่น ค้อนขึ้นรูปแบบแม่พิมพ์ เครื่องอัดขึ้นรูปร้อน

การขึ้นรูปแบบฟิล์ม: อยู่ระหว่างการขึ้นรูปแบบอิสระและการขึ้นรูปแบบแม่พิมพ์ โดยใช้แม่พิมพ์อย่างง่ายเพื่อช่วย

การดำเนินการที่สำคัญ: ควบคุมอุณหภูมิ ปริมาณการเปลี่ยนรูป และแรงกระแทกเมื่อทำการขึ้นรูป เพื่อหลีกเลี่ยงเกรนหยาบหรือรอยแตก สำหรับชิ้นส่วนวงแหวนหน้าแปลนขนาดใหญ่อาจมีการประมวลผลเป็นส่วนๆ: การดัดที่แม่นยำ การกำจัดส่วนปลาย การเอียงรอยเชื่อม การเชื่อมแบบประกบเป็นวงกลม

วัตถุประสงค์: เพื่อสร้างชิ้นงานหยาบของหน้าแปลน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโครงสร้างภายในหนาแน่น

5. การระบายความร้อนหลังการขึ้นรูปและการอบชุบด้วยความร้อน

คำอธิบายขั้นตอน: ระบายความร้อนทันทีหลังจากการขึ้นรูป (ระบายความร้อนด้วยอากาศ ระบายความร้อนด้วยน้ำ หรือระบายความร้อนด้วยน้ำมัน) จากนั้นทำการอบชุบด้วยความร้อน เช่น การทำให้เป็นปกติ การอบอ่อน การปรับสภาพ หรือการชุบแข็งและการอบคืนตัว

การดำเนินการที่สำคัญ: ควบคุมความเร็วในการระบายความร้อนเพื่อป้องกันรอยแตก ปรับอุณหภูมิและเวลาในการอบชุบด้วยความร้อนตามวัสดุ (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนทำให้เป็นปกติที่ 850-900°C)

วัตถุประสงค์: เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล ขจัดความเค้นภายใน และทำให้เกรนละเอียด

6. การตัดเฉือน

คำอธิบายขั้นตอน: ส่งชิ้นงานขึ้นรูปไปยังโรงงานแปรรูป ใช้เครื่องกลึง เครื่องกัด และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อตัดแต่งรูปร่าง ระนาบ และพื้นผิวสัมผัสอย่างละเอียด

การดำเนินการที่สำคัญ: ความคลาดเคลื่อนในการตัดเฉือนเป็นไปตามมาตรฐาน (เช่น ANSI B16.5) ความหยาบผิว Ra1.6-6.3μm

วัตถุประสงค์: เพื่อให้ได้ขนาดที่แม่นยำและความละเอียดของพื้นผิว

7. การเจาะ

คำอธิบายขั้นตอน: เจาะรูติดตั้ง (เช่น รูสลักเกลียว) บนหน้าแปลน โดยใช้เครื่องเจาะหรือเครื่อง CNC

การดำเนินการที่สำคัญ: ความแม่นยำของตำแหน่งรูสูง เส้นผ่านศูนย์กลางรูและระยะห่างเป็นไปตามแบบร่างการออกแบบ

วัตถุประสงค์: เพื่อให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อหน้าแปลน

8. การตรวจสอบและการทดสอบแบบไม่ทำลาย

คำอธิบายขั้นตอน: ทำการวัดขนาด การทดสอบความแข็ง การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) การทดสอบด้วยผงแม่เหล็ก (MT) หรือการทดสอบด้วยรังสี (RT)

การดำเนินการที่สำคัญ: ตรวจสอบข้อบกพร่องภายใน รอยแตกบนพื้นผิว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติ

วัตถุประสงค์: เพื่อรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ โดยทั่วไปอัตราการผ่านจะต้องสูงกว่า 99%

9. การทำเครื่องหมายและการบรรจุ

คำอธิบายขั้นตอน: ใช้ตราประทับเหล็กเพื่อทำเครื่องหมายข้อมูลจำเพาะ วัสดุ หมายเลขชุด และข้อมูลอื่นๆ จากนั้นทาสีป้องกันสนิม บรรจุภัณฑ์ (กล่องไม้หรือพาเลท)

การดำเนินการที่สำคัญ: ทำเครื่องหมายให้ชัดเจน บรรจุภัณฑ์ป้องกันความชื้นและป้องกันการกระแทก

วัตถุประสงค์: เพื่อให้ง่ายต่อการตรวจสอบย้อนกลับและการขนส่ง

ข้อควรระวังและรูปแบบต่างๆ

กระบวนการเฉพาะสำหรับหน้าแปลนเชื่อมชน: ตีขึ้นรูปตามยาวก่อนเพื่อเพิ่มพื้นที่หน้าตัด จากนั้นดึงเพื่อเพิ่มความยาว และสุดท้ายเจาะรูในแนวตั้ง

ชิ้นส่วนวงแหวนหน้าแปลนขนาดใหญ่: เนื่องจากมีขนาดใหญ่ อาจมีการดัดและเชื่อมเป็นส่วนๆ

เปรียบเทียบกับหน้าแปลนประเภทอื่นๆ: ความแข็งแรงของหน้าแปลนขึ้นรูปสูงกว่าหน้าแปลนหล่อ (ง่ายต่อการมีรูพรุน) แต่ไม่ยืดหยุ่นเท่าหน้าแปลนเชื่อม เมื่อทำการผลิต จำเป็นต้องใส่ใจกับความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อม เช่น การบำบัดก๊าซเสีย

ตัวอย่างอุปกรณ์: ค้อนขึ้นรูป เตาเผา เครื่องกลึง CNC เครื่องตรวจจับข้อบกพร่อง ฯลฯ

วงจรของกระบวนการทั้งหมดขึ้นอยู่กับขนาด ชุดเล็กใช้เวลาไม่กี่วัน ชุดใหญ่ใช้เวลาหลายสัปดาห์ ในการผลิตจริง สามารถปรับพารามิเตอร์ได้ตามมาตรฐานเฉพาะ (เช่น มาตรฐานแห่งชาติ มาตรฐานอเมริกา)