מכבש לחץ

בכיפוף של לוח מתכת, יש לקחת בחשבון מספר מושגים עיצוביים ביחס לממדים הסופיים של החלק. לפני שנבחן רעיונות מפתח אלו, חשוב להבין כמה מונחים בסיסיים:

• ציר נייטרלי: קו דמיוני בתוך המתכת שאינו נמתח או מתכווץ במהלך הכיפוף.

• איזור מתח: האזור בחוץ של הכיפוף שבו החומר נמתח.

• איזור כיווץ: האזור בפנים של הכיפוף שבו החומר מתכווץ.

• קו כיפוף: הקו הישר או העקום שבו מתרחש הקיפול.

• אורך שפה: אורך החלק השטוח היוצא מקו הקיפול.

המונחים העיקריים של עיצוב וייצור מוסברים להלן.

רדיוס כפיפה

רדיוס הקיפול הוא הרדיוס הפנימי של העקמומיות שנוצר בעת קיפול הגלם. זהו משתנה עיצוב עיקרי, אשר משפיע על דיוק ממדי, חוזק, צורה ויציבות מבנית.

לכל חומר ועובי יש רדיוס כיפוף מינימלי —גבול שמתחת לו הקיפול הופך לבלתי אפשרי מבלי לגרום נזק. כללים כלליים: רדיוס הקיפול המינימלי צריך להיות לפחות שווה לעובי החומר.

רדיוס קיפול מינימלי (R _{מינימום} ) = עובי חומר (t)

החסרת כיפוף

במהלך כיפוף, החומר באזור הכיפוף נמתח, מה שגורם לאורך השטחי הכולל של החלק להיות קצר מעט יותר מסכום הצלעות שלו. החסרת כיפוף היא הכמות שעליה יש להפחית מאורך הפרסה המפותח על מנת להשיג את המידות הסופיות הרצויות לאחר הכיפוף.

החסרת כיפוף = 2 × (התרחקות חיצונית – רשות כיפוף)

חישוב מדויק של החסרת כיפוף הוא חיוני להשגת אורך וمواصفות נכונות של החלק. ערך ההחסר תלוי בסוג החומר, בעובי וב радиוס הכיפוף.

רשות כיפוף

רשות כיפוף היא אורך החומר הנדרש ליצירת החלק העקום של הכיפוף לאורך הציר הנייטרלי. כאשר דף מכופף, הפנים מתכווץ והחוץ נמתח, אך הציר הנייטרלי נשאר באורך קבוע.

רשות הכיפוף לוקחת בחשבון את עובי החומר, זווית הכיפוף, שיטת הכיפוף וعامل ה-K. היא מייצגת את אורך הקשת של הציר הנייטרלי בין שתי הצלעות.

מקדם K

גורם K הוא פרמטר מרכזי בעיצוב דוכаниות, המוגדר כיחס בין מיקום ציר הנייטרלי לעובי החומר. בדרך כלל טווח ערכו הוא בין 0 ל-1 (לרוב 0.25 עד 0.5 בפועל). למשל, גורם K של 0.3 פירושו שציר הנייטרלי ממוקם ב-30% מעובי החומר מפני הפנים של הקיפול.

גורם K עוזר להעריך בכמה החומר נמתח או מתכווץ, והוא משמש לחישוב אורך הקיפול. הערכים המומלצים משתנים בהתאם לחומר ולרדיוס הקיפול.

שחרור קיפול

שחרור קיפול הוא חתך קטן או תעלה הנעשית בסוף קו קיפול כדי למנוע קריעה או עיוות בחומר. חשוב מאוד לצורך שמירה על שלמות מבנית ועל דיוק ממדי, במיוחד כאשר קיפול אינו מגיע לאורך כל החלק.

אין צורך בשחרורי קיפול עבור קיפולים העוברים מהקצה אחד לשני. הם נדרשים כאשר הקיפול מסתיים בתוך הגיליון, כדי למנוע ריכוז מאמצים.

כלל עיצוב:

רוחב שחרור מינימלי ≥ עובי חומר (t)

עומק שחרור מינימלי ≥ t + רדיוס כיפוף (R) + 0.5 מ"מ

הקשר קשור הוא שחרור פינה , שהוא חתך הנעשה בנקודות חיתוך של קווי כיפוף כדי לאפשר פינות נקיים ולמנוע סדקים.

החזרה לקמיצה

לאחר שמשחררים את כוח הכיפוף, המתכת נוטה לחזור חלקית לצורתה המקורית בגלל התאוששות אלסטית—תופעה זו ידועה כ החזרה לקמיצה . היא משפיעה על זווית הכיפוף הסופית ועל הרדיוס, ולכן העיצובים חייבים לפצות עליה כדי להשיג דיוק.

התאוששות אלסטית תלויה בתכונות האלסטיות של החומר, ברדיוס הכיפוף ובשיטת הכיפוף. חומרים עם חוזק 항שה גבוה יותר מציגים התאוששות גדולה יותר.

סדר כיפוף

סדר הטיוח הוא הסדר שבו מבוצעים מספר טיווחים על לוח אחד. סדר מדויק מונע התנגשות של כלים, עיוות של החלק ובעיות בתפעול. באופן כללי, מבצעים את הטיווחים מהצד החיצוני פנימה, וטיווחים פשוטים או גדולים יותר מבוצעים לפני המורכבים יותר. הסדר חייב גם להתאים לציוד הזמין ולאפשרויות המכונה.

כיוון הגרעין

למתכות יש מבנה גבישים שמקורו בתהליך הייצור (למשל, גלילה). הכיוון של גבישים אלו משפיע על היכולת להעיק.

כדי להפחית את הסיכון לشقקים, במיוחד בעקימות צרות או בחומרים מסוימים, יש לכוון את קו העקימה מאונך לכיוון הגבישים. עקימה במקביל לכיוון הגבישים מגדילה את הסיכוי לפיצול.