The influence of parameters on force and hardness of sheet metal forming with single point incremental forming process
โดย ศิริโชค แหยมเจริญ
ปี 2557
บทคัดย่อ
กระบวนการขึ้นรูปแบบต่อเนื่องด้วยการสัมผัสเป็นจุด ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนเดียวมีขนาดเล็กและจำนวนน้อย การขึ้นรูปสำเร็จโดยปราศจากแม่พิมพ์และกำลังของเครื่องจักรที่น้อย โดยใช้หัวกดรูปทรงกลมขึ้นรูปโลหะแผ่น และควบคุมการเคลื่อนที่เชิงตัวเลข ซึ่งกระบวนการขึ้นรูปแบบนี้ต้องมีการควบคุมตัวแปรการขึ้นรูปให้เหมาะสมจึงจะได้ผลิตภัณฑ์ที่ดี ดังนั้นงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของตัวแปรที่มีผลต่อแรงและความแข็งผิวในการขึ้นรูปแผ่นโลหะด้วยกระบวนการขึ้นรูปแบบต่อเนื่องโดยการสัมผัสเป็นจุด ในการศึกษานี้จะใช้การขึ้นรูปแผ่นโลหะด้วยกระบวนการขึ้นรูปแบบต่อเนื่องโดยการสัมผัสเป็นจุดโดยการขึ้นรูปแผ่นโลหะ อลูมิเนียม ทองเหลือง และทองแดง ให้เป็นรูปทรงพีระมิดหัวตัดลึก 20 โดยมีตัวแปรในการศึกษาดังนี้ ซึ่งการขึ้นรูปจะใช้ตัวแปรต่างๆ กันดังนี้คือ มุมที่ใช้ในการขึ้นรูปคือ 30, 40 และ50 องศา และความเร็วในการหมุนของเครื่องมือกดคือ 200, 400 และ 600 รอบต่อนาที ในการทดสอบจะบันทึกขนาดของแรงที่ใช้ในการขึ้นรูป และชิ้นงานที่ได้จากการทดสอบจะถูกนำเอาไปตรวจสอบและวัดขนาดค่าความแข็งผิว ผลการทดลองพบว่าตัวแปรทั้งสามมีผลอิทธิพลต่อแรงและค่าความแข็งที่เกิดขึ้น โดยมุมและความเร็วในการหมุนของเครื่องมือกดที่ใช้ในการขึ้นรูปมากขึ้น แรงที่ใช้ในการขึ้นรูปและค่าความแข็งผิวจะน้อยลง โดยวัสดุที่ใช้แรงในการขึ้นรูปและค่าความแข็งผิวหลังการขึ้นรูปน้อยที่สุดคือแผ่นโลหะอลูมิเนียมที่มุม 50 องศา ความเร็วในการหมุนของเครื่องมือกดที่ 600 รอบต่อนาที และวัสดุที่ใช้แรงในการขึ้นรูปและค่าความแข็งผิวหลังการขึ้นรูปมากที่สุดคือ วัสดุแผ่นโลหะทองเหลืองที่มุม 30 องศา ความเร็วในการหมุนของเครื่องมือกดที่ 200 รอบต่อนาที
A single point incremental process, was developed as a theoretically ideal process for a small batch, especially small components. The process is beneficial in terms of mold less and low forming power. In this process, the products will be formed an exact shape by using a spherical head tool which is traveling by means of a numerical control. The purpose of this research is to study the influences of the process parameters on forming force and resulting hardness of the single point incremental process. The experiment was carried out by using a single point incremental process to form a truncated pyramid with 20 mm. of depth. There were three process parameters such as forming angle, rotation speed and workpiece material. The process angle were applied at 30, 40 and 50 degrees and 200, 400 and 600 rpm of the rotation speeds. In addition, the experiments were performed on 3 categories of materials, aluminum, brass, and copper. In order to investigate the influences, the forming forces were recorded. The finished produced were carefully examined and tested. The results of the experiments revealed that all parameters including materials, forming angle, and rotation speed influenced directly on the forming force and hardness of the workpiece. In addition, an increasing of forming angle and tool rotation speed resulted in a lower level of forming force and resulting hardness. The lowest forming force was found when forming an aluminum material with forming angle of 50 degrees and tool rotation speed of 600 rpm. In contrast, the highest forming force was found when forming brass materials using forming angle of 30 degrees and tool rotation speed of 200 rpm.