Quy trình thiết kế gia công kim loại tấm

1/ Thiết kế kim loại tấm

Những sản phẩm kỹ thuật cần tới các bề mặt mỏng, những chi tiết bao che, khung sẽ cần tới kim loại tấm, việc thiết kế kim loại tấm có thể gặp trong hầu hết các sản phẩm, như case CPU, các te bảo vệ của máy, nắp chụp, …

Khi thiết kế sản phẩm tấm, thường cần thiết kế 2D, hoặc từ phần mềm 3d với các công cụ trải phẳng như Solidworks, NX, Catia, Creo,.. rồi người ta trải phẳng nó để lấy biên dạng, sau đó cắt tấm ( 2D) và dùng các công cụ như uốn, dập, cắt mép,.. để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh. Công đoạn thiết kế kim loại tấm rất quan trọng, rất nhiều các yếu tố về kinh nghiệm lựa chọn tham số để đảm bảo quá trình gia công sản phẩm được chính xác, Bạn có thể tham gia khóa học Thiết kế kim loại tấm 

Trong công nghệ tấm, cũng có công nghệ khuôn gọi là dập liên hoàn hoặc dập 1 bước, dập liên hoàn sẽ trải qua nhiều bước uốn cắt theo thứ tự để tạo nên sản phẩm hoàn thiện, dập liên hoàn khi cần số lượng lớn, và những công ty lâu đời họ vẫn sử dụng cách thủ công hoặc bằng phần mềm có modul thiết kế khuôn dập liên hoàn, có thể tham khảo tại:  Khuôn dập liên hoàn

Các tấm kim loại tiêu chuẩn sẽ theo kích thước và hệ số gọi là Standard wire gauge/ SWG, từ hệ số SWG cho bạn có thể tra ra chiều dài thông qua bảng dưới

Độ chính xác của chi tiết tấm phụ thuộc vào độ dày và các công đoạn uốn, do đó máy móc đóng vai trò phần lớn. Các công ty hiện đại hoặc đầu tư công nghệ họ sử dụng phần mềm và kết hợp với máy uốn, dập CNC nhằm đảm bảo độ chính xác đồng bộ, không những tăng chất lượng mà còn đảm bảo được số lượng quy mô lớn.

Các dụng cụ cắt đơn giản có thể cắt các tấm từ 20SWG, chuyên dụng hơn có thể cắt được 14SWG, riêng máy cắt tay như hình có thể cắt được tấm dày 1.5mm.

Khi cần tạo lỗ và các vòng kín người ta thường đột dập, gồm chày và cối. Khi uốn đơn giản và tấm mỏng thường dùng khối V, nhưng cần độ chính xác và tấm dày phải qua máy móc chuyên dụng

2. Cắt và uốn kim loại tấm

Dùng kéo để cắt các tấm mỏng, và thường dùng kéo có mặt cắt thẳng hoặc đường cắt cong như hình dưới. Kéo thẳng để cắt các đường biên thẳng, còn cong dùng để cắt các đường biên dạng phức tạp.

Chiều dài tay cầm từ 200mm tới 300mm. Có loại tay dài dùng để tăng lực đòn bẩy và cắt tấm dày hơn.
Khi cắt tấm dày hơn 1.5mm thì máy cắt nghiêng được dùng.

Còn với những tấm dày hơn (1,6-2mm) nữa thì dùng loại máy cắt to hơn, kiểu  đòn bẩy lực và dậm chân. Chiều dài cắt từ 60cm đến 1.2m

Máy này sử dụng cũng khá đơn giản, bộ phận kẹp tấm ở phía trên, sau khi chỉnh vị trí mong muốn, dậm chân phần dưới, nó sẽ cắt. Tuy nhiên những máy như này bạn cần cẩn thận để tránh nguy hiểm
Khi cần tạo lỗ cho tấm dày tới 16SWG, chỉ cần sử dụng dụng cụ đột thường gọi là Q-MAX như hình, dùng bulon xiết qua phần kẹp của tấm, nó sẽ kéo căng và cắt đứt tấm.

Còn khi cần đột nhiều lỗ giống nhau tốt nhất bạn nên thiết và gia công chày và cối cho sản phẩm, và dùng thiết bị chuyên dùng như Fly Press

Thiết bị dập uốn vặn tay fly press

Máy này cũng được dùng khi uốn các chi tiết nhỏ
Phần chày được gắn mặt trên, và phần cối được lắp ở mặt dưới, và khi dập sẽ có lực phản hồi lên, và khi uốn góc giữa 2 mặt V thường là dưới 90 độ, và hay gặp là góc 88 độ

2.1/ Khi cắt tấm dùng fly press

2.2/ Khi uốn tấm dùng fly press

Một các uốn đơn giản hơn là đặt tấm vào khối V và dùng búa mềm gõ tấm xuống
Với phương pháp uốn này khi cần uốn tấm dài hơn rãnh khối V thì người ta dùng thêm các thanh thép hoặc tấm thép dày đặt vào khối V, tuy nhiên chỉ phù hợp với uốn các tấm có bán kính cong bên dưới

Máy uốn dùng để uốn các tấm to và dày hơn, và thường là uốn các dạng vỏ chữ nhật, ngàm kẹp phía trên có thể tùy chỉnh được theo chiều dày tấm, và thay đổi được tiết diện nhằm giữ được phần uốn trước.

3/ Phương pháp trải phẳng

Trải phẳng tấm sẽ có từ đơn giản tới phức tạp, trước tiên cùng xem cách trải phẳng 3 hình dạng đơn giản gồm trụ, cầu và côn.

Trải phẳng hình trụ

Trải một ống trụ cũng như bạn uốn tròn các tờ giấy rồi trải nó ra vậy

Còn dạng nón được trải phẳng theo đỉnh O, và thường phần đáy sẽ chia làm 12 cung
Phần hình nón cụt

Phần bài tập thực hành trải phẳng và tính toán tấm cho chi tiết, xem ở bài viết sau