สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ศกษาอทธผลความหนดสารหลอลนทสงผลตอการขนรปถวยอลมเนยม

ดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนอง

A Study Influence of Velocity Liquid affect on Forming Aluminum Cup

by Incremental Sheet Forming process (ISF)

นายชนราช ปองเจรญ

นายสรยา ประสมทอง

นายสรยา นาแกว

โครงการวจยจากเงนกองทนสงเสรมงานวจยงบเงนกองทนสงเสรมงานวจย

สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ คณะครศาสตรอตสาหกรรม

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ศนยสพรรณบร

ประจาปงบประมาณ 2558

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ศกษาอทธผลความหนดสารหลอลนทสงผลตอการขนรปถวยอลมเนยม

ดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนอง

นายชนราช ปองเจรญ นายสรยา ประสมทอง นายสรยา นาแกว

โครงการวจยจากเงนกองทนสงเสรมงานวจยงบเงนกองทนสงเสรมงานวจย สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ คณะครศาสตรอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ศนยสพรรณบร

ประจาปงบประมาณ 2558

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ก

หวของานวจย ศกษาอทธผลความหนดสารหลอลนทสงผลตอการขนรป

ถวยอลมเนยมดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนอง โดย นายชนราช ปองเจรญ

นายสรยา ประสมทอง

นายสรยา นาแกว

สาขา วศวกรรมอตสาหการ คณะครศาสตรอตสาหกรรม

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

ปงบประมาณ 2558

บทคดยอ

การขนรปแบบตอเนองดวยการสมผสเปนจด เปนการขนรปททาใหชนงานเกดการ

เปลยนแปลงรปรางและขนาดอยางถาวร โดยทลกดแผนชนงานดวยเครองกดซเอนซ ซงการ

เคลอนทของทลสงผลตอรปทรง คณภาพชนงาน เชน ความหนา ผว และความสงชนงาน เปนตน

ในการทดลอง ทาการศกษาอทธพลของตวแปรทสงผลตอการเปลยนแปลงความหนาของ

ชนงานดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนองเคลอนทแกนเดยว ทาการขนรปภายใตสภาวะปกต

ความเรวรอบในการเคลอนท 500, 1,000 และ1,500 รอบ/นาท ความเรวในการเคลอนทของ

เครองมอ 100, 200 และ 300 มลลเมตร/นาท และ สารหลอลนใชในการขนรปทมระดบความหนดท

แตกตางกน ไดแก Draw 376 A , DTN-81 และDraw 359 H ทาการขนรปแผนอลมเนยม

ผลการทดลองพบวา การขนรปดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนอง ทความเรวในการ

เคลอนทเพมขนสงสดท 300 มลลเมตร/นาท ใหการเปลยนแปลงความหนาตาสด จากความเรวใน

การเคลอนท 100, 200 และ 300 มลลเมตร/นาท ในการทดลองใชความเรวรอบในการกดขนรปของ

เครองมอ 1,500 รอบ/นาท ผลความหนาของชนงานเปลยนแปลงนอยสด และโดยสารหลอลนทใช

ชวยการหลอลนทมคาความหนดสงจะใหคาสมประสทธความเสยดทานตากวาสารหลอลนทมความ

หนดตา

คาสาคญ : กระบวนการขนรป34แบบตอเนอง34/ สารหลอลน/ความหนด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ข

Research topic A Study Influence of Velocity Liquid affect on Forming Aluminum

Cup by Incremental Sheet Forming process (ISF)

By Mr.Chinnarat Pongjarearn

Mr.Suriya Namgaew

Mr.Suriya Prasomthong

Major Field Industrial Engineering

Academic Year 2015

Abstract

Incremental sheet forming processwith the single point incremental forming. Changes in

the shape and size permanently. The press sheet workpiece with milling machine CNC The

movement of said affecting shape, product quality such as thickness, surface height and inspected

In the experiment, the effect of variables that affect the thickness change of the target

with the process of continuous forms moving axis. The forming under normal conditions. Speed

of movement, and, 500 1,000 1,500 rpm, speed of movement of the tool, and 100 200 300 mm /

minute. And the lubricant used in forming the viscosity level are different, and Draw 376 A DTN-

81 Draw 359 H do forming the aluminum sheet

The results showed that Forming process of continuous molding The movement speed

increased the maximum 300 mm / minute. Transition thickness minimum. From the speed of

movement, and 100 200 300 mm / minute. Trial speed of pressing up pictures of tools, 1 500 rpm.

The thickness of the workpiece, little change. Passenger and lubricant used help lubrication with

high viscosity is provided between the lower right status of friction lubricant with low viscosity

Keywords : Incremental sheet forming process , lubricant , Viscosity

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ค

กตตกรรมประกาศ

โครงการวจยฉบบนสาเรจลลวงไดดวยด ผวจยขอขอบพระคณทานผทอปรคณทกทาน คร

อาจารย ทไดกรณาใหคาแนะนารวมท งขอเสนอแนะตางๆ ตลอดจนการแกไขปญหาอนเปน

ประโยชน ตองานทดลองน และขอขอบคณ อาจารย และเจาหนาท ในสาขาวชาวศวกรรม

อตสาหการ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ศนยสพรรณบร และมหาวทยาลย

เทคโนโลยราชมงคลธญญบร ททาการสนบสนนทางดานการใชสถานทเครองมอ และอปกรณ

ทดสอบทกชนดทเกยวของกบงานวจยน ทายนขอขอบคณสมาชกกลมทกทานทสนบสนน รวมคด

รวมสรางและเปนกาลงใจ จนใหงานสาเรจลลวงดวยด

นายชนราช ปองเจรญ

ผจดทา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฌ

สารบญตาราง

ตารางท หนา

2.1 คณลกษณะทวไป (General Characteristics) ของเหลก JIS SKD 11

หรอเหลก DIN 1.2379 12

3.1 ตารางความหนาชนงานหลงการขนรป ดวยความเรวรอบ 500 รอบ/นาท 33

3.2 ตารางความหนาชนงานหลงการขนรป ดวยความเรวรอบ 1,000 รอบ/นาท 34

3.3 ตารางความหนาชนงานหลงการขนรป ดวยความเรวรอบ 1,500 รอบ/นาท 34

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ซ

สารบญรปภาพ

รปท หนา

2.1 แสดงลกษณะการทางานของกระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด 4

2.2 แสดงกระบวนการกดขนรป 5

2.3 แสดงกระบวนการขนรปดวยแสงเลเซอร 6

2.4 แสดงกระบวนการขนรปแผนโลหะดวยการปนขนรป 7

2.5 แสดงกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนอง 7

2.6 แสดงกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด 8

2.7 แสดงกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบมทลเคลอนทรองรบ 9

2.8 แสดงกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด (แมพมพเฉพาะสวน) 10

2.9 แสดงกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจดแบบแมพมพเตม 10

2.10 แสดงแนวคดพนฐานในการดงขนรปลก 12

2.11 แสดงกลไกการดงขนรปลก 13

2.12 แสดงการดงขนรป และการดงขนรปซา เมอคา r > 50% 14

2.13 แสดงการทดสอบการดง 15

2.14 แสดงแรงดง (Tensile) 16

2.15 แสดงแรงกด (Compression) 16

2.16 แสดงแรงเฉอน (Shear) 17

2.17 แสดงความเคนความเครยดของการดงวสด 17

2.18 แสดงความเครยดเชงเสน (Linear Strain) 18

2.19 แสดงความเครยดเฉอน (Shear Strain) 19

2.20 แสดงเสนโคงความเคน-ความเครยด (Stress-Strain Curve)แบบมจดคราก (Yield Point) 20

2.21 แสดงลกษณะตารางวงกลมกรดบนโลหะแผน 21

2.22 การวดอตราเปอรเซนตความเครยดและอตราเปอรเซนตความเครยดรองโดยคา

ทไดจากการคานวณจะถกนาเสนอในรปบแบบของแผนภาพขดจากดการขนรป 22

2.23 แสดงตวอยางแผนภาพแสดงขดจากดการขนรป 23

2.24 แสดงกราฟตวอยางของคา Static Sensitivity 24

2.25 การคานวณคาความหยาบผวเฉลย (Ra) 24

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ซ

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปท หนา

3.1 แสดงขนตอนการดาเนนงาน 27

3.2 แสดงแผนอลมเนยมขนาด 300 x 300 มลลเมตร 28

3.3 แสดงแบบการเตรยมแผนอลมเนยมกอนการขนรป 28

3.4 แสดงลกษณะเครองมอทใชในการขนรป 29

3.5 ลกษณะชนทดสอบหาสมบตเชงกล 29

3.6 แสดงอปกรณเครองมอกดขนรป 30

3.7 แสดงภาพประกอบของอปกรณจบยด (fixture) 30

3.8 แสดงแผนอลมเนยมทเตรยมกอนการขนรป 30

3.9 แสดงชดอปกรณจบยด (fixture) 31

3.10 แสดงการจบยดแผนอลมเนยมขณะขนรป 31

3.11 แสดงเครองตด WIRE CUT 31

3.12 แสดงรปตาแหนงการวดความหนาตามภาพตดขวางของการขนรป 32

3.13 แสดงทาการวดขนาดดวยเวอรเนยดจตอล 32

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ง

สารบญ

หนา

บทคดยอภาษาไทย ก

บทคดยอภาษาองกฤษ ข

กตตกรรมประกาศ ค

สารบญ ง

สารบญรปภาพ ช

สารบญตาราง ฌ

บทท

1 บทนา

1.1 ความสาคญของปญหา 1

1.2 วตถประสงคของการศกษา 2

1.3 ขอบเขตของการศกษา 2

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3

2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1 แนวความคด 4

2.2 ทฤษฎทเกยวของ 5

2.2.1 กระบวนการกดขนรปโลหะดวยกรรมวธการขนรปแบบตอเนอง 5

2.2.2 กระบวนการกดขนรป 5

2.2.3 กระบวนการขนรปดวยแสงเลเซอร 6

2.2.4 กระบวนการปนขนรป 6

2.2.5 กระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนอง 7

2.2.6 กระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด 8

2.2.7 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบมทลเคลอนทรองรบ 9

2.2.8 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด 9

2.2.9 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด(แมพมพรองรบเฉพาะสวน) 9

2.2.10 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด ในแบบ

(แมพมพรองรบเตมสวน) 10

2.2.11 วสดชนงานทใชในการกดขนรป 11

2.2.12 วสดทใชเปนเครองมอในการกดขนรป 11

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ง

สารบญ (ตอ)

หนา

2.2.13 ทฤษฎการดงขนรปลก (Deep drawing operation) 12

2.2.14 สมบตเชงกลของวสดจากการดง (Mechanical properties tension) 14

2.2.15 ความเครยด 17

2.2.16 ความสมพนธระหวางความเคนกบความเครยด (Stress-Strain Relationship) 19

2.2.17 กระบวนการเปลยนรปของวสด (Deformation of material) 20

2.2.18 การวดคาอตราความเครยดทเกดจากการเปลยนรปของโลหะแผนในระนาบ

ความเคน (Deformation of Sheet in Plane Stress) 21

2.2.19 ความเหนยว (Ductility) 23

2.2.20 การวดแรง 23

2.2.21 ความหยาบผว 24

2.3 งานวจยทเกยวของ 25

2.4 สรปบท 26

3 วธดาเนนการศกษา

3.1 วธการดาเนนการวจย 27

3.2 ขนตอนการดาเนนการวจย 28

3.2.1 วสดทใชในการทดลอง 28

3.2.2 ขนตอนการดาเนนงานขนรป 30

3.3 วธการบนทกขอมล 33

4 ผลการทดลองและวเคราะหผล

4.1 อทธพลของความเรวในการเคลอนทและชนดของสารหลอทความเรวรอบ

ในการขนรป 500 รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน 35

4.2 อทธพลของความเรวในการเคลอนทและชนดของสารหลอทความเรวรอบ

ในการขนรป 1,000 รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน 36

4.3 อทธพลของความเรวในการเคลอนทและชนดของสารหลอทความเรวรอบ

ในการขนรป 1,500 รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน 37

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ง

สารบญ (ตอ)

หนา

4.4 อทธพลของสารหลอลน Draw 359 H ความเรวในการเคลอนท 100 , 200 และ300

มลลเมตร/นาท และความเรวรอบในการขนรป 500 , 1,000 และ 1,500 รอบ/นาท

ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน 38

5 สรปผลการทดลอง อภปลาย และขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง 40

5.2 อภปลายผลการทดลอง 40

5.3 ขอเสนอแนะ 41

เอกสารอางอง 42

ภาคผนวก

ภาคผนวก ก 45

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 1

บทนา

1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา

กรรมวธขนรปโลหะแผนในปจจบนยงเปนกระบวนการทมความยงยากซบซอนในการผลตซง

ในการทจะผลตใหไดซงการแปรรปโลหะแผนใหมขนาดรปรางใหเปนไปตามทตองการน น

กระบวนการทใชในการขนรป จะประกอบไปดวยขนตอนในการทางานในหลายๆสวน เชน ขนตอน

การออกแบบ ขนตอน การผลตการแมพมพทใชในการขนรปซงแมพมพทใชในการขนรปโลหะแผน

นนมความซบซอนในการผลต และมราคาสง และในการขนรปดวยแมพมพขนรปโลหะแผนนนตองใช

เครองจกรกาลงในการทางานสงในการขนรปโลหะแผนดวย อกทงดวยกรรมวธการขนรปโลหะดวย

แมพมพขนรปแบบเดมนนมความยงยากซบซอน ทาใหการผลตเพอการขนรปโลหะแผนใหเปนไปตาม

แบบหรอผลตภณฑ เพอใหค มคาในการผลต จงจะตองทาการผลตเปนจานวนมากเพอใหราคา

ผลตภณฑตอหนวย มราคาลดลง ซงทาใหความสามารถในเปลยนแปลงรปแบบของผลตภณฑ เปนไป

ไดอยางลาชา ซงขดตอความตองการของ ผบรโภคในปจจบนซงมความตองการ ความหลากหลายใน

รปแบบ ของผลตภณฑ เปนอยางมาก ดงนนจากปญหาทเกดขน จงมการนาเสนอแนวคดใหม ใน

กรรมวธการขนรปโลหะแผนโดยไมมการใชแมพมพขนรปโดยในการขนรปดวยกระบวนขนรปแบบ

ใหมนน จะมการใชกาลงในการขนรปแผนโลหะนอยกวากระบวนการขนรปโลหะแผนแบบเดมเปน

อยางมาก และอปกรณทใชในการขนรปกมขนตอนการผลตทมซบซอนนอยลง [1]นนกคอ

กระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด

กระบวนการขนรป3 4แบบตอเนอง3 4โดยการสมผสเปนจดเปนกระบวนการขนรปโลหะแบบ

ใหมทมความสามารถในการขนรปโลหะแผนไดอยางรวดเรว และ มความซบซอนในกระบวนการ

ผลตนอยกวาแบบเดมมากทาใหสามารถตอบสนองตอระบบเศรษฐกจในปจจบนทความตองการ

ของผบรโภคมความเปลยนแปลงอยางรวดเรว โดยองคประกอบหลกของกระบวน กระบวนการขน

รป34แบบตอเนอง3 4โดยการสมผสเปนจด จะประกอบไปดวย แผนโลหะทใชในการขนรป, อปกรณท

ใชในการขนรป, อปกรณจบยดแผนโลหะ และมลกษณะการทางานดงตอไปนคอ มการใชอปกรณ

ขนรป รปทรงกระบอกทมปลายเปนรศมโคงและหมนดวยความเรวรอบทกาหนดและทาการ

เคลอนทไปตามเสนทางการทางานทถกกาหนดดวย ระบบคอมพวเตอรชวยในการผลต (CAM)

[2]แลวทาการกดลงบนพนผวแผนชนงานโลหะทถกจบยด ทาใหเกดการเสยรปอยางถาวรเฉพาะจด

บนแผนโลหะดวยวธหมนขนรปในกระบวนการหมนขนรปโลหะแผนทมความยากตอการเขา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

รปทรงของแผนโลหะ ทาใหการหมนขนรปตองทาหลายๆรอบ และในการใชน ามนชวยหลอลน

ในขณะทาใหการหมนขนรปชนงาน จะชวยลดการสกหลอหวกด ตองคานงถงคณสมบตตางๆของ

น ามนหลอลนเชน สารหลอลน ความและความหนด เปนตน ซงอาจสงผลตอคณภาพชนงาน เชน

ความเรยบผว ความสามารถในการยดตวของชนงาน การเกดการฉกขาด การเกดรอยยน เปนตน

สาหรบงานวจยนศกษาปจจยตางๆทมผลการขนรปโลหะแผนดวยกระบวนการขนรป

แบบตอเนองดวยการสมผสเปนจด จะทาการศกษาการขนรปโดยใชวสด อลมเนยมแผน ซงเปน

โลหะแผนทมความสามารถในการขนรปในลกษณะตางๆไดสงและนยมใชงานในอตสาหกรรม

หลายๆประเภทในปจจบนโดยทาการศกษาปจจยตางๆทมผลตอการขนรปของโลหะแผน ดงนน

คณะผจดทาจงสนใจศกษาความหนดของน ามนหลอลนทสงผลกระทบในการขนรปถวยอลมเนยม

ดวยกระบวนการแบบตอเนอง และศกษาความหนา ความเรยบผว รอยยน การฉกขาด หลงการขน

รป ซงจะเปนแนวทางสาหรบอตสาหกรรมการขนรปโลหะแผน ตอไป

1.2 วตถประสงคของโครงการ

1.2.1 เพอศกษาความหนดนามนหลอลนทมสงผลตอคณภาพชนงาน

1.2.2 เพอศกษาผลกระทบปจจยและระดบความหนดนามนหลอลนในการขนรปแผน

อลมเนยมดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนอง

1.3 ขอบเขตของการศกษา

1.3.1 วสดทใชในการขนรป แผนอลมเนยม ความหนา 1 มลลเมตร ขนาด 300 มลลเมตร

300 มลลเมตร

1.3.2 สรางอปกรณสาหรบจบยดแผนโลหะ ขนาด 300 มลลเมตร 300 มลลเมตร

1.3.3 Punch รปทรงกระบอกทมปลายเปนรศมโคง เสนผาศนยกลาง 10 มลลเมตร รศม R 3

มลลเมตร ทาจากเหลกกลาเครองมอตามมาตรฐาน JIS เกรดSKD11

1.3.4 การทดลองใชเครองจกรกดซเอนซแนวตง CNC Milling Arrow 500

1.3.5 ทาการทดลองใชความเรวในการหมนของอปกรณทใชในกดการขนรป ( Punch )คอ

ความเรวรอบหวกด 3 ระดบ 300, 400 และ 500 มลลเมตร ตอนาท

1.3.6 ทาการทดลองใชอตราปอน 500 มลลเมตร/นาท

1.3.7 การทดลองกระทาการขนรปโดยมระยะการกดลงในแนวตงครงละ 0.25 มลลเมตร

1.3.8 ในการขนรปจะใชน ามนหลอลนทมความหนดตางกน 3 ระดบ ชวยในการขนรป

1.3.9 ทาการวดความเหนาทเกดขนบนพนผวโลหะวสดโดยใชvernier digital

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1.4.1 ทราบถงระดบคาความหนดน ามนหลอลนทสงผลในการขนรปแผนอลมเนยมดวย

กระบวนการขนรปแบบตอเนองดวยการสมผสเปนจด

1.4.2 ทราบถงผลกระทบระดบคาความหนดน ามนหลอลนและปจจยมผลในการขนรปแผน

อลมเนยมดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนองดวยการสมผสเปนจด 1.4.3 ทราบแนวทางการพฒนาองคความรใหมในกระบวนการขนรปแผนอลมเนยมดวย

กระบวนการขนรปแบบตอเนองดวยการสมผสเปนจด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 2

ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

2.1 แนวความคด

จากการทบทวนงานวจยพบวา กระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6โดยการสมผสเปนจดเปน

กระบวนการ ขนรปโลหะแผนททาใหเกดการเสยรปถาวรเฉพาะจด บนแผนโลหะ โดยใชอปกรณ

ขนรป รปทรงกระบอกทมปลายเปนรศมโคงและหมนดวยความเรวรอบทกาหนดโดยกาหนด

อณหภมในการขนรปใน3ระดบและทาการเคลอนทไปตามเสนทางการทางานทถกกาหนดดวย

ระบบคอมพวเตอรชวยในการผลต (CAM) [4] โดยในจดทเกดการเสยรปอยางถาวรนนเปนพนท

เลกๆทเกดจากการสมผสกนของอปกรณทใชในการขนรปกบพนผวของแผนโลหะซงกอใหเกด

ความเคนกดขนเปนผลใหเกดการเสยรปอยางถาวรโดยในปจจบนน กระบวนการขนรป 3 6

แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผสเปนจด เปนกระบวนขนรปโลหะแผนแบบใหม และยงมปจจยตางๆใน

การทางานทจะตองศกษา เพอใหเกดกระบวนการทางานทมประสทธภาพและเปนระเบยบแบบแผน

ในการทางาน ดงนนนกวจยจงพยายามทจะศกษากลไกการทางานของกระบวนการสาหรบงานวจยน

ศกษาปจจยตางๆทมผลการขนรปโลหะแผนดวยกระบวนการขนรปแบบลกโซดวยการสมผสเปนจด

จะทาการศกษาการขนรปโดยใชวสด ทองเหลองแผน ซงเปนโลหะแผนทมความสามารถในการขน

รปในลกษณะตางๆไดสงและนยมใชงานในอตสาหกรรมหลายๆประเภทในปจจบนโดย

ทาการศกษาปจจยตางๆทมผลตอการขนรปของโลหะแผนเชนมมทใชในการขนรป, ความเรวในการ

เดนของอปกรณ, ความเรวในการหมนของอปกรณ แลวจงนามาเปรยบเทยบลกษณะการขนรปท

เกดขน พรอมวเคราะหลกษณะการทางานทเกดขน ในปจจยแรงทเกดขนในกระบวนการขนรป,

ความเครยดทเกดขนบนพนผวของแผนโลหะและความหยาบผวของพนผวโลหะทผานการขนรป

โดยการศกษาจะสามารถนาไปเปนแนวทางและทางเลอกสาหรบอตสาหกรรมผลตการขนรปโลหะ

แผนดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนองดวยการสมผสเปนจด ตอไป

รปท 2.1 แสดงลกษณะการทางานของกระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด [5]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5

2.2 ทฤษฎทเกยวของ

2.2.1 กระบวนการขนรปโลหะแผนดวยกรรมวธการขนรปแบบตอเนองในลกษณะตาง ๆ

มกระบวนการขนรปโลหะแผนหลายๆแบบทใชกรรมวธการขนรปแบบตอเนองดวย

กรรมวธน ความสามารถในการขนรปของวสดจะเพมขนเมอ เทยบกบกระบวนการขนรปแบบเดม

โดยบางสวนของกระบวนการทจะกลาวถง จะมลกษณะการทางานพนฐานทคลายคลงกบ กระบวน

ขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด โดยจะกลาวถงถงภาพรวมโดยยอของทางเทคนคของ

กรรมวธการขนรปแบบตอเนอง ดงตอไปน

2.2.2 กระบวนการกดขนรป

การกดขนรปเปนหนงในกระบวนการขนรปแบบตอเนองทเกาทสดการกดหมายถง การ

ทาใหโลหะตางๆ ใหเปนรอยนนขนคลายๆ กรรมวธการปม ในอดตการกดขนรปเปนกรรมวธขนรป

โลหะแผนทตองกระทาดวย ทตองอาศยความชานาญ ความสามารถเฉพาะ ตองใชเทคนคของชาง

แตละคน แตในปจจบน กระบวนการดนขนรปโลหะไดมการนาเทคโนโลย CNC และ เทคโนโลย

การใชหนยนตมาควบคมในการทางาน ในการเคลอนทไปในจดตางๆ แลวทาการกดลงบนพนผว

โลหะทถกทาการจบยด ในแตละขนตอน ของการทางานทถกกาหนด ดงรป

(ก)ลกษณะของการกดขนรป (ข) หนยนตอตสาหกรรมทใชในการกดขนรป

รปท 2.2 แสดงกระบวนการกดขนรป[5]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6

2.2.3 กระบวนการขนรปดวยแสงเลเซอร

การขนรปวสดดวยเลเซอร หรอ Laser Forming ถอเปนกระบวนการขนรปดวย

กระบวนการทางกลและทางความรอน (Thermo-mechanical Forming Process) โดยหลกการของ

laser forming คอการฉายลาแสงเลเซอรลงบนผวชนงาน ทาใหเกดความเครยดบนพนผวแผนโลหะท

ถกจบยด ดวยความรอนจากการฉายแสงเลเซอรลงบนพนผว และเมอชนงานไดรบความรอนจะเกด

การ โกงงอของวสด

รปท 2.3 แสดงกระบวนการขนรปดวยแสงเลเซอร[5]

2.2.4 กระบวนการปนขนรป

การขนรปโลหะแผนบางทตองการใหผลตภณฑมรปทรงสมมาตรรอบแกนหรอผลตภณฑท

มลกษณะเปนโพรงในรปทรงตางๆการขนรปจะเรมตนโดยการนาแผนชนงานกลม (Blank) มาตด

กบกบแมพมพสปนนงใหมจดศนยกลางตรงกนแลวจงนาศนยทายแทนมากดใหแผนชนงานแนบ

สนทกบแมพมพสปนนงขนตอไปจะหมนแมพมพสปนนงทาใหแผนชนงานและศนยทายแทนหมน

ตามไปดวย หลงจากนนจงนาลกกลงมารดแผนชนงานใหแนบไปตามแมพมพสปนนง แผนชนงาน

จะคอยๆ ถกขนรปอยางตอเนองในบรเวณเลกๆ ทลกกลงสมผสกบแผนชนงานตามการเคลอนทของ

แผนชนงานรอบๆแกนการหมนของแมพมพสปนนง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7

รปท 2.4 แสดงกระบวนการขนรปแผนโลหะดวยการปนขนรป [5]

2.2.5 กระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนอง (Incremental Sheet Forming Process )

ในป 1994 Matsubara [4] ไดพฒนา กระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการใชการ

กระทงยนจากดานลางโดยใหแผนชนงานทดสอบถกจบยดบนแทนทสามารถเคลอนทขนลงใน

แนวต งได โดยตรงกลางของแผนชนงานจะถกรองรบ โดย แทนรองรบหรอทล และมนจะถก

ควบคมความเรวในการหมนโดยเครองจกร CNC และแทนทใชจบยดชนงานกจะถกกดลงสดานลาง

ตามระยะทกาหนดไว ดงรปท 2.5 โดยกรรมวธนสามารถผลตชนงานไดทงในลกษณะทมรปทรง

สมมาตร และรปทรงไมสมมาตร

รปท 2.5 แสดงกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนอง[5]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8

โดยกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนองไดถกพฒนากระบวนการทางานออกไปใน

3 ลกษณะ คอ กระบวนการขนรปแบบตอเนองดวยสมผสเปนจด(The Single Point Incremental

Forming),กระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยมทลเคลอนทรองรบ(The Incremental Forming with

Counter Tool)และ กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด (The Two Point Incremental

Forming) โดยในสวนตอไปจะเปนการนาเสนอลกษณะการทางาน ของกระบวนการขนรปโลหะ

แผนแบบตอเนอง ทง 3 ลกษณะ

2.2.6 กระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด

กระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจดเปนลกษณะการทางานแนวใหม

ในการทางานดวยกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนองโดยมลกษณะคลายกบการทางานดวย

กระบวนการปนขนรป และการดงขยายชนงาน ซงมความสามารถในการขนรปชนงานทมรปทรงไม

สมมาตรอกดวยโดยแผนชนงานจะถกจบยดโดยชดจบยดและถกกดขนรปโดยหวกดลงไปทาใหเกด

การเสยรปถาวรเฉพาะจด บนแผนโลหะ โดยใชทล รปทรงกระบอกทมปลายเปนรศมโคงและหมน

ดวยความเรวรอบทกาหนดและทาการเคลอนทไปตามเสนทางการทางานทถกกาหนดดวย ระบบ

คอมพวเตอรชวยในการผลต (CAM) [4] โดยในจดทเกดการเสยรปอยางถาวรนนเปนพนทเลกๆท

เกดจากการสมผสกนของอปกรณทใชในการขนรปกบพนผวของแผนโลหะซงกอใหเกดความเคน

กดขนเปนผลใหเกดการเสยรปอยางถาวร

รปท 2.6 แสดงกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด [5]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9

2.2.7 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบมทลเคลอนทรองรบ

กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบมทลเคลอนทรองรบเปนการเปลยนแปลงลกษณะ

การทางานจากกระบวนการขนรปโลหะแผนแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด ทไมมการใชแผน

รองยดดานลางและใชอปกรณในการขนรปเสรมในดานลางของแผนชนงานและเคลอนทไปใน

ทศทางเดยวกนอปกรณขนรปหลก

รปท 2.7 แสดงกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบมทลเคลอนทรองรบ [5]

2.2.8 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด

ในกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจดแผนชนงานจะถกจบยดบนชดยด

จดทสามารถปรบใหเคลอนทขนลงไดในแนวแกน Z โดยใชทลในการขนรปทมรปรางในลกษณะ

เดยวกนกบกระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจดโดยใหทลทาการกดลงบนของ

แผนชนงานดานบนจากบนลงลางตามลกษณะรปทรงของชนงานทกาหนดโดยกระบวนการขนรป

แบบตอเนองแบบสมผสสองจด ถกแบงลกษณะการทางานเปน2แบบตามลกษณะของแมพมพท

เปลยนไปคอแบบแมพมพรองรบเฉพาะสวน,และแมพมพรองรบเตมสวน

2.2.9 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด (แมพมพรองรบเฉพาะสวน)

กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจดในแบบแมพมพรองรบเฉพาะสวนม

ลกษณะการทางานคลายกบ แผนรองหลง ในกระบวนการขนรปแบบตอเนองโดยการสมผสเปนจด เพยง

แตมนจะทาการรองรบเฉพาะพนททถกกาหนดของแผนชนงาน และกระบวนการนจะชวยเพมความ

เทยงตรงของรปทรงของชนงานในลกษณะของงานทมการขนรปดวยรปทรงทไมตรงตามแบบทาง

เรขาคณต อกทงยงสามารถนา แมพมพรองรบเฉพาะสวนไปผลตชนงานอนๆทมความคลายคลงได

ตอไปอกดวย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

รปท 2.8 แสดงกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด (แมพมพเฉพาะสวน)[5]

2.2.10 กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด ในแบบ (แมพมพรองรบเตมสวน)

กระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจด ในแบบ (แมพมพรองรบเตมสวน)

สามารถเรยกไดวากระบวนขนรปแบบตอเนองในลกษณะนไมอยในแนวทางการทางานทจะไมใช

แมพมพในการ แตมนกชวยเพมความเทยงตรงในการขนรปชนงานไดอยางมาก เนองจากในขณะท

ทาการขนรป แผนงานจะถกบงคบโดยทลใหขนรปไปตามกบขนาดแมพมพทไดกาหนดไว

รปท 2.9 แสดงกระบวนการขนรปแบบตอเนองแบบสมผสสองจดแบบแมพมพเตม [5]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11

2.2.11 วสดชนงานทใชในการกดขนรป

คณสมบตของอลมเนยม

ลกษณะภายนอกของอลมเนยมคอมสเงน มความหนาแนนนอย น าหนกเบา และมกาลง

วสดตอหนวยน าหนก (Strenght-to-Weght Ratio) สงมความเหนยวจดหลอมเหลวตาหลอหลอมได

งายอลมเนยมบรสทธ เมอทงไวในอากาศจะเกดออกไซดของอลมเนยมขนเปนอลมเนยมออกไซด

(Aluminum Oxide) เคลอบอยเปนผวบาง ๆ ทาใหอลมเนยมนนทนตอบรรยากาศ ไมถกกดกรอน

คณสมบตเปนโลหะทมความหนาแนนนอย น าหนกเบา รบภาระน าหนกไดสง สามารถขนรปไดงาย

ไมเสยงตอรอยราว และการแตกหก ไมเปนสนม ทนตอการกดกรอน และไมเปนพษตอมนษย และ

นอกจากนอลมเนยมถอเปนโลหะทถกนามาใชประโยชนมากทงในภาคอตสาหกรรม และภาค

ครวเรอน สาหรบภาคอตสาหกรรมใชในการผลตอลมเนยมผสม และผลตภณฑอลมเนยม สวนภาค

ครวเรอนมใชมากในการกอสราง และตกแตงบาน ทดแทนไม และเหลก เนองจากเปนโลหะทม

คณสมบตคงทนตอการหก ความรอน การกดกรอน น าหนกเบา และมความสามารถในการสะทอน

แสง และความรอนไดด

2.2.12 วสดทใชเปนเครองมอในการกดขนรป

เหลกกลาเครองมอมาตรฐาน JID เกรดSKD 11 เปนเหลกกลาเครองมองานเยนประเภท

คารบอนสงและโครเมยมสง เปนกลมทมการใชงานกนมากทสดในกลมเหลกกลาเครองมอเยน ธาต

ผสมหลก คอ คารบอน โครเมยม และโมลบดนม โดยมคณสมบตทนตอการสกหรอ และการเสยดส

ทดเยยม ทาใหสามารถรกษาคมตดไวไดนาน ซงเปนผลมาจากการมปรมาณคารไบดในระดบสง

และโครงสราง เทมเปอรมารเทนไซต ภายหลงการชบแขงและอบคนตว (Tempering) อยางไรก

ตามขอจากดประการสาคญของเหลกกลาเครองมอกลมน คอ ความสามารถในการกลงไสทตามาก

และมความเหนยวทลดตาลงเมอเทยบกบเหลกกลาเครองมองานเยนในกลมอนซงมคณลกษณะเดนๆ

(Significant Characteristics) ดงน

1.) มความตานทานตอการสกหรอสงมาก

2.) มความเหนยวแกรงพอใช

3.) ชบแขงไดลกมาก มความสามารถในการชบแขงสงมาก และชบแขงในเตา

สญญากาศได

4.) ตานทานการออนตวทอณหภมสงไดด

5.) เกดการบดงอนอยมากหลงการชบแขง

6.) ตานทานการสญเสยคารบอนทผวไดต า

7.) สามารถทาไนไตรดงหลงการชบแขงได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12

ตารางท 2.1คณลกษณะทวไป (General Characteristics) ของเหลก JIS SKD 11 หรอเหลก

DIN1.2379

สวนผสมทาง

เคม (% wt.)

C Cr Mo V

1.55 12.0 0.7 1.0

AISI D2

JIS SKD – 11

DIN 1.2379 / x 155CrVMo12 - 1

สภาพจาหนาย อบออนความแขงสงสด 250 HB

สภาพหลงชบ ชบแขง และอบคนตว 58 – 62 HRC

2.2.13 ทฤษฎการดงขนรปลก (Deep drawing operation)

การดงขนรปลกเปนกระบวนการผลตผลตภณฑรปถวยหรอรปเปลอกทมขอบสงจาก

โลหะแผนดงแสดงในรปท 3 เครองมอทใชประกอบดวยชดแมพมพทมขอบพนชและดายเปนรศม

โคง(R > t) เมอมแรงกดกระทาทแผนโลหะชนงานผานพนชแผนโลหะชนงานจะไหลเขาสชองเปด

ดายตามแนวรศมเขาหาศนยกลางและเปลยนรปจากแผนเปนชนงานรปเปลอกการศกษาในเรองของ

กระบวนการดงขนรปลกเปนเรองทซบซอนการทจะทาความเขาใจไดงายขนนนจะแบงออกเปน

การศกษาสวนของกระบวนการและในทนเราจะกลาวถงการศกษาสวนของกลไกการขนรปในการ

ขนรปลก

รปท 2.10 แสดงแนวคดพนฐานในการดงขนรปลก[6]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13

กลไกการดงขนรปลก (Mechanics of deep drawing) เมอพจารณาสงทเกดขนในขนตอน

เรมตนกระบวนการจากรปท 1 แผนวตถดบจะเรมถกดดทบรเวณรศมขอบดายและเมอเพมภาระ

กระทาทตวพนชใหมากขนทาใหแผนโลหะทถกดดบรเวณรศมดายจะถกดง (หรอดดกลบ) ใหเปน

เสนตรงอยระหวางชองวางของพนชและดายเกดเปนผนงหรอเปลอกของชนงานรปถวยเตยๆ

หลงจากนนแผนโลหะทอยดานนอกจะเรมไหลเขาชองเปดดายมากขนแตเนองจากทผวดานลางของ

แผนโลหะทสมผสอยกบผวดายทาใหเกดแรงเสยดทานตานทานการไหลของแผนโลหะ

(ก) (ข)

(ก) ชวงแรกของการดงขนรปซงจะเกดเฉพาะการดด

(ข) บรเวณทเกดความเคนอดในระหวางกระบวนการ

รปท 2.11 กลไกการดงขนรปลก[7]

จากกลไกดงทกลาวกระบวนการดงขนรปประกอบไปดวยชวงการรบภาระลกษณะตางๆกน

ของแผนโลหะคอชวงการดดชวงการดงใหตรง (หรอการดดกลบ) สงผลใหการเสยรปอยางถาวรของ

แผนโลหะเกดขนไมเทากนดงแสดงในรปท 3 แผนโลหะทบรเวณปก (หรอขอบชนงาน) กอนไหล

เขาสชองเปดดายจะมความหนาเพมขนเนองจากความเคนอดในแนวเสนรอบวงในขณะทสวนทไหล

ผานบาดายจะมความหนาลดลงเนองจากความเคนแรงดงในแนวรศมสวนทบางทสดจะเกดขนท

บรเวณสวนลางของผนงดวยเหตนถาในระหวางกระบวนการดงขนรปลกชนงานมกจะเสยหายจาก

การฉกขาดทบรเวณกนถวยเปนสวนใหญ

ในอตสาหกรรมการผลตถาตองการชนงานรปถวยทมคณภาพดไมมการฉกขาดจะใชคา r

นอยกวา 50% ในกรณทตองการดงขนรปลกมาก (คา r มากกวา 50%) จะทาการดงขนรปสองครงดง

แสดงในรป 4. ชนงานทไดจากการดงขนรปครงแรกจะใชคา r ต ากวา 50% จากนนจงนามาดงขนรป

ซาดงแสดงในรป 5. ครงทสองจะกาหนดท 20% และครงท 3 จะกาหนดท 13% ตามลาดบแตในกรณ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14

ทตองดงขนรปซ ามากกวา 3 ครงขนไปตองนาชนงานไปทาการอบออนทกๆ 2 ครงการดงขนรป

เสมอเพอขจดผลจากความเครยดแขงและหลกเลยงการแตกราวและเสยหายของผลตภณฑ

รปท 2.12 แสดงการดงขนรปและการดงขนรปซาเมอคา r > 50%[6]

2.2.14 สมบตเชงกลของวสดจากการดง (Mechanical properties tension )

สมบตทเหนไดชดเจนทสดของผลตภณฑคอความสามารถในการรบแรง (Loads)การ

กระทาของแรงมหลายประเภทเชนแรงใชงาน (Service load) แรงสถต (Static load) เปนตน

1.) การทดสอบการดง (Tension test)

วธการหาสมบตวสดทนยมใชกนมากทสดคอการทดสอบการดง (Tension testหรอ

Tensile test) เพอใหผลการทดสอบเปนทยอมรบไดทวไปจงตองทาการทดสอบตามมาตรฐานท

กาหนดเชน ASTM Standard E8 หรอมาตรฐานอนซงเปนทยอมรบโดยสากล

2.) เสนโคงความเคนกบความเครยด (Stress-Strain curve)

ในระหวางการทดสอบการดงทงโหลดและความยด (Elongation) เปลยนแปลงอยาง

ตอเนองจงตองวดการเปลยนแปลงของโหลดและความยดจากนนจงนามาเขยนแผนภาพแรงกบการ

กระจด (Force-displacement diagram) ดงแสดงในรปท 3.6 (ก) ซงเปนรปแบบของโลหะเหนยวเชน

เหลกกลาททดสอบในอณหภมปกต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15

(ก) (ข) (ค) (ง)

(ก) ความเคนกบการกระจดทหาไดจากการทดสอบวสดเหนยว

(ข) ชนทดสอบหนาตดขวางเดม

(ค) เปลยนรปอยางพลาสตก – สมาเสมอในชวงความยาวทดสอบและ

(ง) การคอดและขาด

รปท 2.13 แสดงการทดสอบการดง [7]

ความเคน (Stress) และ ความเครยด(Strain)

ความเคน (Stress)

ความเคนหมายถง แรงตานทานภายในเนอวสดทมตอแรงภายนอกทมากระทาตอหนง

หนวยพนท แตเนองจากความไมเหมาะสมทางปฏบต และความยากในการวดหาคาน เราจงมกจะ

พดถงความเคนในรปของแรงภายนอกทมากระทาตอหนงหนวยพนท ดวยเหตผลทวา แรงกระทา

ภายนอกมความสมดลกบแรงตานทานภายใน การหาคาความเคนสามารถเขยนเปนสมการได

ดงนคอ

σ =ΡΑ

เมอ σ = ความเคน (Stress) มหนวยเปนปาสกาล (Pa, 1 Pa = 1N/m2) หรอ kgf/mm2

Ρ = แรงภายนอกทมากระทา มหนวยเปน N หรอ kgf หรอ

Α = พนทภาคตดขวางทแรงกระทา : m2หรอ mm2หรอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16

โดยทวไปความเคนสามารถแบงออกไดเปน 3 ชนด ตามลกษณะของแรงทมากระทาโดย

ในทางปฏบตความเคนทเกดจะมทง 3 แบบนพรอม ๆ กน

1.) ความเคนแรงดง (Tensile Stress)เกดขนเมอมแรงดงมากระทาต งฉากกบพนท

ภาคตดขวาง โดยพยายามจะแยกเนอวสดใหแยกขาดออกจากกน ดงรป

รปท 2.14 แสดงแรงดง(Tensile)

2.) ความเคนแรงอด (Compressive Stress) เกดขนเมอมแรงกดมากระทาตงฉากกบพนท

ภาคตดขวาง เพอพยายามอดใหวสดมขนาดสนลง ดงรป

รปท 2.15 แสดงแรงกด (Compression)

3.) ความเคนแรงเฉอน (Shear Stress) เกดขนเมอมแรงมากระทาใหทศทางขนานกบพนท

ภาคตดขวาง เพอใหวสดเคลอนผานจากกนดงรปมคาเทากบแรงเฉอน (Shear Force) หารดวยพนท

ภาคตดขวาง A ซงขนานกบทศทางของแรงเฉอน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17

รปท 2.16 แสดงแรงเฉอน (Shear)

2.2.15 ความเครยด

ความเครยด (Strain) คอ การเปลยนแปลงรปรางของวสด (Deformation) เมอมแรง

ภายนอกมากระทา (เกดความเคน) การเปลยนรปของวสดนเปนผลมาจากการเคลอนทภายในเนอ

วสด ซงลกษณะของมนสามารถแบงเปน 2 ชนดใหญ ๆ คอ

รปท 2.17 ความเคนความเครยดของการดงวสด

1.) การเปลยนรปแบบอลาสตกหรอความเครยดแบบคนรป (Elastic Deformation or Elastic

Strain) เปนการเปลยนรปในลกษณะทเมอปลดแรงกระทา อะตอมซงเคลอนไหวเนองจากผลของ

ความเคนจะเคลอนกลบเขาตาแหนงเดมทาใหวสดคงรปรางเดมไวได ตวอยางไดแก พวกยางยด,

สปรง ถาเราดงมนแลวปลอยมนจะกลบไปมขนาดเทาเดม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18

2.) การเปลยนรปแบบพลาสตกหรอความเครยดแบบคงรป (Plastic Deformation or Plastic

Strain) เปนการเปลยนรปทถงแมวาจะปลดแรงกระทานนออกแลววสดกยงคงรปรางตามทถก

เปลยนไปนน โดยอะตอมทเคลอนทไปแลวจะไมกลบไปตาแหนงเดม

วสดทกชนดจะมพฤตกรรมการเปลยนรปทงสองชนดนขนอยกบแรงทมากระทา หรอความ

เคนวามมากนอยเพยงใด หากไมเกนพกดการคนรป (Elastic Limit) แลว วสดนนกจะมพฤตกรรม

คนรปแบบอลาสตก(Elastic Behavior) แตถาความเคนเกนกวาพกดการคนรปแลววสดกจะเกดการ

เปลยนรปแบบถาวรหรอแบบพลาสตก(Plastic Deformation)

นอกจากความเครยดทง 2 ชนดนแลวยงมความเครยดอกประเภทหนงซงพบในวสด

ประเภทโพลเมอร เชน พลาสตก เรยกวาความเครยดกงอลาสตกจะมลกษณะทเมอปราศจากแรง

กระทาวสดจะมการคนรป แตจะไมกลบไปจนมลกษณะเหมอนเดมการคานวณหาคาความเครยดม

อย 2 ลกษณะคอ

1.) แบบเสนตรง ความเครยดทวดไดจะเรยกวา ความเครยดเชงเสน (Linear Strain) จะใชได

เมอแรงทมากระทามลกษณะเปนแรงดงหรอแรงกด ดงรปท2.2 คาของความเครยดจะเทากบความ

ยาวทเปลยนไปตอความยาวเดม ดงสมการ

eL

Lo=∆

เมอe= ความเครยดเชงเสน

∆L = ความยาวทเปลยนไป ( )L Lo−

Lo = ความยาวเดมของวสดทสนใจ หรอGage Length

รปท 2.18 ความเครยดเชงเสน (Linear Strain)

2.) แบบเฉอน เรยกวา ความเครยดเฉอน (Shear Strain) ใชกบกรณทแรงทกระทามลกษณะ

เปนแรงเฉอน (τ ) ดงรป คาของความเครยดจะเทากบระยะทเคลอนทไปตอระยะหางระหวาง

ระนาบ ดงสมการ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19

γ =ah

เมอ γ = tanθ θ≈ (Radian ในกรณทเปนมมเลก)

a = ระยะทเคลอนทไป(Displacement)

h = ระยะหางระหวางระนาบ

θ = มมทเปลยนไป

รปท 2.19 แสดงความเครยดเฉอน (Shear Strain)

จะเหนไดวาคาของความเครยดทงสองแบบไมมหนวยเพราะตวตงและตวหารมหนวยเปน

ความยาวอยแลว

2.2.16 ความสมพนธระหวางความเคนกบความเครยด(Stress-Strain Relationship)

ในการแสดงความสมพนธระหวางความเคนและความเครยดในทนเราจะใชเสนโคง

ความเคน-ความเครยด (Stress-Strain Curve) ซงไดจากการทดสอบแรงดง(Tensile Test) เปนหลก

โดยจะพลอตคาของความเคนในแกนตงและความเครยดในแกนนอน ดงรป2.7 การทดสอบแรงดง

นอกจากจะใหความสมพนธระหวางความเคน-ความเครยดแลว ยงจะแสดงความสามารถในการรบ

แรงดงของวสดความเปราะ เหนยวของวสด(Brittleness and Ductility) และบางครงอาจใชบอก

ความสามารถในการขนรปของวสด(Formability) ไดอกดวย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20

รปท 2.20 แสดงเสนโคงความเคน-ความเครยด (Stress-Strain Curve) แบบมจดคราก (Yield Point)[7]

2.2.17 กระบวนการเปลยนรปของวสด (Deformation of material)

กลไกในขบวนการเปลยนรปสวนใหญแลวจะเปนการเปลยนรปแบบถาวร (Permanent

Deformation) ซงมกจะเกดจากการทวสดไดรบแรงมากระทาจนเกดการเปลยนแปลงชนดรนแรง

ถงแมวาเราจะเอาแรงนนออกแลวกตามมนกไมสามารถจะกลบคนสในสภาพเดมได

1.) สลป (Slip Deformation) คอ การเลอนตว หรอการเลอนผานกนระหวางผลกในแนว

ของอะตอม (Atom) ในระนาบ (Planes) ของผลก โดยเปนการเคลอนยายชนดแบบถาวรโดยท

ถงแมวาจะไมม ความเคนใดๆ แตผลกนนๆกจะไมสามารถเคลอนกลบมาใหอยในสภาพดงเดมไดอก

เลย

2.) ทวนนง (Twinning Deformation) หมายถงขบวนการในการเปลยนรป อน

เนองมาจากระยะหรอแนวของผลกเกดการถกเฉอน ใหแบงแยกออกเปน 2 สวนทมลกษณะคลายกน

หรอเหมอนกนโดยท ทศทางในการหกเหจะเปนไปทงระนาบเลยทเดยว

3.) ดสโลเคชน (Dislocation) คอขบวนการทเกดการคลาดเคลอนของวสดเมอเกดมแรง

หรอไดรบแรงมาจากภายนอกเขามากระทาจนกระทงอะตอมเกดอาการเลอนตวขนนนเอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21

2.2.18 การวดคาอตราความเครยดทเกดจากการเปลยนรปของโลหะแผนในระนาบความเคน

(Deformation of Sheet in Plane Stress)

ในขณะทมการเปลยนรปบนระนาบความเคน (Plane stress) พจารณา

(Workhardening)ของวสดซงเขากาลงประยกตใชทฤษฏสดสวนการเปลยนรปในภาพประกอบ2.21

ลกษณะทยงไมมการเปลยนรปทความหนาotขนาดเสนผานศนยกลางodหรอตารางขนาดod แสดงใน

ภาพประกอบ (ก) ดงนนในระหวางการเปลยนรปวงกลมจะเปลยนไปเปนวงรแกนของ Major คอ1

dแนวแกนของ Minor คอ2 dถาปรบตารางสเหลยมใหเขากบทศทางหลกของกรดวงกลมจะกลายเปน

สเหลยมผนผาดงภาพประกอบ 11 (ข) สวนความหนาคอ t ตามทกรณแสดงดงภาพประกอบ 11 (ค)

ความเคนททาใหเปลยนรปคอσ1และσ2

(ก) (ข) (ค)

(ก) ขณะทยงไมเปลยนรปกรดวงกลม

(ข) เมอมการเปลยนรปกรดวงกลมจะเปลยนเปนรปวงรขนาดของแกนหลกคอd1

และขนาดแกนรองคอd2

(ค) การดง ,T, หรอแรงสงผานตอหนวยความกวาง

รปท 2.21 แสดงลกษณะตารางวงกลมกรดบนโลหะแผน[7]

คาความเครยดสงสดของความเครยดหลกและความเครยดรองสามารถกาหนดโดยการวด

ความเครยดบนแผนโลหะดวยการใช กรดวงกลมโดยการพลอตความเครยดหลกสงสดลงมาถง

ความเครยดหลกตาสดซงหาไดจากกรดวงกลมเปลยนรปเปนวงรทเกดการคอดและการแตกหลงการ

ยดแบบสองแกนโดยการพลอตเสนโคงรอบๆบรเวณการดงและการกดโดยใชการทดสอบทางเชงกล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22

ทแตกตางกนอตราความเครยดทเกดขนบนพนผวชนงานหลงการขนรปอตราความเครยดทเกดขน

บนพนผวชนงานหลงการขนรป เกดจากการคานวนหาอตราสวนของรปรางวงกลมกรดทเปลยนตาม

แนวแกน ไดจากสตรดงตอไปน

% ความเครยดหลก (Major strain) = (ความยาวแกนหลกทเปลยนไป–ความยาวแกนหลกเดม)X 100

ความยาวแกนหลกเดม

% ความเครยดรอง (Major strain) = (ความยาวรองหลกทเปลยนไป – ความยาวแกนรองเดม) X 100

ความยาวแกนหลกเดม

โดย I0 = ความยาวแกนหลกเดม

If = ความยาวแกนหลกทเปลยนไป

W0 = ความยาวแกนหลกเดม

Wf = ความยาวรองหลกทเปลยนไป

รปท 2.22 แสดงการวดอตรา เปอรเซนตความเครยดและอตรา เปอรเซนตความเครยดรองโดยคาท

ไดจากการ คานวณจะถกนาเสนอในรปบแบบของแผนภาพขดจากดการขนรป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23

รปท 2.23 แสดงตวอยางแผนภาพแสดงขดจากดการขนรป

2.2.19 ความเหนยว (Ductility)

คาทใชวดจะบอกเปนเปอรเซนตการยดตว (Percentage Elongation) และการลดพนท

ภาคตดขวาง (Reduction of Area) ในทางปฏบตเรามกใชคา %El มากกวาเพราะสะดวกในการวด

ความเหนยวของวสดนจะเปนตวบอกความสามารถในการขนรปของมนคอถาวสดมความเหนยวด

(%El สง) กสามารถนาไปขนรปเชนรดตขนรปดงเปนลวดฯลฯไดงายแตถามความเหนยวตา (เปราะ ,

Brittle) กจะนาไปขนรปยากหรอทาไมไดเปนตน

2.2.20 การวดแรง

ในการวดแรงโดยใชไดนาโมมเตอรแบบแบบสเตรนเกจ (Strain Gage) นน มทฤษฎใน

การทางานดงน คอ การเปลยนแปลงความตานทานทางไฟฟาของโลหะจะเกดขนเมอโลหะนนถก

กระทาภายใตโหลด ซงเปนทฤษฎทนยมใชในการวดความเครยด (Strain ) ซงอปกรณทใชการวด

แรงนนจะถกเรยกวาโหลดเซลล โดยโหลดเซลลแบบสเตรนเกจจะเปลยนแรงทมากระทาเปน

สญญาณไฟฟา เครองมอวดแบบนยดตดกบโครงสรางทมการเปลยนรปเมอมแรงหรอน าหนกมา

กระทา สวนใหญแลวมกจะใชเกจวดความเครยด 4 ตว ในการวดเพอใหไดความไวสงสดและมการ

ชดเชยผลของอณหภมขณะทาการวดดวย เกจทงสจะเชอมตอเขาดวยกนเพอชวยในการปรบตง

คาชดเชยวงจร โดยทวไป เกจ 2 ตวจะอยในสภาพถกดงและอก 2 ตวอยในสภาพถกกด ดงแสดงใน

รปท 2.7 เมอมน าหนกมากระทา ความเครยดจะเปลยนเปนความตานทานทางไฟฟาในสดสวน

โดยตรงกบแรงทมากระทา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24

รปท 2.24 แสดงกราฟตวอยางของคา Static Sensitivity

จากกราฟขางตนเปนกราฟตวอยางของคาStatic SensitivityคาStatic Sensitivityคอคา

อตราสวนระหวาง Output ตอ Input ซงในทนคา Output หมายถงแรงดนไฟฟาทออกมาและคา Input

คอแรงทกระทากบตว Load Cell ซงจะตองมา Plot กราฟอกครงหลงจากการทดลอง

2.2.21 ความหยาบผว

ความหยาบผวสามารถวดหรออานคาไดจากหลายรปแบบไมวาจะเปน การอานคาเฉลย

ของความหยาบผว (Ra) การอานคาของจดสงสดถงจดตาสดของความหยาบผว (Ry) ตลอดจนการ

อานคาเฉลยของจดสงสดถงจดตาสด (Rq) คาความหยาบในแตละลกษณะขนอยกบขอกาหนดใน

การใชงานโดยสวนใหญมกนยมกาหนดเปนคาความหยาบผวเฉลย

คาความหยาบผวเฉลย(Ra : Arithmetical mean roughness)

คาความหยาบผวเฉลยหมายถง คาเฉลยจากการคานวณคากลางระหวางจดยอดและ

จดกนแอง เพอกาหนดเสนกงกลาง (Mean) แลวนาคาทหางจากเสนกงกลางดานบนมาหกลางกบคาท

หางจากเสนกงกลางลงดานลางเทยบกบระยะทางดงแสดงในรปท2.18 ซงสามารถเขยนสมการใน

การคานวณไดดงสมการท 2.6

∫=

0dx |f(x) | 1 Ra

รปท 2.25 แสดงการคานวณคาความหยาบผวเฉลย(Ra) [8]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25

2.3 งานวจยทเกยวของ

กระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผสเปนจด เปนกระบวนขนรปโลหะแผนแบบ

ใหม และยงมปจจยตางๆในการทางานทจะตองศกษา เพอใหเกดกระบวนการทางานทม

ประสทธภาพและเปนระเบยบแบบแผนในการทางานดงนนนกวจยจงพยายามทจะศกษากลไกการ

ทางานของกระบวนการโดยมงานวรรณกรรมทนาสนใจในงานขนรปโลหะแผนดวยกระบวนการ

ขนรป36แบบตอเนอง36ดวยการสมผสเปนจด ดงน

P.A.F.Martin , N.Bay , M Skjoedt , M.B Silva[9] ไดทาการศกษาทฤษฎเพอวเคราะห

รปแบบ ดวยการขนรปแบบขนพนฐานของกระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผสเปนจด

และอธบายผลทไดจากการทดลองในงานวจยทในเวลา สองถงสามปทผานมา โดยใชพนฐาน

รปแบบในการวเคราะห แบบ membrane โดยมแรงเสยดทานในหลายแนวแกนในแนวระนาบ

Kathryn Jackson ,Julian Allwood[10]ไดทาการศกษา ลกษณะของกลศาตรในการขนรป

ของกระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง36 โดยทาการขนรปโดยใชกระบวนการขนรป36แบบตอเนอง3 6ดวย

การสมผสเปนจด และกระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผสสองจด และนาผลตางๆท

เกดขนจากกระบวนการทง 2 แบบ มาเปรยบเทยบกน

F.Micari,G.Ambrogio,L.Filice [11]ไดทาการศกษาลกษณะของ ความเทยงตรงของ รปราง

และขนาดในกระบวนการขนรป36แบบตอเนอง36ดวยการสมผสเปนจด โดยพบวา ขนาดของอปกรณท

ใชในการขนรปกบสดสวนความหนาของวสด ทแปรผนกน มผลตอ ความเทยงตรงของ รปรางและ

ขนาดทไดทาการขนรป

Joost Duflou, Yasemin Tunckol, Alex Szekeres, Paul Vanherck [12]ไดทาการทดลอง

ศกษา การวดแรงทเกดขนในกระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผสเปนจด ดวยปจจยใน

ลกษณะตางๆเชนระยะการกดในแนวแกน Z, ขนาดของอปกรณทใชในการขนรป, ความหนาของ

วสด,มมในการขนรป, รปทรงทใชในการขนรปและสารหลอลนประเภทตางๆ

J.Kopac,Z.Kampus [13]ไดทาการศกษากระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6โดยใชเครองกด

CNC ในกระบวนการขนรป และควบคมเสนการเดนทางของอปกรณทใชการขนรปโดยระบบ

Computer aids manufacturingพบวา อปกรณจบยดในการขนรปดวยกระบวนขนรป3 6แบบตอเนอง3 6

ควรเปลยนไปโดยมความสมพนธกนกบรปรางพนฐานททาการออกแบบไวและ แสดงถง

ความสมพนธของมมในการขนรปทมผลตอความลกของ ชนงาน อกดวย

J. Jeswiet [4]ไดทาการศกษาวธการสรางชนงานตนแบบอยางรวดเรวดวยกระบวนการขน

รป3 6แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผสเปนจดและไดนาระบบคอมพวเตอรชวยในการผลตมาชวยใน

กระบวนการทางาน ทาใหสามารถขนรปไดอยางมประสทธภาพ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26

Meiler, M., Pfestorf, M. และ Geiger M. [14] และ Yang, T.S. ไดนาเอาสารหลอลนแผน

ชนดแหง (Dry filme lubricants)มาใชในงานลากขนรปลกอลมเนยมเพอชวยลดการสกหรอของ

แมพมพ และพบวาสารหลอลนชนดแหงมขอดกวาน ามนหลอลน เนองจากทาใหสามารถทาการลาก

ขนรปไดลกกวา

L. Fratini G Ambrogio,R Di Lorenso, L.Filice, F. Micari [1]ไดศกษาการเลอกใชวสดแผน

ไดอยางมประสทธภาพในการขนรปในกระบวนการขนรป36แบบตอเนอง36ดวยการสมผสเปนจดพบวา

คาสมประสทธคาความเครยดแขงและคาเปอรเซนตการยดตวของวสดเปนสงสาคญในกระบวนการ

ขนรป36แบบตอเนอง36ดวยการสมผสเปนจด

M.Durante, A.Formisano, A.Langella, F Mimola Capece Minutolo [15]ไดทาการศกษา ถง

ทศทางการหมนของอปกรณทมประสทธภาพ ของกระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6ดวยการสมผส

เปนจดดวยการกาหนดตวแปรในการทดสอบดวย ความเรวละทศทางการหมนของอปกรณ พบวา

ความเรวในการหมนของอปกรณมผลตอคาความหยาบผวทเกดขนบนพนผวของโลหะแผน

2.4 สรปบท

จากการทบทวนงานวจย พบวา กระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6โดยการสมผสเปนจดเปน

กระบวนการขนรปโลหะแผนททาใหเกดการเปลยนรปถาวรเฉพาะจดบนแผนโลหะโดยการใช

อปกรณในการขนรป ทรงกระบอกปลายครงวงกลม ทาการหมนดวยความเรวรอบทกาหนด แลวทา

การกดลงบนพนผวของแผนโลหะจนทาใหเกดการเปลยนรปถาวรเฉพาะจด เกดขนดงนนวสดทจะ

ใชการขนรปดวยกระบวนการขนรป3 6แบบตอเนอง3 6โดยการสมผสเปนจดนนควรจะเปนวสดทม

ความสามารถในการยดตวสง สวนวสดทใชในเปนอปกรณในการขนรปนนควรเปนวสดทมแขงสง

และทนทานในการเสยดสทเกดการจากการสมผสกนระหวางอปกรณในการขนรปและแผนโลหะ

และในการใชน ามนชวยหลอลนในขณะทาใหการหมนขนรปชนงาน จะชวยลดการสกหลอหวกด

ตองคานงถงคณสมบตตางๆของนามนหลอลนเชน สารหลอลน ความและความหนด เปนตน ซงอาจ

สงผลตอคณภาพชนงาน เชน ความเรยบผว ความสามารถในการยดตวของชนงาน การเกดการฉก

ขาด การเกดรอยยน เปนตน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27

บทท 3

วธการดาเนนงาน

3.1 วธการดาเนนการวจย

งานวจย น เปนการวจย เพอศกษาอทธพลของอณหภมทมตอกระบวนการขนรป 3 4

แบบตอเนอง34ดวยการสมผสเปนจด ดวยแผนโลหะอลมเนยมโดยมขนตอนการทดลองสามรถแสดง

ไดดง แผนภาพตอไปน

รปท 3.1 แสดงขนตอนการดาเนนงาน

100 มลลเมตร/นาท

วเคราะห และสรปผลการทดลอง

รศมเครองมอกดขนรป R 3

มลลเมตร ใชสารหลอลนระดบ

ความหนด 3 ระดบ ไดแก

Draw 376 A , DTN-81 และ

Draw 359 H 200 มลลเมตร/นาท

อตราปอนในการเคลอนท

500 รอบ/นาท

1,000 รอบ/นาท

1,500 รอบ/นาท

ความเรวรอบของเครองมอ

ทดลองขนรปชนงาน

ขนตอนการขนรป

เตรยมชนงานทดสอบ

เปรยบเทยบผลการทดลองการขนรปแบบ

300 มลลเมตร/นาท

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28

3.2 ขนตอนการดาเนนการวจย

จากการศกษางานวจยทมความเกยวของและทาการทดลองเบองตนแลวพบวา กระบวนการ

ขนรปแบบลกโซดวยการสมผสเปนจด ซงมคาพารามเตอรจานวนมาก แตพารามเตอรหลกทมผล

ตอประสทธภาพการขนรป ไดแกพารามเตอรของความเรวในการเดนของอปกรณ, ความเรวรอบใน

การหมนของอปกรณ เนองจากพารามเตอรดงกลาวเปนตวแปรพนฐานทสงผลกระทบตอสภาวะ

การทางานในกระบวนการขนรปแบบลกโซดวยการสมผสเปนจด โดยจะทาการศกษาความ

เทยงตรงของชนงานทเกดขนหลงการขนรปวสดทใชเปนอปกรณทใชในการกดขนรปจะเปนโลหะ

สาหรบใชในการผลตแมพมพตามมาตรฐาน JIS เกรด SKD 11

3.2.1 วสดทใชในการทดลอง

1 แผนอลมเนยมขนาด 300x300 มลลเมตร

รปท 3.2 แสดงแผนอลมเนยมทาการขนรป

2 เหลกเครองมอ SKD-11ขนาด 10 มลลเมตร ยาว100 มลลเมตร

รปท 3.3 แสดงลกษณะเครองมอทใชในการขนรป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29

3 ทดสอบหาสมบตอตราสวนความเครยดถาวร

1 นาคาจากการทดสอบการดง (Tensile test) ของเหลกกลาไรสนมเกรด SUS 304

และ SUS 430 มาลงจดสรางแผนภาพความเคนจรง (True stress)

2 วดความกวาง (W0) และความหนา (T0 ) ของแตละชนทดสอบทกแนวการรด

บนทกขอมล ในชวงความยด (Gage length)

รปท 3.4 ลกษณะชนทดสอบหาสมบตเชงกล

3 นาชนทดสอบทวดคาความกวางและหนาเสรจแลวมาทดสอบการดงตาม

แนวแกน

4 วดความกวาง (Wx) และความหนา (Tx) ของชนทดสอบทดงทดสอบแลว

อปกรณ (Extensometer) จะบนทกการเปลยนแปลงความยาวและพนทหนาตด นาขอมลทไดจาก

การบนทกมาคานวณ

จากสมการอตราสวนความเครยดพลาสตกตามแนวทศทางการรดทง 3 แนวแกน

𝑟 = 𝜀𝑤𝜀𝑡

= ln(𝑤/𝑤0)ln(𝑡/𝑡0)

3.2.2 ขนตอนการดาเนนงานขนรป

1. เตรยมชนงานทดสอบแผนโลหะอลมเนยมโดยทาการตดใหมขนาด 300x300

มลลเมตร หนา 1 มลลเมตร

รปท 3.5 แสดงชนงานแผนโลหะ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30

2. เตรยมวสดทใชเปนอปกรณทใชในการกดขนรปเตรยมวสดโลหะเหลกกลาเครองมอ

ตามมาตรฐาน JIS เกรด SKD 11 โดยทาการกลงใหมขนาดเสนผาศนยกลาง10 มลลเมตร ยาว

100.35มลลเมตร ปลายมรปรางครงวงกลม รศม 3 มลลเมตร

รปท 3.6 แสดงอปกรณเครองมอกดขนรป

3. นาอปกรณจบยดชนงานประกอบเขากบฐานของเครอง CNCพรอมทงนาเอาแผนจบ

ยดแผนอลมเนยมทใชในการขนรปมาประกอบกนอกท

รปท 3.7 แสดงภาพประกอบของอปกรณจบยด (fixture)

4. ทาการตดแผนอลมเนยมทใชกระบวนการขนรป34แบบตอเนอง34ดวยการสมผสเปนจด

รปท 3.8 แสดงแผนอลมเนยมทเตรยมกอนการขนรป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31

5. นาแผนอลมเนยมมาใสในชดอปกรณจบยด(Fixture) ทไดทาการออกแบบไวและทา

การยดนอตใหแนนพรอมท งตรวจสอบความพรอมของอปกรณใหด เพอทาการทดสอบ

กระบวนการขนรปแบบตอเนองดวยการสมผสเปนจดตอไป

รปท 3.9 แสดงชดอปกรณจบยด (fixture)

6. ทาการตดตงจดอปกรณจบยดเพอจบยดแผนอลมเนยมใหแนนเพอทาการทดลอง

รปท 3.10 แสดงจบยดอปกรณจบยดอลมเนยม

7. ใชเครองWirecutในการผาชนงานเพอทาการวดความหนาชนงานหลงการขนรป

รปท 3.11 แสดงเครองตด WIRE CUT

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32

3.3 วธการบนทกขอมล

โดยในการทดลองจะกาหนดใหมการทดลองตามตวแปรทกาหนดในการทางาน การ

ทดลองจะดาเนนการทดสอบโดยใชเครองกด CNC แนวตงแบบ 3แกน โดยระบบจบยดแผนโลหะ

จะมการกาหนด พนทชองวาง เพอใหแผนโลหะเปลยนไปตามรปแบบทกาหนด หลงจากทาการ

ทดลองเสรจแลวจะตองบนทกขอมลดงตอไปน ดงตอไปน

โดยในการทดลองจะทาการทดลองตามตวแปรทกาหนด และบนทกขอมล ดงตอไปน

การวดความหนาชนงานหลงการขนรป

รปท 3.12 ตาแหนงการวดความหนาตามภาพตดขวางของการขนรป

รปท 3.13 แสดงทาการวดขนาดดวยเวอรเนยดจตอล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33

ตารางท 3.1 การวดความหนาชนงานทขนรปดวยความเรวรอบ 500 รอบ/นาท

รายการ จดททาการวดความหนา

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Draw 376 A

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

DTN-81

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

Draw 359 H

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

ตารางท 3.2 ตารางความหนาชนงานหลงการขนรป ดวยความเรวรอบ 1,000 รอบ/นาท

รายการ จดททาการวดความหนา

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Draw 376 A

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

DTN-81

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

Draw 359 H

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

34

ตารางท 3.3 ตารางความหนาชนงานหลงการขนรป ดวยความเรวรอบ 1,500 รอบ/นาท

รายการ จดททาการวดความหนา

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Draw 376 A

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

DTN-81

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

Draw 359 H

อตราปอน 100 มม /นาท

อตราปอน 200 มม /นาท

อตราปอน 300 มม /นาท

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 4

ผลการทดลองและวเคราะหผล

งานวจยทาการศกษาอทธพลของตวแปรทสงผลตอการเปลยนแปลงความหนาของชนงาน

ดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนองเคลอนทแกนเดยว (Single point Incremental Sheet Forming)

ทาการขนรปภายใตสภาวะปกต ความเรวรอบในการเคลอนท 500, 1,000 และ1,500 รอบ/นาท

ความเรวในการเคลอนทของเครองมอ 100, 200 และ 300 มลลเมตร/นาท และ สารหลอลนใชใน

การขนรปทมระดบความหนดทแตกตางกนไดแก Draw 376 A ,DTN-81 และ Draw 359 H ทาการ

ขนรปชนงานรปครงวงกลมลกษณะชนงานดงแสดงในรปท 3.1 ใชลกษณะการเคลอนทของ

เครองมอแบบตอเนองทวนเขมนาฬกา แลวทาการผาวดความหนาของชนงานหลงการขนรปผล

การทดลองแสดงดงตอไปน

4.1 อทธพลของความเรวในการเคลอนทและชนดของสารหลอทความเรวรอบในการขนรป 500

รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน

ผลการทดลองการขนรปแบบตอเนองเปรยบเทยบความเรวในการเคลอนท และชนด

ของสารหลอลนทแตกตางกน จากผลการทดลองในรปท 4.1 พบวาความเรวและสารหลอลนสงผล

ตอการเปลยนแปลงความหนาของชนงานหลงการขนรป กลไกการเปลยนรปหรอการเปลยนแปลง

ความหนาของชนงานขนกบการพาเนอโลหะของเครองมอในการขนรปกบสมประสทธการเสยด

ทานของเครองมอกบผวชนงาน ซงจากงานวจยทผานมาการเปลยนรปของชนงานเปนแบบการยด

ผสมกบการหดตวของชนงานฉะนนการเปรยบเทยบชนดของสารหลอลนสงผลกบการเสยดทาน

ระหวางเครองมอกบผว จากการทดลองความหนดของสารหลอลนสงผลตอความหนาชนงานจาก

กราฟผลการทดลองพบวาสารหลอลนชนด Draw 359 H ทความเรวในการเคลอนท 300

มลลเมตร/นาท ใหอตราการเปลยนแปลงความหนาตาสดเมอเทยบกบตวแปรอน รองลงมาเปนสาร

หลอลนชนด DTN -81 และ Draw 367 A แตเมอทาการเปรยบเทยบความเรวในการเคลอนท พบวา

การเคลอนทของเครองมอสงความหนาเฉลยมการเปลยนแปลงนอยกวาการเคลอนทของเครองมอ

ตา สาเหตเกดจากเมอความเรวในการเคลอนทสงความรอนทผวชนงานมคาสงขนสงผลใหคา

ความหนดของนามนมคาเพมสงขนทาใหมผลโดยตรงตอคาสมประสทธความเสยดทานทอณหภม

ทสงขนของสารหลอลนจากการเปรยบเทยบคณสมบตทางอณหภมของน ามนหลอลนพบวา Draw

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36

359 H ทอณหภมสงขนคาความหนดมคาสงขนตามสงผลตอแรงเสยดทานระหวางเครองมอใน

การกดขนรปกบผวชนงานลดลงสงผลตอการพาเนอโลหะทาใหการเปลยนแปลงความหนาเฉลย

ลดลง

รปท 4.1 แสดงความหนาเฉลยของชนงานขนรปทความเรวในการเคลอนท 100 , 200 และ

300 มลลเมตร/นาท ทชนดของสารหลอลนแตกตางกน ความเรวในการหมนขนรป 500 รอบ/นาท

4.2 อทธพลของความเรวในการเคลอนทและชนดของสารหลอทความเรวรอบในการขนรป 1,000

รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน

เมอเพมความเรวรอบในการขนรปเปน 1000 รอบ/นาทพบวาลกษณะการเปลยนแปลง

ความหนาเฉลยของชนงานมลกษณะคลายกบความเรวรอบท 500 รอบ/นาท คอสารหลอลนชนด

Draw 359 H ความเรวในการเคลอนทของเครองมอ 300 มลลเมตร/นาท แตพบวาคาเฉลยของการ

เปลยนแปลงความหนามคาลดลง ซงเกดจากเมอความเรวรอบในการกดขนรปสงขนสงผลตอคา

ความรอนระหวางเครองมอกบผวชนงานเพมขนทาใหคาความหนดของสารหลอลนเพมสงขนตาม

ลกลกษณะกายภาพของสารหลอลน ทาใหแรงเสยดทานมคาลดลงการพาเนอโลหะของเครองมอ

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Draw 376 A DTN-81 Draw 359 H

Wal

l Th

ickn

ess

: mm

Lubicant type

Feeds 100 Feeds 200 Feeds 300

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37

ในการขนรปมคานอยลงตามไปดวยแลวความหนาชนงานไมเกดการเปลยนแปลง และความเรวใน

การเคลอนทของเครองมอกสงผลตอการเปลยนแปลงความหนาชนงานงานเมอความเรวในการ

เคลอนทของชนงานชาการพาเนอโลหะเกดขนสงสงผลใหการเปลยนแปลงความหนาทผนง

ชนงานแตสงเกตทผวชนงานความเรวรอบชาใหคณภาพผวชนงานดกวาทความเรวในการเคลอนท

ของเครองมอสง

รปท 4.2 แสดงความหนาเฉลยของชนงานขนรปทความเรวในการเคลอนท 100 , 200 และ 300

มลลเมตร/นาท ทชนดของสารหลอลนแตกตางกน ความเรวในการหมนขนรป 1,000 รอบ/นาท

4.3 อทธพลของความเรวในการเคลอนทและชนดของสารหลอทความเรวรอบในการขนรป 1,500

รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของชนงาน

ผลการทดลองการวดความหนาเฉลยของชนงานขนรปดวยกระบวนการขนรป

แบบตอเนองแบบเคลอนททศทางเดยวรปผลการทดลองท 4.3 แสดงความเรวรอบในการเคลอนท

สงขนเปน 1,500 รอบ/นาท จากการทดลองพบวาเมอเพมความเรวรอบสงขนความหนาชนงานยง

มลกษณะคลากนกบความเรวรอบอนแตจากการสงเกตรปการทดลองพบวาสารหลอลนชนด Draw

376 A ความหนาเกดการเปลยนแปลงสงขนทความเรวในการเคลอนทของเครองมอ 100 และ 200

มลลเมตร/นาท ซงสารหลอลนชนด Draw 376 A เมอความรอนสงขนคาสมประสทธความหนดม

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Draw 376 A DTN-81 Draw 359 H

Wal

l Th

ickn

ess

: mm

Lubicant type

Feeds 100 Feeds 200 Feeds 300

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38

คาเพมสงขนมากกวาสารหลอลนชนด DTN-81 แตเปรยบเทยบความรอนและความสามารถในการ

พาเนอโลหะของความเรวในการเคลอนทของเครองมอทาใหความหนาไมเกดการเปลยนแปลง

มากนก ผลการทดลองยงพบวาความหนาของชนงานทใชความเรวในการเคลอนท 300 มลลเมตร/

นาท สารหลอลนชนด Draw 359 H ใหการเปลยนแปลงความหนาตาสด

รปท 4.3 แสดงความหนาเฉลยของชนงานขนรปทความเรวในการเคลอนท 100 , 200 และ 300

มลลเมตร/นาท ทชนดของสารหลอลนแตกตางกน ความเรวในการหมนขนรป 1,500 รอบ/นาท

4.4 อทธพลของสารหลอลน Draw 359 H ความเรวในการเคลอนท 100 , 200 และ 300มลลเมตร/

นาท และความเรวรอบในการขนรป 500 , 1,000 และ 1,500 รอบ/นาท ตอผนงความหนาเฉลยของ

ชนงาน

การทดลองการขนรปแบบตอเนองจากการเปรยบเทยบชนดของสารหลอลนพบวาสาร

หลอลนชนด Draw 359 H การเปลยนแปลงความหนาตาสดเมอเทยบกบชนดอนจงนาสารหลอลน

ชนด Draw 359 H มาทาการเทยบเทยบความเรวในการเคลอนทของเครองมอและความเรวรอบใน

การเคลอนท และจากการทดลองดงแสดงในรปท 4.4 พบวาทความเรวรอบในการขนรปของ

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Draw 376 A DTN-81 Draw 359 H

Wal

l Th

ickn

ess

: mm

Lubicant type

Feeds 100 Feeds 200 Feeds 300

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39

เครองมอท 1500 รอบ/นาท ความเรวในการเคลอนท 300 มลลเมตร/นาท ใหอตราการ

เปลยนแปลงความหนาเฉลยของผนงชนงานนอยสด

รปท 4.4 แสดงความหนาเฉลยของชนงานขนรปทความเรวในการเคลอนท 100 , 200 และ300

มลลเมตร/นาท ชนด Draw 359 H ความเรวในการหมนขนรป 1,500 รอบ/นาท

ดงทกลาวจากผลการทดลองมาแลวขางตนวาอทธพลของสารหลอลนสงผลตอการ

เปลยนแปลงความหนาซงเกดจากการเปลยนแปลงสมประสทธแรงเสยดทานตามสภาวะอณหภม

ดงน นกลไกการเคลอนทของเครองมอและความเรวรอบในการหมนขนรปกสงผลตอการ

เปลยนแปลงอณหภมระหวางการขนรปของชนงานโดยทวไปความเรวรอบและความเรวในการ

เคลอนทสงมผลโดยตรงใหอณหภมชนงานเพมขน จากผลการทดลองสามารถสรปไดวาท

ความเรวในการขนรปสงและความเรวรอบในการขนรปสงผลใหอตราการเปลยนแปลงความหนา

ชนงานตาสดสาหรบการขนรปถวยอลมเนยม

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

500 rpm 1000 rpm 1500 rpm

Wal

l Th

ickn

ess

: mm

Spildle speeds (rpm)

Feeds 100 Feeds 200 Feeds 300

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40

บทท 5

สรปผลการทดลอง อภปลายผล และขอเสนอแนะ

งานวจยทาการศกษาอทธพลของตวแปรทสงผลตอการเปลยนแปลงความหนาของ

ชนงานดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนองเคลอนทแกนเดยว (Single point Incremental Sheet

Forming)ทาการขนรปภายใตสภาวะปกต ความเรวรอบในการเคลอนท 500, 1,000 และ1500 รอบ/

นาท ความเรวในการเคลอนทของเครองมอ 100, 200 และ 300 มลลเมตร/นาท และ สารหลอลนใช

ในการขนรปทมระดบความหนดทแตกตางกน ไดแก Draw 376 A , DTN-81 และDraw 359 H ทา

การขนรปชนงานรปครงวงกลมผลการทดลองสามารถสรปไดดงน

5.1 สรปผลการทดลอง

1. การทดลองการขนรปดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนองเคลอนทแบบแกนเดยว

พบวาความเรวในการเคลอนทของเครองมอในการขนรปสงผลตอการเปลยนแปลงความหนาของ

ผนงชนงาน จากการทดลองพบวาทความเรวในการเคลอนท 300 มลลเมตร/นาท ใหการ

เปลยนแปลงความหนาตาสด

2. ความเรวรอบสงผลตอความรอนทเกดขนบนผวชนงานเมอความรอนสงคาแรงเสยด

ทานระหวางเครองมอในการกดขนรปสงผลตอการพาเนอโลหะ การทดลองครงนพบวาความเรว

รอบในการกดขนรปของเครองมอ 1,500 รอบ/นาท ความหนาเปลยนนอยสด

3. สารหลอลนในงานขนรปแบบตอเนอง คาความหนดของสารหลอลนสงผลตอคา

สมประสทธระหวางอลมเนยมกบเหลกเครองมองานเยน โดยสารหลอลนทมคาความหนดสงจะให

คาสมประสทธความเสยดทานตากวาสารหลอลนทมความหนดตา

5.2 อภปลายผลการทดลอง

การขนรปดวยกระบวนการขนรปแบบตอเนอง ทความเรวในการเคลอนทเพมขนจาก 100

200 และ 300 มลลเมตร/นาท ซงท 300 มลลเมตร/นาท ใหการเปลยนแปลงความหนาตาสด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41

ความเรวรอบในการกดขนรปของเครองมอ 1,500 รอบ/นาท ความหนาเปลยนนอยสด และโดยสาร

หลอลนทมคาความหนดสงจะใหคาสมประสทธความเสยดทานตากวาสารหลอลนทมความหนดตา

5.3 ขอเสนอแนะ

1. ในการทดลองการขนรปโดยมการสมผสเปนจดแบบตอเนองในการทดลองครงตอไป

ควรจะศกษารศมปลายของ Forming Tool รวมกบความหนดสารหลอลน เพราะทงสองปจจยมผล

ตอคณผว และความสามารถในการขนรปของวสด

2. ในการทดลองการขนรปโดยมการสมผสเปนจดแบบตอเนองในการทดลองครงตอไป

ควรจะเลอกสารหลอลนยหอเดยว ซงคณภาพ และมาตรฐานการผลตสารหลอลนสงผลตอคณภาพ

ชนงาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42

เอกสารอางอง

[1] L. Fratini GAmbrogio,R Di Lorenso, L.Filice, F. Micari, Infruence of mechanical properties

of the sheet material in single point incremental forming ,CRIP Ann.53 (1) (2004) 207-210

[2] Leszak, E Patent US3342051A1, Publisheed 1967-01-19 Apparatus and Process for

incremental Dieless Forming

[3] อางอง มาจากหนงสอวสดวศวกรรม ผเรยบเรยง ดร. กตตพงษ กมะพงศ

[4] J. Jeswiet,rapid proto-typing with incremental single point forming , CAD/CAM

Comput.Grapics 15 (2000) 177-183

[5]JoãoLuísPadrão de BritoCâmara, Single Point Incremental Forming, Dissertaçãoparaobtenção

do Grau de MestreemEngenhariaMecânica ,Instituto Superior Tecnico,2009

[6] กตตภฏรตนจนทร, การใชไฟไนตเอลเมนตวเคราะหการขนรปชนสวนหมอกรองอากาศรถยนต

[7] คมสนตงามขาขดจากดการขนรปเหลกกลาไรสนมออสเทไนต SUS 304 จากการเปลยนความ

หนา(2008 )

[8] JIS B 0031 and JIS B 0061

[9] P.A.F.Martin ,N.Bay , M Skjoedt , M.B Silva, Theory of single point incremental forming,

CRIP Ann. Manufacturing Technology 57 (2008) 247-252

[10] Kathryn Jackson ,JulianAllwood , The mechanic of incremental sheet forming ,Journal of

Materials Processing Technology 209 (2009) II58-II74

[11]F.Micari ,G.Ambrogio , L.Filice ,Shape and Dimentionaccurency in Single Point Incremental

Forming: State of art and Future trends, Journal of Materials Processing Technology 191 (2007)

390-395

[12]JoostDuflou, YaseminTunckol ,Alex Szekeres, Paul Vanherck ,Experimental study on force

measurement for single point incremental forming , Journal of Materials Processing Technology

189 (2007) 65-72

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

43

[13] J.Kopac ,Z.Kampus ,Incremental sheet metal forming on CNC machine-tool , Journal of

Materials Processing Technology 162-163(2005) 622-628

[14] Meiller, M., Pfestorts, M. and Geiger, M., The use of dry film lubricants in aluminium sheet

matal

[15]M.Durante, A.Formisano ,A.Langella, F MimolaCapeceMinutolo ,The influence of tool

rotation on an incremental forming process, Journal of Materials Processing Technology 209

(2009) 4621-4626

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ภาคผนวก ก

แบบอปกรณ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

9.50

8.50

6

R3

B

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

7Tool

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 7300 x 300GUIDE RAIL

1.2

1:11:11:1

SKD 11

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

300

300

150

38 R

38

B

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

6Material

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 6300 x 300GUIDE RAIL

1.2

1:11:11:1

Aluminium

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

300

300

15

20

25

200

15

10

10

4

6

B

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

3JIG&FIXTURE

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 3300 x 300GUIDE RAIL

1:5

1:11:11:1

SKD 11

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

300 150

50 3

00 15

20

10

200

4

B

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

1JIG&FIXTURE

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 1300 x 300GUIDE RAIL

1:5

1:11:11:1

SKD 11

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม 50

164

300

96.

17

200 10

6

B

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

2JIG&FIXTURE

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 2300 x 300GUIDE RAIL

1:5

1:11:11:1

SKD 11

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

มB

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

5JIG&FIXTURE

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 5300 x 300GUIDE RAIL

1:5

1:11:11:1

SKD 11

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม 9

0

126

30

6

300

300

18

25 B

C

D

1 2

A

321 4

B

A

5 6

C

item Part Name Daimention Material Qty. Drawing No.

Scale Drawn

Designed

CheckedGen. Tolerance

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Thitiwut Jokloy

Mr.Suriya Namkeaw

Tite Drawing No.

RAJAMANGALA UNIVERSITYTECHNOLOGY

SUVARNABHUMI

4JIG&FIXTURE

3-06-2015

3-06-2015

3-06-2015

1 2 4300 x 300GUIDE RAIL

1:5

1:11:11:1

SKD 11