شکاف کاری

سوراخ کاری یا شکاف کاری به فرایند برش فلز به منظور ایجاد شکاف ، با استفاده از دستگاه برش همزمان عمل پرس گفته میشود که به طور مخصوص برای روی ورقه ، میله ، لوله فلزی مورد استفاده میباشد.

Close-up of a HACO notching machine.

نمای نزدیک دستگاه شکافکاری HACO ( Vari 2206 ).

ایجاد شکاف با استفاده از دو فرایند برش و پرس کاری صورت میگیرد. در مرحله اول قطعه مورد نظر که توسط منگنه به دستگاه متصل میشود برای برش صحیح و دقیق نگهداشتن ورق و همچنین تنظیم دقیق آن حایز اهمیت است بنابراین وجود نگهدارنده‌های ورق در گیوتین از وسایل ضروری بشمار می‌آید. سپس با انجام عمل برش عمودی رو به پایین همزمان با عمل پرس ، شکاف و یا سوراخ مورد نظر بدست می آید. معمولا هدف ایجاد شکاف میباشد اما گاهی پیش می آید که ایجاد شکاف پیش زمینه ای به خاطر سهولت فرایند های بعدی که قرار است بر روی قطعه پیاده شود ، انجام میشود. به طور مثال ایجاد خم در گوشه اتصال دو لوله به صورت تی شکل تنها با ایجاد شکاف اولیه بر روی لوله ها مسیر خواهد بود.

شکاف کاری به عبارتی ترکیبی از قیچی کاری و پرسکاری میباشد که یکی از فرایند های مکانیکی برش است. با تفاوت اینکه مصرف انرژی کمتر بوده و برش ایجاد شده به دلیل حرکت عمودی ناشی از وزن قسمت متحرک دستگاه بوده و موجب میشود این فرایند کم هزینه باشد. معمولا کارگاه های کوچک تر و یا ساخت و ساز های ساده ، انجام شکافکاری و سوراخ کاری به روش برشی عمودی را به پرس منگنه که هزینه بسیار بیشتری دارد را ترجیح میدهند و قسمت هایی از کار خود را که ابعاد کوچکتری دارد ، به کارگاه های شکافکاری میسپارند.

البته باید توجه داشت ایجاد تغییرات بر لوله های بسیار بزرگ و یا سنگین به روش شکاف کاری و یا حتی برش کاری با دستگاه معمولی امکان پذیر نیست و این روش ها تنها برای قطعات کوچک قابل استفاده است. به همین جهت برای قطعات سنگین و بزرگ باید از برش پلاسما که در آن یک گاز نجیب (در برخی موارد هوای فشرده) با سرعت بالا از نازل دمیده شده و در همان لحظه یک قوس الکتریکی (Electrical ARC) بین گاز در سر نازل با سطح برش ایجاد می‌گردد وگاز به حالت پلاسما می‌رود. پلاسما به اندازه کافی گرم است تا فلز را ذوب کند و برش صورت میپذیرد. قابل ذکر است که اولین ابزار پانچ و برش لوله در شیکاگو امریکا توسط جولیوس وگل اختراع شد که در سال ۱۹۳۸ توانست حق ثبت اختراع خود را دریافت کند.

دقت عملیات شکاف کاری

دقت عمل بریدگی و ایجاد شکاف به طور متوسط بسیار مناسب است اما باید توجه داشت نیازمند رسیدگی و بررسی ، هنگام خروج از زیر پرس میباشد.

برای عملیات های خم کردن ، انجام شکاف اولیه به منظور بهبود خم نهایی بر روی قطعه میتواند تاثیر به سزایی داشته باشد و به طور معمول این شکاف همیشه پیش نیاز خم میباشد.

نحوه انجام فرایند شکاف کاری

سرعت عمل برش و ایجاد شکاف بر روی قطعه مورد نظر همواره وابسته و محدود به عملکرد کاربر دستگاه است به دلیل اینکه کاربر و یا تکنسین دستگاه مسئولیت نگه داشتن قطعه در محل مشخص میباشد و یا ممکن است باتوجه به ابعاد قطعه جازدن آن در محل مناسب برای پرس نیز جزو وظایف کاربر میباشد. بعضی قطعاتی که طول آنها به چندین فوت میرسد ممکن است تحت بارگذاری دستی به صورت یک جا و طی یک مرحله ای پرس شوند. در صورتی که قطعات کوچکتر توسط تکنسین جا به جا شده تا شکاف و برش های مورد نیاز بر روی آنها انجام شود.

به طور معمول هر قطعه ای قابلیت این را داراست که عملیات شکافکاری بر روی آن صورت گیرد. این فرایند به طور متوسط بر روی قطعاتی انجام میشود که قابلیت تحمل استفاده از دریل را ندارند همانند فولاد ضدزنگ ، تیتانیوم و یا الیاژ های الومینیومی که عملیات حرارتی بر رویشان انجام شده است.

این فرایند به منظور حذف گوشه ای و یا قسمت کوچکی و همچنین گاها حتی برش بدنه آن بر روی قطعه مورد نظر انجام میگیرد.

انواع شکاف کاری لوله

قاب دوچرخه در لوله فولادی ، قبل از جوشکاری یا لحیم کاری TIG ، در اتصالات بریده شده است

شکاف کاری لوله معمولاً قبل از اتصال لوله ها به جهت ایجاد سه راهی یا اتصالی تی شکل و موارد مشابه ، نهایتا اتصال لوله ها نیز با فرایند جوش کاری انجام می شود. معمولا لوله های مورد استفاده قبل از مونتاژ بریده میشوند و شکاف مورد نظر به جهت اتصال روی آنها ایجاد میشود. یک نمونه اشنا از این نوع برش در ساخت بدنه اصلی یا قاب دوچرخه است .

شکاف کاری انتهایی

برش ایجاد شده به جهت ایجاد زاویه مناسب در انتهای لوله شکافکاری انتهایی نام دارد به عنوان مثال در اشکال نیمه دایره که تنها داری فرورفتگی یا بیرون رفتگی میباشند و ظاهر مناسبی ندارند از این برش استفاده میکنیم تا خروجی مطلوب برای ساختار تی شکل به وجود بیاید یا ممکن است با شکاف در محل مناسب یک لچکی مطلوب در لوله مورد نظر برای اتصال میتر ، ایجاد کنیم.

لوله ای با شکاف لچکی ، خم شده برای جمع شدن یک مفصل میتره

شکاف کاری جانبی

شکاف کاری جانبی که با نام شکاف افست نیز شناخته میشود در دو حالت همانند کنار یک لوله با شکاف لچکی به جهت خم کردن لوله و همچنین برای قطعات دایروی ناقص و نیمه دایروی به جهت اتصال تی شکل مو استفاده میشود.

شکاف کاری لوله توخالی

در صورتی که لوله نیازمند نوعی برش ، توخالی باشد دیگر استفاده از یک پانچ ساده برای ایجاد شکاف در آن امکان پذیر نیست زیرا احتمال لهیدگی باتوجه به ضخامت لوله ، بسیار بالاست ، زیرا له می شود. میتوان متصور شد با انواع منگنه ها و برقراری تعادل کافی در دیواره داخلی لوله امکان برشکاری برقرار است اما قطعات پشتیبانی بسیار زیادی مورد نیاز خواهد بود اگرچه مشت زدن امکان پذیر است ، اما نیاز به زیراندازهای پشتیبانی و دست زدن به بی دست و پا دارد. در مواردی که لوله با فشار پانچ به غیر از برش جانبی کار می شود ، به طور کلی به عنوان شکاف دهی توصیف می شود.

نحوه ساخت حلقه با استفاده از شکاف کاری

برای ساخت لوله دایره ای شکل باید ابتدا بر روی لوله اولیه به قطر و ضخامت مورد نظر با استفاده از یک اره دوار ، یک سوراخ از که در آن اره سوراخ را به نحوی ایجاد میکند تا لوله توخالی ، از یک زاویه نیمه عمود بریده شود. این یک بریدگی نیم دایره ایجاد می کند. با اتصال دو سر این میله که هردو دارای زاویه نیمه عمود ۴۵ درجه میباشند ، حلقه نهایی به صورت دایره بدست می آید.

همچنین میتوان به جای استفاده از پرسهای بزرگ ، همانند توضیحات بالا عمل کرد و با یک حرکت ساده به کمک اره ، حلقه مورد نظر را در محل کارگاه و در زمان نیاز به راحتی تولید کرد.

ایمنی

یک روش دقیق تر و مناسب تر برای ایجاد شکاف و یا شیار مورد نیاز در انتهای لوله استفاده از دستگاه به خصوص برش فرز میباشد که با استفاده از مته ای سر تخت برش را بر روی سطح مورد نظر انجام میدهد. ابتدا لوله مورد نظر توسط گیره اهنگری ، محکم و در جای مشخص خود ثابت شده و سپس با سرعت چرخش پایین فرز موجب برش بر روی سطح مطلوب میشود. به طور معمول تجهیزات مورد نیاز این روش به میزان قابل توجهی گران تر از روش استفاده دستی از اره و یا گرد بر میباشد زیرا به طور مثال تجهیزات به دلیل اتوماتیک بودن شان ، به جهت تامین ایمنی از کارکرد دستگاه ، به زمین متصل میشود. این روش بسیار سریع تر بوده و کمترین اسیب را به لوله میزند زیرا در روش استفاده از اره ، امکان لهیدگی بسیار بیشتر میباشد.

شکاف کاری جدار نازک

شکاف کاری در لوله های جدار نازک میتواند توسط قطعات ساینده (همانند سنباده و یا فرز که در قسمت قبل توضیح داده شد)صورت گیرد تا ریسک آسیب ناشی از کار با اره در آن وجود نداشته و یا حداقل بسیار کم شود. استفاده از ابزار های ساینده به جهت تولید اشکال پیچیده تر از جمله ایجاد لچکی در زاویای کوچک میتواند به عنوان بهترین روش در نظر گرفته شود. در بعضی مواقع میتوان از فرز هلیکال برای ایجاد شکاف نیز استفاده نمود.

دستگاه سی ان سی ، به طراحان کمک میکند تا برش و شکاف های پیچیده تری را بر روی ورق پیاده نمایند.

کاربردها

برای ایجاد لچکی بر روی لوله ها به خصوص لوله های مربعی ، گاهی نیاز است که برش مشخصی در سرتاسر سطح مقطع لوله انجام پذیرد تا بتوان با جوشکاری به شکل مورد نظر دست پیدا کرد.

در ابعاد کوچکتر همانند تولید بدلیجات و یا جواهرات این عمل با دست ، قبل از خم کردن و سپس لحیم کردن وجوه مورد نظر انجام میشود.